#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 */
typedef int /*<<< orphan*/ mpz_t;

/* Variables and functions */
int /*<<< orphan*/ mpz_add(int /*<<< orphan*/, int /*<<< orphan*/,
                           int /*<<< orphan*/);
char *mpz_get_str(int /*<<< orphan*/ *, int, int /*<<< orphan*/);
int /*<<< orphan*/ mpz_init_set(int /*<<< orphan*/, int /*<<< orphan*/);
int /*<<< orphan*/ mpz_init_set_ui(int /*<<< orphan*/, int);
int /*<<< orphan*/ mpz_mul(int /*<<< orphan*/, int /*<<< orphan*/,
                           int /*<<< orphan*/);
int /*<<< orphan*/ mpz_set(int /*<<< orphan*/, int /*<<< orphan*/);
int /*<<< orphan*/ printf(char *, int);
int strlen(char *);
int main(int argc, char *argv[]) {
  mpz_t n_k1;
  mpz_t n;
  mpz_init_set_ui(n_k1, 1);
  mpz_init_set_ui(n, 2);
  for (int i = 2; i <= 100; i++) {
    mpz_t n_k2;
    mpz_init_set(n_k2, n_k1);
    mpz_t a_k;
    mpz_init_set_ui(a_k, (i % 3 == 0) ? 2 * (i / 3) : 1);
    mpz_set(n_k1, n);
    mpz_mul(a_k, a_k, n_k1);
    mpz_add(a_k, a_k, n_k2);
    mpz_set(n, a_k);
  }
  char *s = mpz_get_str(NULL, 10, n);
  int len = strlen(s);
  int sum = 0;
  for (int i = 0; i < len; i++) {
    sum += s[i] - 48;
  }
  printf("%i", sum);
  return 0;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<main>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x50,%rsp
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
mov    %edi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%edi
mov    $0x1,%esi
call   1090 <mpz_init_set_ui@plt>
mov    -0x18(%rbp),%edi
mov    $0x2,%esi
call   1090 <mpz_init_set_ui@plt>
movl   $0x2,-0x1c(%rbp)
cmpl   $0x64,-0x1c(%rbp)
jg     1254 <main+0xd4>
mov    -0x20(%rbp),%edi
mov    -0x14(%rbp),%esi
call   10a0 <mpz_init_set@plt>
mov    -0x24(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x40(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    $0x3,%ecx
cltd
idiv   %ecx
cmp    $0x0,%edx
jne    11fc <main+0x7c>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    $0x3,%ecx
cltd
idiv   %ecx
shl    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x44(%rbp)
jmp    1209 <main+0x89>
mov    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x44(%rbp)
jmp    1209 <main+0x89>
mov    -0x40(%rbp),%edi
mov    -0x44(%rbp),%esi
call   1090 <mpz_init_set_ui@plt>
mov    -0x14(%rbp),%edi
mov    -0x18(%rbp),%esi
call   1030 <mpz_set@plt>
mov    -0x24(%rbp),%edi
mov    -0x24(%rbp),%esi
mov    -0x14(%rbp),%edx
call   1080 <mpz_mul@plt>
mov    -0x24(%rbp),%edi
mov    -0x24(%rbp),%esi
mov    -0x20(%rbp),%edx
call   1070 <mpz_add@plt>
mov    -0x18(%rbp),%edi
mov    -0x24(%rbp),%esi
call   1030 <mpz_set@plt>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    11b7 <main+0x37>
mov    -0x18(%rbp),%edx
xor    %eax,%eax
mov    %eax,%edi
mov    $0xa,%esi
call   1060 <mpz_get_str@plt>
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rdi
call   1040 <strlen@plt>
mov    %eax,-0x34(%rbp)
movl   $0x0,-0x38(%rbp)
movl   $0x0,-0x3c(%rbp)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
cmp    -0x34(%rbp),%eax
jge    12b2 <main+0x132>
mov    -0x30(%rbp),%rax
movslq -0x3c(%rbp),%rcx
movsbl (%rax,%rcx,1),%eax
sub    $0x30,%eax
add    -0x38(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x38(%rbp)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
jmp    1283 <main+0x103>
mov    -0x38(%rbp),%esi
lea    0xd44(%rip),%rdi
call   1050 <printf@plt>
xor    %eax,%eax
add    $0x50,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<main>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %rbx
push   %rax
mov    $0x1,%r14d
mov    $0x1,%esi
call   1090 <mpz_init_set_ui@plt>
mov    $0x2,%esi
call   1090 <mpz_init_set_ui@plt>
xor    %ebx,%ebx
mov    $0x2,%bpl
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
movzbl %bpl,%ebp
imul   $0xab,%ebp,%eax
shr    $0x9,%eax
lea    (%rax,%rax,2),%r15d
add    $0xfe,%r15b
call   10a0 <mpz_init_set@plt>
lea    0x2(%rbx),%eax
movzbl %al,%eax
imul   $0xab,%eax,%esi
shr    $0x8,%esi
and    $0xfffffffe,%esi
cmp    %bl,%r15b
cmovne %r14d,%esi
call   1090 <mpz_init_set_ui@plt>
call   1030 <mpz_set@plt>
call   1080 <mpz_mul@plt>
call   1070 <mpz_add@plt>
call   1030 <mpz_set@plt>
add    $0x1,%ebx
add    $0x1,%bpl
cmp    $0x63,%ebx
jne    11b0 <main+0x30>
xor    %ebx,%ebx
xor    %edi,%edi
mov    $0xa,%esi
call   1060 <mpz_get_str@plt>
mov    %rax,%r14
mov    %rax,%rdi
call   1040 <strlen@plt>
test   %eax,%eax
jle    1363 <main+0x1e3>
mov    %eax,%ecx
cmp    $0x8,%eax
jae    1239 <main+0xb9>
xor    %eax,%eax
xor    %ebx,%ebx
jmp    1350 <main+0x1d0>
mov    %ecx,%eax
and    $0xfffffff8,%eax
lea    -0x8(%rax),%rsi
mov    %rsi,%rdx
shr    $0x3,%rdx
add    $0x1,%rdx
test   %rsi,%rsi
je     137e <main+0x1fe>
mov    %rdx,%rdi
and    $0xfffffffffffffffe,%rdi
pxor   %xmm0,%xmm0
xor    %esi,%esi
movdqa 0xda5(%rip),%xmm2
pxor   %xmm1,%xmm1
nop
movd   (%r14,%rsi,1),%xmm3
punpcklbw %xmm3,%xmm3
punpcklwd %xmm3,%xmm3
movd   0x4(%r14,%rsi,1),%xmm4
punpcklbw %xmm4,%xmm4
punpcklwd %xmm4,%xmm4
psrad  $0x18,%xmm3
paddd  %xmm0,%xmm3
psrad  $0x18,%xmm4
paddd  %xmm1,%xmm4
movd   0x8(%r14,%rsi,1),%xmm0
punpcklbw %xmm0,%xmm0
punpcklwd %xmm0,%xmm0
psrad  $0x18,%xmm0
movd   0xc(%r14,%rsi,1),%xmm1
punpcklbw %xmm1,%xmm1
punpcklwd %xmm1,%xmm1
psrad  $0x18,%xmm1
paddd  %xmm2,%xmm0
paddd  %xmm3,%xmm0
paddd  %xmm2,%xmm1
paddd  %xmm4,%xmm1
add    $0x10,%rsi
add    $0xfffffffffffffffe,%rdi
jne    1270 <main+0xf0>
movdqa 0xd17(%rip),%xmm3
movdqa %xmm0,%xmm2
paddd  %xmm3,%xmm2
paddd  %xmm1,%xmm3
test   $0x1,%dl
je     1331 <main+0x1b1>
movd   (%r14,%rsi,1),%xmm0
movd   0x4(%r14,%rsi,1),%xmm1
punpcklbw %xmm0,%xmm0
punpcklwd %xmm0,%xmm0
psrad  $0x18,%xmm0
paddd  %xmm0,%xmm2
punpcklbw %xmm1,%xmm0
punpcklwd %xmm0,%xmm0
psrad  $0x18,%xmm0
paddd  %xmm0,%xmm3
movdqa %xmm2,%xmm0
movdqa %xmm3,%xmm1
paddd  %xmm1,%xmm0
pshufd $0xee,%xmm0,%xmm1
paddd  %xmm0,%xmm1
pshufd $0x55,%xmm1,%xmm0
paddd  %xmm1,%xmm0
movd   %xmm0,%ebx
cmp    %rcx,%rax
je     1363 <main+0x1e3>
movsbl (%r14,%rax,1),%edx
add    %edx,%ebx
add    $0xffffffd0,%ebx
add    $0x1,%rax
cmp    %rax,%rcx
jne    1350 <main+0x1d0>
lea    0xcb6(%rip),%rdi
mov    %ebx,%esi
call   1050 <printf@plt>
xor    %eax,%eax
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret
movdqa 0xc7a(%rip),%xmm2
xor    %esi,%esi
movdqa %xmm2,%xmm3
test   $0x1,%dl
jne    12fa <main+0x17a>
jmp    1331 <main+0x1b1>

LLVM IR (-O0):
@.str = [3 x i8] c"%i\00"
define i32 @main(i32 %0, i8** %1) {
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
%5 = alloca i8**
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca i8*
%12 = alloca i32
%13 = alloca i32
%14 = alloca i32
store i32 0, i32* %3
store i32 %0, i32* %4
store i8** %1, i8*** %5
%15 = load i32, i32* %6
%16 = call i32 @mpz_init_set_ui(i32 %15, i32 1)
%17 = load i32, i32* %7
%18 = call i32 @mpz_init_set_ui(i32 %17, i32 2)
store i32 2, i32* %8
br label %19
19: ; preds = %52, %2
%20 = load i32, i32* %8
%21 = icmp sle i32 %20, 100
br i1 %21, label %22, label %55
22: ; preds = %19
%23 = load i32, i32* %9
%24 = load i32, i32* %6
%25 = call i32 @mpz_init_set(i32 %23, i32 %24)
%26 = load i32, i32* %10
%27 = load i32, i32* %8
%28 = srem i32 %27, 3
%29 = icmp eq i32 %28, 0
br i1 %29, label %30, label %34
30: ; preds = %22
%31 = load i32, i32* %8
%32 = sdiv i32 %31, 3
%33 = mul nsw i32 2, %32
br label %35
34: ; preds = %22
br label %35
35: ; preds = %34, %30
%36 = phi i32 [ %33, %30 ], [ 1, %34 ]
%37 = call i32 @mpz_init_set_ui(i32 %26, i32 %36)
%38 = load i32, i32* %6
%39 = load i32, i32* %7
%40 = call i32 @mpz_set(i32 %38, i32 %39)
%41 = load i32, i32* %10
%42 = load i32, i32* %10
%43 = load i32, i32* %6
%44 = call i32 @mpz_mul(i32 %41, i32 %42, i32 %43)
%45 = load i32, i32* %10
%46 = load i32, i32* %10
%47 = load i32, i32* %9
%48 = call i32 @mpz_add(i32 %45, i32 %46, i32 %47)
%49 = load i32, i32* %7
%50 = load i32, i32* %10
%51 = call i32 @mpz_set(i32 %49, i32 %50)
br label %52
52: ; preds = %35
%53 = load i32, i32* %8
%54 = add nsw i32 %53, 1
store i32 %54, i32* %8
br label %19
55: ; preds = %19
%56 = load i32, i32* %7
%57 = call i8* @mpz_get_str(i32* null, i32 10, i32 %56)
store i8* %57, i8** %11
%58 = load i8*, i8** %11
%59 = call i32 @strlen(i8* %58)
store i32 %59, i32* %12
store i32 0, i32* %13
store i32 0, i32* %14
br label %60
60: ; preds = %74, %55
%61 = load i32, i32* %14
%62 = load i32, i32* %12
%63 = icmp slt i32 %61, %62
br i1 %63, label %64, label %77
64: ; preds = %60
%65 = load i8*, i8** %11
%66 = load i32, i32* %14
%67 = sext i32 %66 to i64
%68 = getelementptr inbounds i8, i8* %65, i64 %67
%69 = load i8, i8* %68
%70 = sext i8 %69 to i32
%71 = sub nsw i32 %70, 48
%72 = load i32, i32* %13
%73 = add nsw i32 %72, %71
store i32 %73, i32* %13
br label %74
74: ; preds = %64
%75 = load i32, i32* %14
%76 = add nsw i32 %75, 1
store i32 %76, i32* %14
br label %60
77: ; preds = %60
%78 = load i32, i32* %13
%79 = call i32 @printf(i8* getelementptr inbounds ([3 x i8], [3 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32 %78)
ret i32 0
}

LLVM IR (-O2):
@.str = [3 x i8] c"%i\00"
define i32 @main(i32 %0, i8** nocapture readnone %1) {
%3 = tail call i32 @mpz_init_set_ui(i32 undef, i32 1)
%4 = tail call i32 @mpz_init_set_ui(i32 undef, i32 2)
br label %84
5: ; preds = %84
%6 = tail call i8* @mpz_get_str(i32* null, i32 10, i32 undef)
%7 = tail call i32 @strlen(i8* %6)
%8 = icmp sgt i32 %7, 0
br i1 %8, label %9, label %101
9: ; preds = %5
%10 = zext i32 %7 to i64
%11 = icmp ult i32 %7, 8
br i1 %11, label %81, label %12
12: ; preds = %9
%13 = and i64 %10, 4294967288
%14 = add nsw i64 %13, -8
%15 = lshr exact i64 %14, 3
%16 = add nuw nsw i64 %15, 1
%17 = and i64 %16, 1
%18 = icmp eq i64 %14, 0
br i1 %18, label %57, label %19
19: ; preds = %12
%20 = and i64 %16, 4611686018427387902
br label %21
21: ; preds = %21, %19
%22 = phi i64 [ 0, %19 ], [ %51, %21 ]
%23 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %19 ], [ %49, %21 ]
%24 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %19 ], [ %50, %21 ]
%25 = phi i64 [ 0, %19 ], [ %52, %21 ]
%26 = getelementptr inbounds i8, i8* %6, i64 %22
%27 = bitcast i8* %26 to <4 x i8>*
%28 = load <4 x i8>, <4 x i8>* %27
%29 = getelementptr inbounds i8, i8* %26, i64 4
%30 = bitcast i8* %29 to <4 x i8>*
%31 = load <4 x i8>, <4 x i8>* %30
%32 = sext <4 x i8> %28 to <4 x i32>
%33 = sext <4 x i8> %31 to <4 x i32>
%34 = add <4 x i32> %23, <i32 -48, i32 -48, i32 -48, i32 -48>
%35 = add <4 x i32> %24, <i32 -48, i32 -48, i32 -48, i32 -48>
%36 = add <4 x i32> %34, %32
%37 = add <4 x i32> %35, %33
%38 = or i64 %22, 8
%39 = getelementptr inbounds i8, i8* %6, i64 %38
%40 = bitcast i8* %39 to <4 x i8>*
%41 = load <4 x i8>, <4 x i8>* %40
%42 = getelementptr inbounds i8, i8* %39, i64 4
%43 = bitcast i8* %42 to <4 x i8>*
%44 = load <4 x i8>, <4 x i8>* %43
%45 = sext <4 x i8> %41 to <4 x i32>
%46 = sext <4 x i8> %44 to <4 x i32>
%47 = add <4 x i32> %36, <i32 -48, i32 -48, i32 -48, i32 -48>
%48 = add <4 x i32> %37, <i32 -48, i32 -48, i32 -48, i32 -48>
%49 = add <4 x i32> %47, %45
%50 = add <4 x i32> %48, %46
%51 = add nuw i64 %22, 16
%52 = add i64 %25, 2
%53 = icmp eq i64 %52, %20
br i1 %53, label %54, label %21
54: ; preds = %21
%55 = add <4 x i32> %49, <i32 -48, i32 -48, i32 -48, i32 -48>
%56 = add <4 x i32> %50, <i32 -48, i32 -48, i32 -48, i32 -48>
br label %57
57: ; preds = %54, %12
%58 = phi <4 x i32> [ undef, %12 ], [ %49, %54 ]
%59 = phi <4 x i32> [ undef, %12 ], [ %50, %54 ]
%60 = phi i64 [ 0, %12 ], [ %51, %54 ]
%61 = phi <4 x i32> [ <i32 -48, i32 -48, i32 -48, i32 -48>, %12 ], [ %55, %54 ]
%62 = phi <4 x i32> [ <i32 -48, i32 -48, i32 -48, i32 -48>, %12 ], [ %56, %54 ]
%63 = icmp eq i64 %17, 0
br i1 %63, label %75, label %64
64: ; preds = %57
%65 = getelementptr inbounds i8, i8* %6, i64 %60
%66 = bitcast i8* %65 to <4 x i8>*
%67 = load <4 x i8>, <4 x i8>* %66
%68 = getelementptr inbounds i8, i8* %65, i64 4
%69 = bitcast i8* %68 to <4 x i8>*
%70 = load <4 x i8>, <4 x i8>* %69
%71 = sext <4 x i8> %67 to <4 x i32>
%72 = sext <4 x i8> %70 to <4 x i32>
%73 = add <4 x i32> %61, %71
%74 = add <4 x i32> %62, %72
br label %75
75: ; preds = %57, %64
%76 = phi <4 x i32> [ %58, %57 ], [ %73, %64 ]
%77 = phi <4 x i32> [ %59, %57 ], [ %74, %64 ]
%78 = add <4 x i32> %77, %76
%79 = call i32 @llvm.vector.reduce.add.v4i32(<4 x i32> %78)
%80 = icmp eq i64 %13, %10
br i1 %80, label %101, label %81
81: ; preds = %9, %75
%82 = phi i64 [ 0, %9 ], [ %13, %75 ]
%83 = phi i32 [ 0, %9 ], [ %79, %75 ]
br label %104
84: ; preds = %2, %84
%85 = phi i32 [ 2, %2 ], [ %99, %84 ]
%86 = tail call i32 @mpz_init_set(i32 undef, i32 undef)
%87 = trunc i32 %85 to i8
%88 = urem i8 %87, 3
%89 = udiv i8 %87, 3
%90 = icmp eq i8 %88, 0
%91 = shl nuw i8 %89, 1
%92 = zext i8 %91 to i32
%93 = select i1 %90, i32 %92, i32 1
%94 = tail call i32 @mpz_init_set_ui(i32 undef, i32 %93)
%95 = tail call i32 @mpz_set(i32 undef, i32 undef)
%96 = tail call i32 @mpz_mul(i32 undef, i32 undef, i32 undef)
%97 = tail call i32 @mpz_add(i32 undef, i32 undef, i32 undef)
%98 = tail call i32 @mpz_set(i32 undef, i32 undef)
%99 = add nuw nsw i32 %85, 1
%100 = icmp eq i32 %99, 101
br i1 %100, label %5, label %84
101: ; preds = %104, %75, %5
%102 = phi i32 [ 0, %5 ], [ %79, %75 ], [ %111, %104 ]
%103 = tail call i32 @printf(i8* getelementptr inbounds ([3 x i8], [3 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32 %102)
ret i32 0
104: ; preds = %81, %104
%105 = phi i64 [ %112, %104 ], [ %82, %81 ]
%106 = phi i32 [ %111, %104 ], [ %83, %81 ]
%107 = getelementptr inbounds i8, i8* %6, i64 %105
%108 = load i8, i8* %107
%109 = sext i8 %108 to i32
%110 = add i32 %106, -48
%111 = add i32 %110, %109
%112 = add nuw nsw i64 %105, 1
%113 = icmp eq i64 %112, %10
br i1 %113, label %101, label %104
}