#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 *nums = (int *)malloc(n * sizeof(int));
  int i2, i3, i5;
  i2 = i3 = i5 = 0;
  int i;
  nums[0] = 1;
  for (i = 1; i < n; i++) {
    int m2 = nums[i2] * 2;
    int m3 = nums[i3] * 3;
    int m5 = nums[i5] * 5;
    int min = m2;
    if (m3 < min)
      min = m3;
    if (m5 < min)
      min = m5;
    if (min == m2)
      i2++;
    if (min == m3)
      i3++;
    if (min == m5)
      i5++;
    nums[i] = min;
  }
  int res = nums[n - 1];
  free(nums);
  return res;
}


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,-0x1c(%rbp)
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movl   $0x1,(%rax)
movl   $0x1,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    1224 <nthUglyNumber+0x104>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
shl    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
imul   $0x3,(%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
imul   $0x5,(%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
cmp    -0x30(%rbp),%eax
jge    11b7 <nthUglyNumber+0x97>
mov    -0x28(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0x30(%rbp),%eax
jge    11c9 <nthUglyNumber+0xa9>
mov    -0x2c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%eax
cmp    -0x24(%rbp),%eax
jne    11de <nthUglyNumber+0xbe>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%eax
cmp    -0x28(%rbp),%eax
jne    11f3 <nthUglyNumber+0xd3>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%eax
cmp    -0x2c(%rbp),%eax
jne    1208 <nthUglyNumber+0xe8>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%edx
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%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,-0x34(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rdi
call   1030 <free@plt>
mov    -0x34(%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     11cc <nthUglyNumber+0xac>
mov    %r14d,%r8d
add    $0xfffffffffffffffe,%r8
xor    %r15d,%r15d
mov    $0x1,%esi
mov    $0x1,%edi
mov    $0x1,%ebx
xor    %r9d,%r9d
xor    %r10d,%r10d
xor    %r11d,%r11d
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
add    %ebx,%ebx
lea    (%rdi,%rdi,2),%edx
lea    (%rsi,%rsi,4),%edi
cmp    %ebx,%edx
mov    %ebx,%ecx
cmovl  %edx,%ecx
xor    %esi,%esi
cmp    %ecx,%edi
cmovl  %edi,%ecx
setle  %r12b
xor    %edi,%edi
cmp    %ebx,%ecx
sete   %bl
xor    %ebp,%ebp
cmp    %edx,%ecx
sete   %dl
mov    %ecx,0x4(%rax,%r15,4)
cmp    %r15,%r8
je     11cc <nthUglyNumber+0xac>
mov    %bl,%dil
add    %edi,%r9d
mov    %dl,%bpl
add    %ebp,%r10d
mov    %r12b,%sil
add    %esi,%r11d
mov    %r9d,%ecx
mov    (%rax,%rcx,4),%ebx
mov    %r10d,%ecx
mov    (%rax,%rcx,4),%edi
mov    %r11d,%ecx
mov    (%rax,%rcx,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
%12 = alloca i32
store i32 %0, i32* %2
%13 = load i32, i32* %2
%14 = sext i32 %13 to i64
%15 = mul i64 %14, 4
%16 = trunc i64 %15 to i32
%17 = call i64 @malloc(i32 %16)
%18 = inttoptr i64 %17 to i32*
store i32* %18, i32** %3
store i32 0, i32* %6
store i32 0, i32* %5
store i32 0, i32* %4
%19 = load i32*, i32** %3
%20 = getelementptr inbounds i32, i32* %19, i64 0
store i32 1, i32* %20
store i32 1, i32* %7
br label %21
21: ; preds = %83, %1
%22 = load i32, i32* %7
%23 = load i32, i32* %2
%24 = icmp slt i32 %22, %23
br i1 %24, label %25, label %86
25: ; preds = %21
%26 = load i32*, i32** %3
%27 = load i32, i32* %4
%28 = sext i32 %27 to i64
%29 = getelementptr inbounds i32, i32* %26, i64 %28
%30 = load i32, i32* %29
%31 = mul nsw i32 %30, 2
store i32 %31, i32* %8
%32 = load i32*, i32** %3
%33 = load i32, i32* %5
%34 = sext i32 %33 to i64
%35 = getelementptr inbounds i32, i32* %32, i64 %34
%36 = load i32, i32* %35
%37 = mul nsw i32 %36, 3
store i32 %37, i32* %9
%38 = load i32*, i32** %3
%39 = load i32, i32* %6
%40 = sext i32 %39 to i64
%41 = getelementptr inbounds i32, i32* %38, i64 %40
%42 = load i32, i32* %41
%43 = mul nsw i32 %42, 5
store i32 %43, i32* %10
%44 = load i32, i32* %8
store i32 %44, i32* %11
%45 = load i32, i32* %9
%46 = load i32, i32* %11
%47 = icmp slt i32 %45, %46
br i1 %47, label %48, label %50
48: ; preds = %25
%49 = load i32, i32* %9
store i32 %49, i32* %11
br label %50
50: ; preds = %48, %25
%51 = load i32, i32* %10
%52 = load i32, i32* %11
%53 = icmp slt i32 %51, %52
br i1 %53, label %54, label %56
54: ; preds = %50
%55 = load i32, i32* %10
store i32 %55, i32* %11
br label %56
56: ; preds = %54, %50
%57 = load i32, i32* %11
%58 = load i32, i32* %8
%59 = icmp eq i32 %57, %58
br i1 %59, label %60, label %63
60: ; preds = %56
%61 = load i32, i32* %4
%62 = add nsw i32 %61, 1
store i32 %62, i32* %4
br label %63
63: ; preds = %60, %56
%64 = load i32, i32* %11
%65 = load i32, i32* %9
%66 = icmp eq i32 %64, %65
br i1 %66, label %67, label %70
67: ; preds = %63
%68 = load i32, i32* %5
%69 = add nsw i32 %68, 1
store i32 %69, i32* %5
br label %70
70: ; preds = %67, %63
%71 = load i32, i32* %11
%72 = load i32, i32* %10
%73 = icmp eq i32 %71, %72
br i1 %73, label %74, label %77
74: ; preds = %70
%75 = load i32, i32* %6
%76 = add nsw i32 %75, 1
store i32 %76, i32* %6
br label %77
77: ; preds = %74, %70
%78 = load i32, i32* %11
%79 = load i32*, i32** %3
%80 = load i32, i32* %7
%81 = sext i32 %80 to i64
%82 = getelementptr inbounds i32, i32* %79, i64 %81
store i32 %78, i32* %82
br label %83
83: ; preds = %77
%84 = load i32, i32* %7
%85 = add nsw i32 %84, 1
store i32 %85, i32* %7
br label %21
86: ; preds = %21
%87 = load i32*, i32** %3
%88 = load i32, i32* %2
%89 = sub nsw i32 %88, 1
%90 = sext i32 %89 to i64
%91 = getelementptr inbounds i32, i32* %87, i64 %90
%92 = load i32, i32* %91
store i32 %92, i32* %12
%93 = load i32*, i32** %3
%94 = call i32 @free(i32* %93)
%95 = load i32, i32* %12
ret i32 %95
}

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 ], [ %33, %35 ]
%13 = phi i32 [ 0, %6 ], [ %25, %35 ]
%14 = phi i32 [ 0, %6 ], [ %28, %35 ]
%15 = phi i32 [ 0, %6 ], [ %31, %35 ]
%16 = shl nsw i32 %11, 1
%17 = mul nsw i32 %10, 3
%18 = mul nsw i32 %9, 5
%19 = icmp slt i32 %17, %16
%20 = select i1 %19, i32 %17, i32 %16
%21 = icmp slt i32 %18, %20
%22 = select i1 %21, i32 %18, i32 %20
%23 = icmp eq i32 %22, %16
%24 = zext i1 %23 to i32
%25 = add nuw nsw i32 %13, %24
%26 = icmp eq i32 %22, %17
%27 = zext i1 %26 to i32
%28 = add nuw nsw i32 %14, %27
%29 = icmp sle i32 %18, %20
%30 = zext i1 %29 to i32
%31 = add nuw nsw i32 %15, %30
%32 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %12
store i32 %22, i32* %32
%33 = add nuw nsw i64 %12, 1
%34 = icmp eq i64 %33, %7
br i1 %34, label %45, label %35
35: ; preds = %8
%36 = zext i32 %25 to i64
%37 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %36
%38 = load i32, i32* %37
%39 = zext i32 %28 to i64
%40 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %39
%41 = load i32, i32* %40
%42 = zext i32 %31 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
}