#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*/ free(int *);
scalar_t__ malloc(int);
int nthUglyNumber(int n) {
  int *ugly_nums = (int *)malloc(n * sizeof(int));
  int num2, num3, num5, i2, i3, i5, min_num;
  i2 = i3 = i5 = 0;
  ugly_nums[0] = 1;
  int cnt = 1;
  while (cnt < n) {
    num2 = ugly_nums[i2] * 2;
    num3 = ugly_nums[i3] * 3;
    num5 = ugly_nums[i5] * 5;
    min_num = num2 < num3 ? num2 : num3;
    min_num = min_num < num5 ? min_num : num5;
    ugly_nums[cnt++] = min_num;
    if (num2 == min_num) {
      i2++;
    }
    if (num3 == min_num) {
      i3++;
    }
    if (num5 == min_num) {
      i5++;
    }
  }
  min_num = ugly_nums[n - 1];
  free(ugly_nums);
  return min_num;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<nthUglyNumber>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x40,%rsp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
movslq -0x4(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edi
call   1040 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x10(%rbp)
movl   $0x0,-0x28(%rbp)
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
movl   $0x0,-0x20(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movl   $0x1,(%rax)
movl   $0x1,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    1241 <nthUglyNumber+0x121>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
shl    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
imul   $0x3,(%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
imul   $0x5,(%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jge    11b6 <nthUglyNumber+0x96>
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
jmp    11bc <nthUglyNumber+0x9c>
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    11d9 <nthUglyNumber+0xb9>
mov    -0x2c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x38(%rbp)
jmp    11df <nthUglyNumber+0xbf>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x38(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%edx
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x30(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x30(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x2c(%rbp),%eax
jne    1212 <nthUglyNumber+0xf2>
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x2c(%rbp),%eax
jne    1227 <nthUglyNumber+0x107>
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x2c(%rbp),%eax
jne    123c <nthUglyNumber+0x11c>
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    1164 <nthUglyNumber+0x44>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x4(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rdi
call   1030 <free@plt>
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x40,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<nthUglyNumber>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r12
push   %rbx
mov    %edi,%r14d
lea    0x0(,%r14,4),%edi
call   1040 <malloc@plt>
movl   $0x1,(%rax)
cmp    $0x2,%r14d
jl     11cb <nthUglyNumber+0xab>
mov    %r14d,%r8d
add    $0xfffffffffffffffe,%r8
xor    %r15d,%r15d
mov    $0x1,%esi
mov    $0x1,%edi
mov    $0x1,%ecx
xor    %r9d,%r9d
xor    %r10d,%r10d
xor    %r11d,%r11d
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
add    %ecx,%ecx
lea    (%rdi,%rdi,2),%ebp
lea    (%rsi,%rsi,4),%edi
cmp    %ebp,%ecx
mov    %ebp,%edx
cmovl  %ecx,%edx
xor    %esi,%esi
cmp    %edi,%edx
setge  %r12b
cmovge %edi,%edx
mov    %edx,0x4(%rax,%r15,4)
xor    %edi,%edi
cmp    %edx,%ecx
sete   %bl
xor    %ecx,%ecx
cmp    %edx,%ebp
sete   %dl
cmp    %r15,%r8
je     11cb <nthUglyNumber+0xab>
mov    %bl,%dil
add    %edi,%r11d
mov    %dl,%cl
add    %ecx,%r10d
mov    %r12b,%sil
add    %esi,%r9d
mov    %r11d,%ecx
mov    (%rax,%rcx,4),%ecx
mov    %r10d,%edx
mov    (%rax,%rdx,4),%edi
mov    %r9d,%edx
mov    (%rax,%rdx,4),%esi
add    $0x1,%r15
jmp    1170 <nthUglyNumber+0x50>
movslq %r14d,%rcx
mov    -0x4(%rax,%rcx,4),%ebx
mov    %rax,%rdi
call   1030 <free@plt>
mov    %ebx,%eax
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @nthUglyNumber(i32 %0) {
%2 = alloca i32
%3 = alloca i32*
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
store i32 %0, i32* %2
%12 = load i32, i32* %2
%13 = sext i32 %12 to i64
%14 = mul i64 %13, 4
%15 = trunc i64 %14 to i32
%16 = call i64 @malloc(i32 %15)
%17 = inttoptr i64 %16 to i32*
store i32* %17, i32** %3
store i32 0, i32* %9
store i32 0, i32* %8
store i32 0, i32* %7
%18 = load i32*, i32** %3
%19 = getelementptr inbounds i32, i32* %18, i64 0
store i32 1, i32* %19
store i32 1, i32* %11
br label %20
20: ; preds = %87, %1
%21 = load i32, i32* %11
%22 = load i32, i32* %2
%23 = icmp slt i32 %21, %22
br i1 %23, label %24, label %88
24: ; preds = %20
%25 = load i32*, i32** %3
%26 = load i32, i32* %7
%27 = sext i32 %26 to i64
%28 = getelementptr inbounds i32, i32* %25, i64 %27
%29 = load i32, i32* %28
%30 = mul nsw i32 %29, 2
store i32 %30, i32* %4
%31 = load i32*, i32** %3
%32 = load i32, i32* %8
%33 = sext i32 %32 to i64
%34 = getelementptr inbounds i32, i32* %31, i64 %33
%35 = load i32, i32* %34
%36 = mul nsw i32 %35, 3
store i32 %36, i32* %5
%37 = load i32*, i32** %3
%38 = load i32, i32* %9
%39 = sext i32 %38 to i64
%40 = getelementptr inbounds i32, i32* %37, i64 %39
%41 = load i32, i32* %40
%42 = mul nsw i32 %41, 5
store i32 %42, i32* %6
%43 = load i32, i32* %4
%44 = load i32, i32* %5
%45 = icmp slt i32 %43, %44
br i1 %45, label %46, label %48
46: ; preds = %24
%47 = load i32, i32* %4
br label %50
48: ; preds = %24
%49 = load i32, i32* %5
br label %50
50: ; preds = %48, %46
%51 = phi i32 [ %47, %46 ], [ %49, %48 ]
store i32 %51, i32* %10
%52 = load i32, i32* %10
%53 = load i32, i32* %6
%54 = icmp slt i32 %52, %53
br i1 %54, label %55, label %57
55: ; preds = %50
%56 = load i32, i32* %10
br label %59
57: ; preds = %50
%58 = load i32, i32* %6
br label %59
59: ; preds = %57, %55
%60 = phi i32 [ %56, %55 ], [ %58, %57 ]
store i32 %60, i32* %10
%61 = load i32, i32* %10
%62 = load i32*, i32** %3
%63 = load i32, i32* %11
%64 = add nsw i32 %63, 1
store i32 %64, i32* %11
%65 = sext i32 %63 to i64
%66 = getelementptr inbounds i32, i32* %62, i64 %65
store i32 %61, i32* %66
%67 = load i32, i32* %4
%68 = load i32, i32* %10
%69 = icmp eq i32 %67, %68
br i1 %69, label %70, label %73
70: ; preds = %59
%71 = load i32, i32* %7
%72 = add nsw i32 %71, 1
store i32 %72, i32* %7
br label %73
73: ; preds = %70, %59
%74 = load i32, i32* %5
%75 = load i32, i32* %10
%76 = icmp eq i32 %74, %75
br i1 %76, label %77, label %80
77: ; preds = %73
%78 = load i32, i32* %8
%79 = add nsw i32 %78, 1
store i32 %79, i32* %8
br label %80
80: ; preds = %77, %73
%81 = load i32, i32* %6
%82 = load i32, i32* %10
%83 = icmp eq i32 %81, %82
br i1 %83, label %84, label %87
84: ; preds = %80
%85 = load i32, i32* %9
%86 = add nsw i32 %85, 1
store i32 %86, i32* %9
br label %87
87: ; preds = %84, %80
br label %20
88: ; preds = %20
%89 = load i32*, i32** %3
%90 = load i32, i32* %2
%91 = sub nsw i32 %90, 1
%92 = sext i32 %91 to i64
%93 = getelementptr inbounds i32, i32* %89, i64 %92
%94 = load i32, i32* %93
store i32 %94, i32* %10
%95 = load i32*, i32** %3
%96 = call i32 @free(i32* %95)
%97 = load i32, i32* %10
ret i32 %97
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @nthUglyNumber(i32 %0) {
%2 = shl i32 %0, 2
%3 = tail call i64 @malloc(i32 %2)
%4 = inttoptr i64 %3 to i32*
store i32 1, i32* %4
%5 = icmp sgt i32 %0, 1
br i1 %5, label %6, label %45
6: ; preds = %1
%7 = zext i32 %0 to i64
br label %8
8: ; preds = %35, %6
%9 = phi i32 [ 1, %6 ], [ %44, %35 ]
%10 = phi i32 [ 1, %6 ], [ %41, %35 ]
%11 = phi i32 [ 1, %6 ], [ %38, %35 ]
%12 = phi i64 [ 1, %6 ], [ %23, %35 ]
%13 = phi i32 [ 0, %6 ], [ %33, %35 ]
%14 = phi i32 [ 0, %6 ], [ %30, %35 ]
%15 = phi i32 [ 0, %6 ], [ %27, %35 ]
%16 = shl nsw i32 %11, 1
%17 = mul nsw i32 %10, 3
%18 = mul nsw i32 %9, 5
%19 = icmp slt i32 %16, %17
%20 = select i1 %19, i32 %16, i32 %17
%21 = icmp slt i32 %20, %18
%22 = select i1 %21, i32 %20, i32 %18
%23 = add nuw nsw i64 %12, 1
%24 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %12
store i32 %22, i32* %24
%25 = icmp eq i32 %16, %22
%26 = zext i1 %25 to i32
%27 = add nuw nsw i32 %15, %26
%28 = icmp eq i32 %17, %22
%29 = zext i1 %28 to i32
%30 = add nuw nsw i32 %14, %29
%31 = xor i1 %21, true
%32 = zext i1 %31 to i32
%33 = add nuw nsw i32 %13, %32
%34 = icmp eq i64 %23, %7
br i1 %34, label %45, label %35
35: ; preds = %8
%36 = zext i32 %27 to i64
%37 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %36
%38 = load i32, i32* %37
%39 = zext i32 %30 to i64
%40 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %39
%41 = load i32, i32* %40
%42 = zext i32 %33 to i64
%43 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %42
%44 = load i32, i32* %43
br label %8
45: ; preds = %8, %1
%46 = add nsw i32 %0, -1
%47 = sext i32 %46 to i64
%48 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %47
%49 = load i32, i32* %48
%50 = tail call i32 @free(i32* %4)
ret i32 %49
}