#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 scalar_t__ intmax_t;

/* Variables and functions */
double CLOCKS_PER_SEC;
scalar_t__ LONG_MAX;
double clock();
int /*<<< orphan*/ is_pentagonal(scalar_t__);
int /*<<< orphan*/ printf(char *, ...);
int main() {
  double start, end;
  int isNot;
  intmax_t smallestDiff = LONG_MAX;
  intmax_t j, k = 1;
  intmax_t Pj, Pk = 1;
  start = clock();
  printf("Algorithm starts, please wait...\n");
  do {
    j = 0;
    Pj = 0;
    isNot = 1;
    Pk += k + k + k + 1;
    ++k;
    do {
      Pj += j + j + j + 1;
      ++j;
    } while (j < k &&
             (isNot = (!is_pentagonal(Pj + Pk) || !is_pentagonal(Pk - Pj))));
    if (!isNot && Pk - Pj < smallestDiff)
      smallestDiff = Pk - Pj;
  } while (isNot && Pk - Pj < smallestDiff);
  end = clock();
  printf("Algorithm end.\n");
  printf("Total time: %f\n", (end - start) / CLOCKS_PER_SEC);
  return 0;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<main>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x50,%rsp
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
mov    0x2e92(%rip),%rax
mov    (%rax),%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
movq   $0x1,-0x38(%rbp)
movq   $0x1,-0x48(%rbp)
mov    $0x0,%al
call   1030 <clock@plt>
movsd  %xmm0,-0x10(%rbp)
lea    0xe90(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1040 <printf@plt>
movq   $0x0,-0x30(%rbp)
movq   $0x0,-0x40(%rbp)
movl   $0x1,-0x1c(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%rax
add    -0x38(%rbp),%rax
add    -0x38(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
add    -0x48(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x48(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rax
add    -0x30(%rbp),%rax
add    -0x30(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
add    -0x40(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rcx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x38(%rbp),%rcx
mov    %al,-0x49(%rbp)
jge    122f <main+0xff>
mov    -0x40(%rbp),%rdi
add    -0x48(%rbp),%rdi
call   1050 <is_pentagonal@plt>
mov    %eax,%ecx
mov    $0x1,%al
cmp    $0x0,%ecx
mov    %al,-0x4a(%rbp)
je     121e <main+0xee>
mov    -0x48(%rbp),%rdi
sub    -0x40(%rbp),%rdi
call   1050 <is_pentagonal@plt>
cmp    $0x0,%eax
setne  %al
xor    $0xff,%al
mov    %al,-0x4a(%rbp)
mov    -0x4a(%rbp),%al
mov    %al,%cl
and    $0x1,%cl
movzbl %cl,%ecx
mov    %ecx,-0x1c(%rbp)
mov    %al,-0x49(%rbp)
mov    -0x49(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    11b2 <main+0x82>
cmpl   $0x0,-0x1c(%rbp)
jne    1262 <main+0x132>
mov    -0x48(%rbp),%rax
sub    -0x40(%rbp),%rax
cmp    -0x28(%rbp),%rax
jge    1262 <main+0x132>
mov    -0x48(%rbp),%rax
sub    -0x40(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
jmp    1267 <main+0x137>
xor    %eax,%eax
cmpl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    %al,-0x4b(%rbp)
je     1288 <main+0x158>
mov    -0x48(%rbp),%rax
sub    -0x40(%rbp),%rax
cmp    -0x28(%rbp),%rax
setl   %al
mov    %al,-0x4b(%rbp)
mov    -0x4b(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    1177 <main+0x47>
mov    $0x0,%al
call   1030 <clock@plt>
movsd  %xmm0,-0x18(%rbp)
lea    0xd7c(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1040 <printf@plt>
movsd  -0x18(%rbp),%xmm0
subsd  -0x10(%rbp),%xmm0
mov    0x2d2a(%rip),%rax
divsd  (%rax),%xmm0
lea    0xd69(%rip),%rdi
mov    $0x1,%al
call   1040 <printf@plt>
xor    %eax,%eax
add    $0x50,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<main>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x28,%rsp
mov    0x2e83(%rip),%rax
mov    (%rax),%rbp
xor    %eax,%eax
mov    %rax,(%rsp)
xor    %eax,%eax
call   1040 <clock@plt>
movsd  %xmm0,0x8(%rsp)
lea    0xe9e(%rip),%rdi
call   1030 <puts@plt>
mov    $0x1,%ecx
mov    $0x1,%edx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %rbp,0x18(%rsp)
lea    (%rcx,%rcx,2),%rax
add    %rax,%rdx
add    $0x1,%rdx
lea    0x1(%rcx),%rax
mov    %rax,0x10(%rsp)
mov    $0x1,%r13b
mov    $0x4,%r14d
mov    $0x1,%ebp
mov    $0x1,%r15d
mov    %rcx,0x20(%rsp)
jmp    11f6 <main+0xb6>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
add    %r14,%r15
mov    0x20(%rsp),%rcx
cmp    %rcx,%rbp
mov    (%rsp),%rax
lea    0x1(%rax,%rbp,1),%rax
lea    0x1(%rbp),%rbp
setb   %r13b
add    $0x3,%r14
cmp    $0x2,%rax
je     1220 <main+0xe0>
lea    (%r15,%rdx,1),%rdi
mov    %rdx,%r12
call   1060 <is_pentagonal@plt>
mov    %r12,%rdx
test   %eax,%eax
je     11d0 <main+0x90>
mov    %rdx,%rbx
sub    %r15,%rbx
mov    %rbx,%rdi
call   1060 <is_pentagonal@plt>
mov    %r12,%rdx
test   %eax,%eax
je     11d0 <main+0x90>
jmp    1226 <main+0xe6>
mov    %rdx,%rbx
sub    %r15,%rbx
mov    0x18(%rsp),%rbp
cmp    %rbp,%rbx
mov    %rbp,%rax
cmovl  %rbx,%rax
test   $0x1,%r13b
cmovne %rax,%rbp
jne    1252 <main+0x112>
addq   $0xffffffffffffffff,(%rsp)
mov    0x10(%rsp),%rcx
cmp    %rbp,%rbx
jl     1190 <main+0x50>
xor    %eax,%eax
call   1040 <clock@plt>
movsd  %xmm0,(%rsp)
lea    0xdcc(%rip),%rdi
call   1030 <puts@plt>
movsd  (%rsp),%xmm0
subsd  0x8(%rsp),%xmm0
mov    0x2d6c(%rip),%rax
divsd  (%rax),%xmm0
lea    0xd79(%rip),%rdi
mov    $0x1,%al
call   1050 <printf@plt>
xor    %eax,%eax
add    $0x28,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
@LONG_MAX = global i64 0
@.str = [34 x i8] c"Algorithm starts, please wait...\0A\00"
@.str.1 = [16 x i8] c"Algorithm end.\0A\00"
@.str.2 = [16 x i8] c"Total time: %f\0A\00"
@CLOCKS_PER_SEC = global double 0.000000e+00
define i32 @main() {
%1 = alloca i32
%2 = alloca double
%3 = alloca double
%4 = alloca i32
%5 = alloca i64
%6 = alloca i64
%7 = alloca i64
%8 = alloca i64
%9 = alloca i64
store i32 0, i32* %1
%10 = load i64, i64* @LONG_MAX
store i64 %10, i64* %5
store i64 1, i64* %7
store i64 1, i64* %9
%11 = call double (...) @clock()
store double %11, double* %2
%12 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([34 x i8], [34 x i8]* @.str, i64 0, i64 0))
br label %13
13: ; preds = %80, %0
store i64 0, i64* %6
store i64 0, i64* %8
store i32 1, i32* %4
%14 = load i64, i64* %7
%15 = load i64, i64* %7
%16 = add nsw i64 %14, %15
%17 = load i64, i64* %7
%18 = add nsw i64 %16, %17
%19 = add nsw i64 %18, 1
%20 = load i64, i64* %9
%21 = add nsw i64 %20, %19
store i64 %21, i64* %9
%22 = load i64, i64* %7
%23 = add nsw i64 %22, 1
store i64 %23, i64* %7
br label %24
24: ; preds = %55, %13
%25 = load i64, i64* %6
%26 = load i64, i64* %6
%27 = add nsw i64 %25, %26
%28 = load i64, i64* %6
%29 = add nsw i64 %27, %28
%30 = add nsw i64 %29, 1
%31 = load i64, i64* %8
%32 = add nsw i64 %31, %30
store i64 %32, i64* %8
%33 = load i64, i64* %6
%34 = add nsw i64 %33, 1
store i64 %34, i64* %6
br label %35
35: ; preds = %24
%36 = load i64, i64* %6
%37 = load i64, i64* %7
%38 = icmp slt i64 %36, %37
br i1 %38, label %39, label %55
39: ; preds = %35
%40 = load i64, i64* %8
%41 = load i64, i64* %9
%42 = add nsw i64 %40, %41
%43 = call i32 @is_pentagonal(i64 %42)
%44 = icmp ne i32 %43, 0
br i1 %44, label %45, label %52
45: ; preds = %39
%46 = load i64, i64* %9
%47 = load i64, i64* %8
%48 = sub nsw i64 %46, %47
%49 = call i32 @is_pentagonal(i64 %48)
%50 = icmp ne i32 %49, 0
%51 = xor i1 %50, true
br label %52
52: ; preds = %45, %39
%53 = phi i1 [ true, %39 ], [ %51, %45 ]
%54 = zext i1 %53 to i32
store i32 %54, i32* %4
br label %55
55: ; preds = %52, %35
%56 = phi i1 [ false, %35 ], [ %53, %52 ]
br i1 %56, label %24, label %57
57: ; preds = %55
%58 = load i32, i32* %4
%59 = icmp ne i32 %58, 0
br i1 %59, label %70, label %60
60: ; preds = %57
%61 = load i64, i64* %9
%62 = load i64, i64* %8
%63 = sub nsw i64 %61, %62
%64 = load i64, i64* %5
%65 = icmp slt i64 %63, %64
br i1 %65, label %66, label %70
66: ; preds = %60
%67 = load i64, i64* %9
%68 = load i64, i64* %8
%69 = sub nsw i64 %67, %68
store i64 %69, i64* %5
br label %70
70: ; preds = %66, %60, %57
br label %71
71: ; preds = %70
%72 = load i32, i32* %4
%73 = icmp ne i32 %72, 0
br i1 %73, label %74, label %80
74: ; preds = %71
%75 = load i64, i64* %9
%76 = load i64, i64* %8
%77 = sub nsw i64 %75, %76
%78 = load i64, i64* %5
%79 = icmp slt i64 %77, %78
br label %80
80: ; preds = %74, %71
%81 = phi i1 [ false, %71 ], [ %79, %74 ]
br i1 %81, label %13, label %82
82: ; preds = %80
%83 = call double (...) @clock()
store double %83, double* %3
%84 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([16 x i8], [16 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0))
%85 = load double, double* %3
%86 = load double, double* %2
%87 = fsub double %85, %86
%88 = load double, double* @CLOCKS_PER_SEC
%89 = fdiv double %87, %88
%90 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([16 x i8], [16 x i8]* @.str.2, i64 0, i64 0), double %89)
ret i32 0
}

LLVM IR (-O2):
@LONG_MAX = global i64 0
@.str.2 = [16 x i8] c"Total time: %f\0A\00"
@CLOCKS_PER_SEC = global double 0.000000e+00
@str = [33 x i8] c"Algorithm starts, please wait...\00"
@str.3 = [15 x i8] c"Algorithm end.\00"
define i32 @main() {
%1 = load i64, i64* @LONG_MAX
%2 = tail call double (...) @clock()
%3 = tail call i32 @puts(i8* dereferenceable(1) getelementptr inbounds ([33 x i8], [33 x i8]* @str, i64 0, i64 0))
br label %4
4: ; preds = %33, %0
%5 = phi i64 [ %42, %33 ], [ 2, %0 ]
%6 = phi i64 [ %38, %33 ], [ %1, %0 ]
%7 = phi i64 [ %12, %33 ], [ 1, %0 ]
%8 = phi i64 [ %11, %33 ], [ 1, %0 ]
%9 = mul nuw nsw i64 %7, 3
%10 = add nuw nsw i64 %9, 1
%11 = add nuw nsw i64 %10, %8
%12 = add nuw nsw i64 %7, 1
br label %13
13: ; preds = %4, %24
%14 = phi i1 [ true, %4 ], [ %29, %24 ]
%15 = phi i64 [ 1, %4 ], [ %28, %24 ]
%16 = phi i64 [ 1, %4 ], [ %27, %24 ]
%17 = add nuw nsw i64 %16, %11
%18 = tail call i32 @is_pentagonal(i64 %17)
%19 = icmp eq i32 %18, 0
br i1 %19, label %24, label %20
20: ; preds = %13
%21 = sub nsw i64 %11, %16
%22 = tail call i32 @is_pentagonal(i64 %21)
%23 = icmp eq i32 %22, 0
br i1 %23, label %24, label %33
24: ; preds = %20, %13
%25 = mul nsw i64 %15, 3
%26 = add nuw nsw i64 %25, 1
%27 = add nuw nsw i64 %26, %16
%28 = add nuw i64 %15, 1
%29 = icmp ult i64 %15, %7
%30 = icmp eq i64 %28, %5
br i1 %30, label %31, label %13
31: ; preds = %24
%32 = sub nsw i64 %11, %27
br label %33
33: ; preds = %20, %31
%34 = phi i64 [ %32, %31 ], [ %21, %20 ]
%35 = phi i1 [ %29, %31 ], [ %14, %20 ]
%36 = icmp slt i64 %34, %6
%37 = select i1 %35, i1 %36, i1 false
%38 = select i1 %37, i64 %34, i64 %6
%39 = xor i1 %35, true
%40 = icmp slt i64 %34, %38
%41 = select i1 %39, i1 %40, i1 false
%42 = add nuw i64 %5, 1
br i1 %41, label %4, label %43
43: ; preds = %33
%44 = tail call double (...) @clock()
%45 = tail call i32 @puts(i8* dereferenceable(1) getelementptr inbounds ([15 x i8], [15 x i8]* @str.3, i64 0, i64 0))
%46 = fsub double %44, %2
%47 = load double, double* @CLOCKS_PER_SEC
%48 = fdiv double %46, %47
%49 = tail call i32 (i8*, ...) @printf(i8* dereferenceable(1) getelementptr inbounds ([16 x i8], [16 x i8]* @.str.2, i64 0, i64 0), double %48)
ret i32 0
}