#define NULL ((void *)0)
typedef unsigned long size_t; // Customize by platform.
typedef long intptr_t;
typedef unsigned long uintptr_t;
typedef long scalar_t__; // Either arithmetic or pointer type.
/* By default, we understand bool (as a convenience). */
typedef int bool;
#define false 0
#define true 1

/* Forward declarations */

/* Type definitions */

/* Variables and functions */
int /*<<< orphan*/ assert(int);
int /*<<< orphan*/ printf(char *, ...);
int /*<<< orphan*/ scanf(char *, int *);
int main() {
  const int MAX_SIZE = 100;
  int a[MAX_SIZE];
  for (int i = 0; i < MAX_SIZE; ++i) {
    a[i] = i * i + 4;
  }
  int n_numbers;
  printf("How many numbers should I sum up? ");
  scanf("%d", &n_numbers);
  int sum = 0;
  for (int i = 0; i < n_numbers; ++i) {
    sum += a[i];
  }
  assert(sum >= 0);
  printf("The sum is: %d\n", sum);
  return 0;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<main>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x1b0,%rsp
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
movl   $0x64,-0x8(%rbp)
mov    %rsp,%rax
mov    %rax,-0x10(%rbp)
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
cmpl   $0x64,-0x14(%rbp)
jge    1184 <main+0x54>
mov    -0x14(%rbp),%ecx
imul   -0x14(%rbp),%ecx
add    $0x4,%ecx
movslq -0x14(%rbp),%rax
mov    %ecx,-0x1b0(%rbp,%rax,4)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1157 <main+0x27>
lea    0xe75(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <printf@plt>
lea    0xe8a(%rip),%rdi
lea    -0x18(%rbp),%rsi
call   1050 <scanf@plt>
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
movl   $0x0,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jge    11db <main+0xab>
movslq -0x20(%rbp),%rax
mov    -0x1b0(%rbp,%rax,4),%eax
add    -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    11b0 <main+0x80>
cmpl   $0x0,-0x1c(%rbp)
setge  %al
and    $0x1,%al
movzbl %al,%edi
call   1040 <assert@plt>
mov    -0x1c(%rbp),%esi
lea    0xe30(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <printf@plt>
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,%rsp
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x1b0,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<main>:
push   %rbx
sub    $0x1a0,%rsp
movdqa 0xec0(%rip),%xmm3
movdqa 0xec8(%rip),%xmm1
mov    $0xc,%eax
movdqa 0xecb(%rip),%xmm2
movdqa 0xed2(%rip),%xmm8
movdqa 0xeda(%rip),%xmm4
movdqa 0xee2(%rip),%xmm5
movdqa 0xeea(%rip),%xmm6
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
movdqa %xmm1,%xmm7
pmuludq %xmm1,%xmm7
movdqa %xmm3,%xmm0
pmuludq %xmm3,%xmm0
shufps $0x88,%xmm0,%xmm7
paddd  %xmm2,%xmm7
movdqa %xmm7,-0x20(%rsp,%rax,4)
cmp    $0x6c,%rax
je     122c <main+0xfc>
movdqa %xmm3,%xmm0
paddq  %xmm8,%xmm0
movdqa %xmm1,%xmm7
paddq  %xmm8,%xmm7
pmuludq %xmm7,%xmm7
pmuludq %xmm0,%xmm0
shufps $0x88,%xmm0,%xmm7
paddd  %xmm2,%xmm7
movdqa %xmm7,-0x10(%rsp,%rax,4)
movdqa %xmm3,%xmm0
paddq  %xmm4,%xmm0
movdqa %xmm1,%xmm7
paddq  %xmm4,%xmm7
pmuludq %xmm7,%xmm7
pmuludq %xmm0,%xmm0
shufps $0x88,%xmm0,%xmm7
paddd  %xmm2,%xmm7
movdqa %xmm7,(%rsp,%rax,4)
movdqa %xmm3,%xmm0
paddq  %xmm5,%xmm0
movdqa %xmm1,%xmm7
paddq  %xmm5,%xmm7
pmuludq %xmm7,%xmm7
pmuludq %xmm0,%xmm0
shufps $0x88,%xmm0,%xmm7
paddd  %xmm2,%xmm7
movdqa %xmm7,0x10(%rsp,%rax,4)
paddq  %xmm6,%xmm1
paddq  %xmm6,%xmm3
add    $0x10,%rax
jmp    1180 <main+0x50>
lea    0xe3d(%rip),%rdi
xor    %ebx,%ebx
xor    %eax,%eax
call   1030 <printf@plt>
lea    0xe50(%rip),%rdi
lea    0xc(%rsp),%rsi
call   1050 <scanf@plt>
mov    0xc(%rsp),%eax
test   %eax,%eax
jle    133d <main+0x20d>
cmp    $0x8,%eax
jae    1267 <main+0x137>
xor    %ecx,%ecx
xor    %ebx,%ebx
jmp    1330 <main+0x200>
mov    %eax,%ecx
and    $0xfffffff8,%ecx
lea    -0x8(%rcx),%rsi
mov    %rsi,%rdi
shr    $0x3,%rdi
add    $0x1,%rdi
mov    %edi,%edx
and    $0x3,%edx
cmp    $0x18,%rsi
jae    1292 <main+0x162>
pxor   %xmm0,%xmm0
xor    %esi,%esi
pxor   %xmm1,%xmm1
jmp    12dd <main+0x1ad>
and    $0xfffffffffffffffc,%rdi
pxor   %xmm0,%xmm0
xor    %esi,%esi
pxor   %xmm1,%xmm1
paddd  0x10(%rsp,%rsi,4),%xmm0
paddd  0x20(%rsp,%rsi,4),%xmm1
paddd  0x30(%rsp,%rsi,4),%xmm0
paddd  0x40(%rsp,%rsi,4),%xmm1
paddd  0x50(%rsp,%rsi,4),%xmm0
paddd  0x60(%rsp,%rsi,4),%xmm1
paddd  0x70(%rsp,%rsi,4),%xmm0
paddd  0x80(%rsp,%rsi,4),%xmm1
add    $0x20,%rsi
add    $0xfffffffffffffffc,%rdi
jne    12a0 <main+0x170>
test   %rdx,%rdx
je     1304 <main+0x1d4>
lea    (%rsp,%rsi,4),%rsi
add    $0x20,%rsi
shl    $0x5,%rdx
xor    %edi,%edi
paddd  -0x10(%rsi,%rdi,1),%xmm0
paddd  (%rsi,%rdi,1),%xmm1
add    $0x20,%rdi
cmp    %rdi,%rdx
jne    12f0 <main+0x1c0>
paddd  %xmm1,%xmm0
pshufd $0xee,%xmm0,%xmm1
paddd  %xmm0,%xmm1
pshufd $0x55,%xmm1,%xmm0
paddd  %xmm1,%xmm0
movd   %xmm0,%ebx
cmp    %rax,%rcx
je     133d <main+0x20d>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
add    0x10(%rsp,%rcx,4),%ebx
add    $0x1,%rcx
cmp    %rcx,%rax
jne    1330 <main+0x200>
mov    %ebx,%edi
not    %edi
shr    $0x1f,%edi
call   1040 <assert@plt>
lea    0xd46(%rip),%rdi
mov    %ebx,%esi
xor    %eax,%eax
call   1030 <printf@plt>
xor    %eax,%eax
add    $0x1a0,%rsp
pop    %rbx
ret

LLVM IR (-O0):
@.str = [35 x i8] c"How many numbers should I sum up? \00"
@.str.1 = [3 x i8] c"%d\00"
@.str.2 = [16 x i8] c"The sum is: %d\0A\00"
define i32 @main() {
%1 = alloca i32
%2 = alloca i32
%3 = alloca i8*
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
store i32 0, i32* %1
store i32 100, i32* %2
%8 = call i8* @llvm.stacksave()
store i8* %8, i8** %3
%9 = alloca i32, i64 100
store i32 0, i32* %4
br label %10
10: ; preds = %21, %0
%11 = load i32, i32* %4
%12 = icmp slt i32 %11, 100
br i1 %12, label %13, label %24
13: ; preds = %10
%14 = load i32, i32* %4
%15 = load i32, i32* %4
%16 = mul nsw i32 %14, %15
%17 = add nsw i32 %16, 4
%18 = load i32, i32* %4
%19 = sext i32 %18 to i64
%20 = getelementptr inbounds i32, i32* %9, i64 %19
store i32 %17, i32* %20
br label %21
21: ; preds = %13
%22 = load i32, i32* %4
%23 = add nsw i32 %22, 1
store i32 %23, i32* %4
br label %10
24: ; preds = %10
%25 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([35 x i8], [35 x i8]* @.str, i64 0, i64 0))
%26 = call i32 @scanf(i8* getelementptr inbounds ([3 x i8], [3 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), i32* %5)
store i32 0, i32* %6
store i32 0, i32* %7
br label %27
27: ; preds = %38, %24
%28 = load i32, i32* %7
%29 = load i32, i32* %5
%30 = icmp slt i32 %28, %29
br i1 %30, label %31, label %41
31: ; preds = %27
%32 = load i32, i32* %7
%33 = sext i32 %32 to i64
%34 = getelementptr inbounds i32, i32* %9, i64 %33
%35 = load i32, i32* %34
%36 = load i32, i32* %6
%37 = add nsw i32 %36, %35
store i32 %37, i32* %6
br label %38
38: ; preds = %31
%39 = load i32, i32* %7
%40 = add nsw i32 %39, 1
store i32 %40, i32* %7
br label %27
41: ; preds = %27
%42 = load i32, i32* %6
%43 = icmp sge i32 %42, 0
%44 = zext i1 %43 to i32
%45 = call i32 @assert(i32 %44)
%46 = load i32, i32* %6
%47 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([16 x i8], [16 x i8]* @.str.2, i64 0, i64 0), i32 %46)
store i32 0, i32* %1
%48 = load i8*, i8** %3
%49 = load i32, i32* %1
ret i32 %49
}

LLVM IR (-O2):
@.str = [35 x i8] c"How many numbers should I sum up? \00"
@.str.1 = [3 x i8] c"%d\00"
@.str.2 = [16 x i8] c"The sum is: %d\0A\00"
define i32 @main() {
%1 = alloca i32
%2 = alloca [100 x i32]
br label %3
3: ; preds = %13, %0
%4 = phi i64 [ 0, %0 ], [ %34, %13 ]
%5 = phi <4 x i64> [ <i64 0, i64 1, i64 2, i64 3>, %0 ], [ %35, %13 ]
%6 = mul nuw nsw <4 x i64> %5, %5
%7 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %2, i64 0, i64 %4
%8 = trunc <4 x i64> %6 to <4 x i32>
%9 = add <4 x i32> %8, <i32 4, i32 4, i32 4, i32 4>
%10 = bitcast i32* %7 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %9, <4 x i32>* %10
%11 = or i64 %4, 4
%12 = icmp eq i64 %11, 100
br i1 %12, label %36, label %13
13: ; preds = %3
%14 = add <4 x i64> %5, <i64 4, i64 4, i64 4, i64 4>
%15 = mul nuw nsw <4 x i64> %14, %14
%16 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %2, i64 0, i64 %11
%17 = trunc <4 x i64> %15 to <4 x i32>
%18 = add <4 x i32> %17, <i32 4, i32 4, i32 4, i32 4>
%19 = bitcast i32* %16 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %18, <4 x i32>* %19
%20 = or i64 %4, 8
%21 = add <4 x i64> %5, <i64 8, i64 8, i64 8, i64 8>
%22 = mul nuw nsw <4 x i64> %21, %21
%23 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %2, i64 0, i64 %20
%24 = trunc <4 x i64> %22 to <4 x i32>
%25 = add <4 x i32> %24, <i32 4, i32 4, i32 4, i32 4>
%26 = bitcast i32* %23 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %25, <4 x i32>* %26
%27 = or i64 %4, 12
%28 = add <4 x i64> %5, <i64 12, i64 12, i64 12, i64 12>
%29 = mul nuw nsw <4 x i64> %28, %28
%30 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %2, i64 0, i64 %27
%31 = trunc <4 x i64> %29 to <4 x i32>
%32 = add <4 x i32> %31, <i32 4, i32 4, i32 4, i32 4>
%33 = bitcast i32* %30 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %32, <4 x i32>* %33
%34 = add nuw nsw i64 %4, 16
%35 = add <4 x i64> %5, <i64 16, i64 16, i64 16, i64 16>
br label %3
36: ; preds = %3
%37 = bitcast i32* %1 to i8*
%38 = tail call i32 (i8*, ...) @printf(i8* dereferenceable(1) getelementptr inbounds ([35 x i8], [35 x i8]* @.str, i64 0, i64 0))
%39 = call i32 @scanf(i8* getelementptr inbounds ([3 x i8], [3 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), i32* %1)
%40 = load i32, i32* %1
%41 = icmp sgt i32 %40, 0
br i1 %41, label %42, label %129
42: ; preds = %36
%43 = zext i32 %40 to i64
%44 = icmp ult i32 %40, 8
br i1 %44, label %126, label %45
45: ; preds = %42
%46 = and i64 %43, 4294967288
%47 = add nsw i64 %46, -8
%48 = lshr exact i64 %47, 3
%49 = add nuw nsw i64 %48, 1
%50 = and i64 %49, 3
%51 = icmp ult i64 %47, 24
br i1 %51, label %97, label %52
52: ; preds = %45
%53 = and i64 %49, 4611686018427387900
br label %54
54: ; preds = %54, %52
%55 = phi i64 [ 0, %52 ], [ %94, %54 ]
%56 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %52 ], [ %92, %54 ]
%57 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %52 ], [ %93, %54 ]
%58 = phi i64 [ 0, %52 ], [ %95, %54 ]
%59 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %2, i64 0, i64 %55
%60 = bitcast i32* %59 to <4 x i32>*
%61 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %60
%62 = getelementptr inbounds i32, i32* %59, i64 4
%63 = bitcast i32* %62 to <4 x i32>*
%64 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %63
%65 = add <4 x i32> %61, %56
%66 = add <4 x i32> %64, %57
%67 = or i64 %55, 8
%68 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %2, i64 0, i64 %67
%69 = bitcast i32* %68 to <4 x i32>*
%70 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %69
%71 = getelementptr inbounds i32, i32* %68, i64 4
%72 = bitcast i32* %71 to <4 x i32>*
%73 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %72
%74 = add <4 x i32> %70, %65
%75 = add <4 x i32> %73, %66
%76 = or i64 %55, 16
%77 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %2, i64 0, i64 %76
%78 = bitcast i32* %77 to <4 x i32>*
%79 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %78
%80 = getelementptr inbounds i32, i32* %77, i64 4
%81 = bitcast i32* %80 to <4 x i32>*
%82 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %81
%83 = add <4 x i32> %79, %74
%84 = add <4 x i32> %82, %75
%85 = or i64 %55, 24
%86 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %2, i64 0, i64 %85
%87 = bitcast i32* %86 to <4 x i32>*
%88 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %87
%89 = getelementptr inbounds i32, i32* %86, i64 4
%90 = bitcast i32* %89 to <4 x i32>*
%91 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %90
%92 = add <4 x i32> %88, %83
%93 = add <4 x i32> %91, %84
%94 = add nuw i64 %55, 32
%95 = add i64 %58, 4
%96 = icmp eq i64 %95, %53
br i1 %96, label %97, label %54
97: ; preds = %54, %45
%98 = phi <4 x i32> [ undef, %45 ], [ %92, %54 ]
%99 = phi <4 x i32> [ undef, %45 ], [ %93, %54 ]
%100 = phi i64 [ 0, %45 ], [ %94, %54 ]
%101 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %45 ], [ %92, %54 ]
%102 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %45 ], [ %93, %54 ]
%103 = icmp eq i64 %50, 0
br i1 %103, label %120, label %104
104: ; preds = %97, %104
%105 = phi i64 [ %117, %104 ], [ %100, %97 ]
%106 = phi <4 x i32> [ %115, %104 ], [ %101, %97 ]
%107 = phi <4 x i32> [ %116, %104 ], [ %102, %97 ]
%108 = phi i64 [ %118, %104 ], [ 0, %97 ]
%109 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %2, i64 0, i64 %105
%110 = bitcast i32* %109 to <4 x i32>*
%111 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %110
%112 = getelementptr inbounds i32, i32* %109, i64 4
%113 = bitcast i32* %112 to <4 x i32>*
%114 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %113
%115 = add <4 x i32> %111, %106
%116 = add <4 x i32> %114, %107
%117 = add nuw i64 %105, 8
%118 = add i64 %108, 1
%119 = icmp eq i64 %118, %50
br i1 %119, label %120, label %104
120: ; preds = %104, %97
%121 = phi <4 x i32> [ %98, %97 ], [ %115, %104 ]
%122 = phi <4 x i32> [ %99, %97 ], [ %116, %104 ]
%123 = add <4 x i32> %122, %121
%124 = call i32 @llvm.vector.reduce.add.v4i32(<4 x i32> %123)
%125 = icmp eq i64 %46, %43
br i1 %125, label %129, label %126
126: ; preds = %42, %120
%127 = phi i64 [ 0, %42 ], [ %46, %120 ]
%128 = phi i32 [ 0, %42 ], [ %124, %120 ]
br label %135
129: ; preds = %135, %120, %36
%130 = phi i32 [ 0, %36 ], [ %124, %120 ], [ %140, %135 ]
%131 = xor i32 %130, -1
%132 = lshr i32 %131, 31
%133 = call i32 @assert(i32 %132)
%134 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* dereferenceable(1) getelementptr inbounds ([16 x i8], [16 x i8]* @.str.2, i64 0, i64 0), i32 %130)
ret i32 0
135: ; preds = %126, %135
%136 = phi i64 [ %141, %135 ], [ %127, %126 ]
%137 = phi i32 [ %140, %135 ], [ %128, %126 ]
%138 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %2, i64 0, i64 %136
%139 = load i32, i32* %138
%140 = add nsw i32 %139, %137
%141 = add nuw nsw i64 %136, 1
%142 = icmp eq i64 %141, %43
br i1 %142, label %129, label %135
}