#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(char *);
char *malloc(int);
int /*<<< orphan*/ printf(char *, int, int, int);
void p016() {
  int limit = 1000;
  int base = 2;
  int digit_limit = 350;
  int pos = 1;
  int sum = 0;
  int i, j;
  char r;
  char *digits;
  digits = malloc(digit_limit * sizeof(char));
  digits[0] = 1;
  for (i = 1; i <= 1000; i++) {
    for (j = 0; j < pos; j++) {
      r = base * digits[j] + r;
      digits[j] = r % 10;
      r /= 10;
    }
    if (r > 0) {
      digits[pos++] = r;
      r = 0;
    }
  }
  for (i = 0; i < pos; i++) {
    sum += digits[i];
  }
  printf("The sum of the digits of %d^%d is %d", base, limit, sum);
  free(digits);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<p016>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
movl   $0x3e8,-0x4(%rbp)
movl   $0x2,-0x8(%rbp)
movl   $0x15e,-0xc(%rbp)
movl   $0x1,-0x10(%rbp)
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
movslq -0xc(%rbp),%rax
shl    $0x0,%rax
mov    %eax,%edi
call   1050 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
movb   $0x1,(%rax)
movl   $0x1,-0x18(%rbp)
cmpl   $0x3e8,-0x18(%rbp)
jg     1227 <p016+0xf7>
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jge    11eb <p016+0xbb>
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    -0x28(%rbp),%rcx
movslq -0x1c(%rbp),%rdx
movsbl (%rcx,%rdx,1),%ecx
imul   %ecx,%eax
movsbl -0x1d(%rbp),%ecx
add    %ecx,%eax
mov    %al,-0x1d(%rbp)
movsbl -0x1d(%rbp),%eax
mov    $0xa,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    %dl,(%rax,%rcx,1)
movsbl -0x1d(%rbp),%eax
mov    $0xa,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %al,-0x1d(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1190 <p016+0x60>
movsbl -0x1d(%rbp),%eax
cmp    $0x0,%eax
jle    1214 <p016+0xe4>
mov    -0x1d(%rbp),%dl
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    -0x10(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x10(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %dl,(%rax,%rcx,1)
movb   $0x0,-0x1d(%rbp)
jmp    1219 <p016+0xe9>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    117c <p016+0x4c>
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jge    125a <p016+0x12a>
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
movsbl (%rax,%rcx,1),%eax
add    -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    122e <p016+0xfe>
mov    -0x8(%rbp),%esi
mov    -0x4(%rbp),%edx
mov    -0x14(%rbp),%ecx
lea    0xd96(%rip),%rdi
call   1040 <printf@plt>
mov    -0x28(%rbp),%rdi
call   1030 <free@plt>
add    $0x30,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<p016>:
push   %r14
push   %rbx
push   %rax
mov    $0x15e,%edi
call   1050 <malloc@plt>
mov    %rax,%r14
movb   $0x1,(%rax)
mov    $0x1,%r8d
mov    $0x1,%r9d
jmp    116d <p016+0x3d>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
add    $0x1,%r9d
cmp    $0x3e9,%r9d
je     11c5 <p016+0x95>
test   %r8d,%r8d
jle    1160 <p016+0x30>
mov    %r8d,%esi
xor    %edi,%edi
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
movzbl (%r14,%rdi,1),%ecx
add    %cl,%cl
add    %dl,%cl
movsbl %cl,%eax
imul   $0x67,%eax,%ebx
movzwl %bx,%edx
shr    $0xa,%ebx
shr    $0xf,%edx
add    %bl,%dl
movzbl %dl,%ebx
add    %ebx,%ebx
lea    (%rbx,%rbx,4),%ebx
sub    %bl,%al
mov    %al,(%r14,%rdi,1)
add    $0x1,%rdi
cmp    %rdi,%rsi
jne    1180 <p016+0x50>
cmp    $0xa,%cl
jl     1160 <p016+0x30>
movslq %r8d,%rax
add    $0x1,%r8d
mov    %dl,(%r14,%rax,1)
xor    %edx,%edx
jmp    1160 <p016+0x30>
test   %r8d,%r8d
jle    11dc <p016+0xac>
mov    %r8d,%eax
cmp    $0x8,%r8d
jae    11e3 <p016+0xb3>
xor    %edx,%edx
xor    %ecx,%ecx
jmp    12e0 <p016+0x1b0>
xor    %ecx,%ecx
jmp    12f0 <p016+0x1c0>
mov    %eax,%edx
and    $0xfffffff8,%edx
lea    -0x8(%rdx),%rsi
mov    %rsi,%rcx
shr    $0x3,%rcx
add    $0x1,%rcx
test   %rsi,%rsi
je     1315 <p016+0x1e5>
mov    %rcx,%rdi
and    $0xfffffffffffffffe,%rdi
pxor   %xmm0,%xmm0
xor    %esi,%esi
pxor   %xmm1,%xmm1
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movd   (%r14,%rsi,1),%xmm2
punpcklbw %xmm2,%xmm2
punpcklwd %xmm2,%xmm2
movd   0x4(%r14,%rsi,1),%xmm3
punpcklbw %xmm3,%xmm3
punpcklwd %xmm3,%xmm3
psrad  $0x18,%xmm2
paddd  %xmm0,%xmm2
psrad  $0x18,%xmm3
paddd  %xmm1,%xmm3
movd   0x8(%r14,%rsi,1),%xmm0
punpcklbw %xmm0,%xmm0
punpcklwd %xmm0,%xmm0
movd   0xc(%r14,%rsi,1),%xmm1
punpcklbw %xmm1,%xmm1
punpcklwd %xmm1,%xmm1
psrad  $0x18,%xmm0
paddd  %xmm2,%xmm0
psrad  $0x18,%xmm1
paddd  %xmm3,%xmm1
add    $0x10,%rsi
add    $0xfffffffffffffffe,%rdi
jne    1220 <p016+0xf0>
test   $0x1,%cl
je     12bd <p016+0x18d>
movd   (%r14,%rsi,1),%xmm2
movd   0x4(%r14,%rsi,1),%xmm3
punpcklbw %xmm2,%xmm2
punpcklwd %xmm2,%xmm2
psrad  $0x18,%xmm2
paddd  %xmm2,%xmm0
punpcklbw %xmm3,%xmm2
punpcklwd %xmm2,%xmm2
psrad  $0x18,%xmm2
paddd  %xmm2,%xmm1
paddd  %xmm1,%xmm0
pshufd $0xee,%xmm0,%xmm1
paddd  %xmm0,%xmm1
pshufd $0x55,%xmm1,%xmm0
paddd  %xmm1,%xmm0
movd   %xmm0,%ecx
cmp    %rax,%rdx
je     12f0 <p016+0x1c0>
nopl   0x0(%rax)
movsbl (%r14,%rdx,1),%esi
add    %esi,%ecx
add    $0x1,%rdx
cmp    %rdx,%rax
jne    12e0 <p016+0x1b0>
lea    0xd09(%rip),%rdi
mov    $0x2,%esi
mov    $0x3e8,%edx
call   1040 <printf@plt>
mov    %r14,%rdi
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r14
jmp    1030 <free@plt>
pxor   %xmm0,%xmm0
xor    %esi,%esi
pxor   %xmm1,%xmm1
test   $0x1,%cl
jne    128e <p016+0x15e>
jmp    12bd <p016+0x18d>

LLVM IR (-O0):
@.str = [37 x i8] c"The sum of the digits of %d^%d is %d\00"
define void @p016() {
%1 = alloca i32
%2 = alloca i32
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i8
%9 = alloca i8*
store i32 1000, i32* %1
store i32 2, i32* %2
store i32 350, i32* %3
store i32 1, i32* %4
store i32 0, i32* %5
%10 = load i32, i32* %3
%11 = sext i32 %10 to i64
%12 = mul i64 %11, 1
%13 = trunc i64 %12 to i32
%14 = call i8* @malloc(i32 %13)
store i8* %14, i8** %9
%15 = load i8*, i8** %9
%16 = getelementptr inbounds i8, i8* %15, i64 0
store i8 1, i8* %16
store i32 1, i32* %6
br label %17
17: ; preds = %65, %0
%18 = load i32, i32* %6
%19 = icmp sle i32 %18, 1000
br i1 %19, label %20, label %68
20: ; preds = %17
store i32 0, i32* %7
br label %21
21: ; preds = %50, %20
%22 = load i32, i32* %7
%23 = load i32, i32* %4
%24 = icmp slt i32 %22, %23
br i1 %24, label %25, label %53
25: ; preds = %21
%26 = load i32, i32* %2
%27 = load i8*, i8** %9
%28 = load i32, i32* %7
%29 = sext i32 %28 to i64
%30 = getelementptr inbounds i8, i8* %27, i64 %29
%31 = load i8, i8* %30
%32 = sext i8 %31 to i32
%33 = mul nsw i32 %26, %32
%34 = load i8, i8* %8
%35 = sext i8 %34 to i32
%36 = add nsw i32 %33, %35
%37 = trunc i32 %36 to i8
store i8 %37, i8* %8
%38 = load i8, i8* %8
%39 = sext i8 %38 to i32
%40 = srem i32 %39, 10
%41 = trunc i32 %40 to i8
%42 = load i8*, i8** %9
%43 = load i32, i32* %7
%44 = sext i32 %43 to i64
%45 = getelementptr inbounds i8, i8* %42, i64 %44
store i8 %41, i8* %45
%46 = load i8, i8* %8
%47 = sext i8 %46 to i32
%48 = sdiv i32 %47, 10
%49 = trunc i32 %48 to i8
store i8 %49, i8* %8
br label %50
50: ; preds = %25
%51 = load i32, i32* %7
%52 = add nsw i32 %51, 1
store i32 %52, i32* %7
br label %21
53: ; preds = %21
%54 = load i8, i8* %8
%55 = sext i8 %54 to i32
%56 = icmp sgt i32 %55, 0
br i1 %56, label %57, label %64
57: ; preds = %53
%58 = load i8, i8* %8
%59 = load i8*, i8** %9
%60 = load i32, i32* %4
%61 = add nsw i32 %60, 1
store i32 %61, i32* %4
%62 = sext i32 %60 to i64
%63 = getelementptr inbounds i8, i8* %59, i64 %62
store i8 %58, i8* %63
store i8 0, i8* %8
br label %64
64: ; preds = %57, %53
br label %65
65: ; preds = %64
%66 = load i32, i32* %6
%67 = add nsw i32 %66, 1
store i32 %67, i32* %6
br label %17
68: ; preds = %17
store i32 0, i32* %6
br label %69
69: ; preds = %82, %68
%70 = load i32, i32* %6
%71 = load i32, i32* %4
%72 = icmp slt i32 %70, %71
br i1 %72, label %73, label %85
73: ; preds = %69
%74 = load i8*, i8** %9
%75 = load i32, i32* %6
%76 = sext i32 %75 to i64
%77 = getelementptr inbounds i8, i8* %74, i64 %76
%78 = load i8, i8* %77
%79 = sext i8 %78 to i32
%80 = load i32, i32* %5
%81 = add nsw i32 %80, %79
store i32 %81, i32* %5
br label %82
82: ; preds = %73
%83 = load i32, i32* %6
%84 = add nsw i32 %83, 1
store i32 %84, i32* %6
br label %69
85: ; preds = %69
%86 = load i32, i32* %2
%87 = load i32, i32* %1
%88 = load i32, i32* %5
%89 = call i32 @printf(i8* getelementptr inbounds ([37 x i8], [37 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32 %86, i32 %87, i32 %88)
%90 = load i8*, i8** %9
%91 = call i32 @free(i8* %90)
ret void
}

LLVM IR (-O2):
@.str = [37 x i8] c"The sum of the digits of %d^%d is %d\00"
define void @p016() {
%1 = tail call dereferenceable_or_null(350) i8* @malloc(i32 350)
store i8 1, i8* %1
br label %2
2: ; preds = %0, %96
%3 = phi i32 [ 1, %0 ], [ %98, %96 ]
%4 = phi i8 [ undef, %0 ], [ %97, %96 ]
%5 = phi i32 [ 1, %0 ], [ %99, %96 ]
%6 = icmp sgt i32 %3, 0
br i1 %6, label %7, label %96
7: ; preds = %2
%8 = zext i32 %3 to i64
br label %79
9: ; preds = %96
%10 = icmp sgt i32 %98, 0
br i1 %10, label %11, label %110
11: ; preds = %9
%12 = zext i32 %98 to i64
%13 = icmp ult i32 %98, 8
br i1 %13, label %76, label %14
14: ; preds = %11
%15 = and i64 %12, 4294967288
%16 = add nsw i64 %15, -8
%17 = lshr exact i64 %16, 3
%18 = add nuw nsw i64 %17, 1
%19 = and i64 %18, 1
%20 = icmp eq i64 %16, 0
br i1 %20, label %52, label %21
21: ; preds = %14
%22 = and i64 %18, 4611686018427387902
br label %23
23: ; preds = %23, %21
%24 = phi i64 [ 0, %21 ], [ %49, %23 ]
%25 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %21 ], [ %47, %23 ]
%26 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %21 ], [ %48, %23 ]
%27 = phi i64 [ 0, %21 ], [ %50, %23 ]
%28 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 %24
%29 = bitcast i8* %28 to <4 x i8>*
%30 = load <4 x i8>, <4 x i8>* %29
%31 = getelementptr inbounds i8, i8* %28, i64 4
%32 = bitcast i8* %31 to <4 x i8>*
%33 = load <4 x i8>, <4 x i8>* %32
%34 = sext <4 x i8> %30 to <4 x i32>
%35 = sext <4 x i8> %33 to <4 x i32>
%36 = add <4 x i32> %25, %34
%37 = add <4 x i32> %26, %35
%38 = or i64 %24, 8
%39 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, 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, %45
%48 = add <4 x i32> %37, %46
%49 = add nuw i64 %24, 16
%50 = add i64 %27, 2
%51 = icmp eq i64 %50, %22
br i1 %51, label %52, label %23
52: ; preds = %23, %14
%53 = phi <4 x i32> [ undef, %14 ], [ %47, %23 ]
%54 = phi <4 x i32> [ undef, %14 ], [ %48, %23 ]
%55 = phi i64 [ 0, %14 ], [ %49, %23 ]
%56 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %14 ], [ %47, %23 ]
%57 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %14 ], [ %48, %23 ]
%58 = icmp eq i64 %19, 0
br i1 %58, label %70, label %59
59: ; preds = %52
%60 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 %55
%61 = bitcast i8* %60 to <4 x i8>*
%62 = load <4 x i8>, <4 x i8>* %61
%63 = getelementptr inbounds i8, i8* %60, i64 4
%64 = bitcast i8* %63 to <4 x i8>*
%65 = load <4 x i8>, <4 x i8>* %64
%66 = sext <4 x i8> %62 to <4 x i32>
%67 = sext <4 x i8> %65 to <4 x i32>
%68 = add <4 x i32> %56, %66
%69 = add <4 x i32> %57, %67
br label %70
70: ; preds = %52, %59
%71 = phi <4 x i32> [ %53, %52 ], [ %68, %59 ]
%72 = phi <4 x i32> [ %54, %52 ], [ %69, %59 ]
%73 = add <4 x i32> %72, %71
%74 = call i32 @llvm.vector.reduce.add.v4i32(<4 x i32> %73)
%75 = icmp eq i64 %15, %12
br i1 %75, label %110, label %76
76: ; preds = %11, %70
%77 = phi i64 [ 0, %11 ], [ %15, %70 ]
%78 = phi i32 [ 0, %11 ], [ %74, %70 ]
br label %101
79: ; preds = %7, %79
%80 = phi i64 [ 0, %7 ], [ %88, %79 ]
%81 = phi i8 [ %4, %7 ], [ %87, %79 ]
%82 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 %80
%83 = load i8, i8* %82
%84 = shl i8 %83, 1
%85 = add i8 %84, %81
%86 = srem i8 %85, 10
store i8 %86, i8* %82
%87 = sdiv i8 %85, 10
%88 = add nuw nsw i64 %80, 1
%89 = icmp eq i64 %88, %8
br i1 %89, label %90, label %79
90: ; preds = %79
%91 = icmp sgt i8 %85, 9
br i1 %91, label %92, label %96
92: ; preds = %90
%93 = add nsw i32 %3, 1
%94 = sext i32 %3 to i64
%95 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 %94
store i8 %87, i8* %95
br label %96
96: ; preds = %2, %90, %92
%97 = phi i8 [ 0, %92 ], [ %87, %90 ], [ %4, %2 ]
%98 = phi i32 [ %93, %92 ], [ %3, %90 ], [ %3, %2 ]
%99 = add nuw nsw i32 %5, 1
%100 = icmp eq i32 %99, 1001
br i1 %100, label %9, label %2
101: ; preds = %76, %101
%102 = phi i64 [ %108, %101 ], [ %77, %76 ]
%103 = phi i32 [ %107, %101 ], [ %78, %76 ]
%104 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 %102
%105 = load i8, i8* %104
%106 = sext i8 %105 to i32
%107 = add nsw i32 %103, %106
%108 = add nuw nsw i64 %102, 1
%109 = icmp eq i64 %108, %12
br i1 %109, label %110, label %101
110: ; preds = %101, %70, %9
%111 = phi i32 [ 0, %9 ], [ %74, %70 ], [ %107, %101 ]
%112 = tail call i32 @printf(i8* getelementptr inbounds ([37 x i8], [37 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32 2, i32 1000, i32 %111)
%113 = tail call i32 @free(i8* %1)
ret void
}