#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 /*<<< orphan*/ memset(int *, int /*<<< orphan*/, int);
int nthUglyNumber(int n) {
  int i2 = 0, i3 = 0, i5 = 0, m2, m3, m5, t, count = 1, *m, ret;
  m = (int *)malloc(n * sizeof(int));
  memset(m, 0, n * sizeof(int));
  m[0] = 1;
  while (count < n) {
    m2 = m[i2] * 2;
    m3 = m[i3] * 3;
    m5 = m[i5] * 5;
    t = ((m2) < (((m3) < (m5) ? (m3) : (m5))) ? (m2)
                                              : (((m3) < (m5) ? (m3) : (m5))));
    if (t == m2)
      ++i2;
    if (t == m3)
      ++i3;
    if (t == m5)
      ++i5;
    m[count++] = t;
  }
  ret = m[n - 1];
  free(m);
  return ret;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<nthUglyNumber>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x50,%rsp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
movl   $0x0,-0x8(%rbp)
movl   $0x0,-0xc(%rbp)
movl   $0x0,-0x10(%rbp)
movl   $0x1,-0x24(%rbp)
movslq -0x4(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edi
call   1050 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rdi
movslq -0x4(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edx
xor    %esi,%esi
call   1040 <memset@plt>
mov    -0x30(%rbp),%rax
movl   $0x1,(%rax)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    1285 <nthUglyNumber+0x155>
mov    -0x30(%rbp),%rax
movslq -0x8(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
shl    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rax
movslq -0xc(%rbp),%rcx
imul   $0x3,(%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
imul   $0x5,(%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x38(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    11e1 <nthUglyNumber+0xb1>
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
jmp    11e7 <nthUglyNumber+0xb7>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%eax
mov    -0x3c(%rbp),%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    1200 <nthUglyNumber+0xd0>
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x40(%rbp)
jmp    1223 <nthUglyNumber+0xf3>
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    1217 <nthUglyNumber+0xe7>
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x44(%rbp)
jmp    121d <nthUglyNumber+0xed>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x44(%rbp)
mov    -0x44(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x40(%rbp)
mov    -0x40(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jne    123e <nthUglyNumber+0x10e>
mov    -0x8(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jne    1253 <nthUglyNumber+0x123>
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jne    1268 <nthUglyNumber+0x138>
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%edx
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x24(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    1189 <nthUglyNumber+0x59>
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    -0x4(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rdi
call   1030 <free@plt>
mov    -0x34(%rbp),%eax
add    $0x50,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<nthUglyNumber>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    %edi,%r14d
lea    0x0(,%r14,4),%r15d
mov    %r15d,%edi
call   1050 <malloc@plt>
mov    %rax,%r13
xor    %r12d,%r12d
mov    %rax,%rdi
xor    %esi,%esi
mov    %r15d,%edx
call   1040 <memset@plt>
movl   $0x1,0x0(%r13)
cmp    $0x2,%r14d
jl     1201 <nthUglyNumber+0xd1>
mov    %r14d,%r8d
add    $0xfffffffffffffffe,%r8
mov    $0x1,%eax
xor    %r11d,%r11d
mov    $0x1,%ebp
mov    $0x1,%edi
xor    %r9d,%r9d
xor    %r10d,%r10d
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
add    %edi,%edi
lea    0x0(%rbp,%rbp,2),%edx
lea    (%rax,%rax,4),%ebx
cmp    %ebx,%edx
mov    %ebx,%esi
cmovl  %edx,%esi
xor    %eax,%eax
cmp    %esi,%edi
cmovl  %edi,%esi
setle  %cl
xor    %ebp,%ebp
cmp    %edx,%esi
sete   %dl
xor    %edi,%edi
cmp    %ebx,%esi
sete   %bl
mov    %esi,0x4(%r13,%r11,4)
cmp    %r11,%r8
je     1201 <nthUglyNumber+0xd1>
mov    %cl,%al
add    %eax,%r12d
mov    %dl,%bpl
add    %ebp,%r9d
mov    %bl,%dil
add    %edi,%r10d
mov    %r12d,%eax
mov    0x0(%r13,%rax,4),%edi
mov    %r9d,%eax
mov    0x0(%r13,%rax,4),%ebp
mov    %r10d,%eax
mov    0x0(%r13,%rax,4),%eax
add    $0x1,%r11
jmp    11a0 <nthUglyNumber+0x70>
movslq %r14d,%rax
mov    -0x4(%r13,%rax,4),%ebp
mov    %r13,%rdi
call   1030 <free@plt>
mov    %ebp,%eax
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
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
store i32 0, i32* %3
store i32 0, i32* %4
store i32 0, i32* %5
store i32 1, i32* %10
%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** %11
%19 = load i32*, i32** %11
%20 = load i32, i32* %2
%21 = sext i32 %20 to i64
%22 = mul i64 %21, 4
%23 = trunc i64 %22 to i32
%24 = call i32 @memset(i32* %19, i32 0, i32 %23)
%25 = load i32*, i32** %11
%26 = getelementptr inbounds i32, i32* %25, i64 0
store i32 1, i32* %26
br label %27
27: ; preds = %95, %1
%28 = load i32, i32* %10
%29 = load i32, i32* %2
%30 = icmp slt i32 %28, %29
br i1 %30, label %31, label %102
31: ; preds = %27
%32 = load i32*, i32** %11
%33 = load i32, i32* %3
%34 = sext i32 %33 to i64
%35 = getelementptr inbounds i32, i32* %32, i64 %34
%36 = load i32, i32* %35
%37 = mul nsw i32 %36, 2
store i32 %37, i32* %6
%38 = load i32*, i32** %11
%39 = load i32, i32* %4
%40 = sext i32 %39 to i64
%41 = getelementptr inbounds i32, i32* %38, i64 %40
%42 = load i32, i32* %41
%43 = mul nsw i32 %42, 3
store i32 %43, i32* %7
%44 = load i32*, i32** %11
%45 = load i32, i32* %5
%46 = sext i32 %45 to i64
%47 = getelementptr inbounds i32, i32* %44, i64 %46
%48 = load i32, i32* %47
%49 = mul nsw i32 %48, 5
store i32 %49, i32* %8
%50 = load i32, i32* %6
%51 = load i32, i32* %7
%52 = load i32, i32* %8
%53 = icmp slt i32 %51, %52
br i1 %53, label %54, label %56
54: ; preds = %31
%55 = load i32, i32* %7
br label %58
56: ; preds = %31
%57 = load i32, i32* %8
br label %58
58: ; preds = %56, %54
%59 = phi i32 [ %55, %54 ], [ %57, %56 ]
%60 = icmp slt i32 %50, %59
br i1 %60, label %61, label %63
61: ; preds = %58
%62 = load i32, i32* %6
br label %73
63: ; preds = %58
%64 = load i32, i32* %7
%65 = load i32, i32* %8
%66 = icmp slt i32 %64, %65
br i1 %66, label %67, label %69
67: ; preds = %63
%68 = load i32, i32* %7
br label %71
69: ; preds = %63
%70 = load i32, i32* %8
br label %71
71: ; preds = %69, %67
%72 = phi i32 [ %68, %67 ], [ %70, %69 ]
br label %73
73: ; preds = %71, %61
%74 = phi i32 [ %62, %61 ], [ %72, %71 ]
store i32 %74, i32* %9
%75 = load i32, i32* %9
%76 = load i32, i32* %6
%77 = icmp eq i32 %75, %76
br i1 %77, label %78, label %81
78: ; preds = %73
%79 = load i32, i32* %3
%80 = add nsw i32 %79, 1
store i32 %80, i32* %3
br label %81
81: ; preds = %78, %73
%82 = load i32, i32* %9
%83 = load i32, i32* %7
%84 = icmp eq i32 %82, %83
br i1 %84, label %85, label %88
85: ; preds = %81
%86 = load i32, i32* %4
%87 = add nsw i32 %86, 1
store i32 %87, i32* %4
br label %88
88: ; preds = %85, %81
%89 = load i32, i32* %9
%90 = load i32, i32* %8
%91 = icmp eq i32 %89, %90
br i1 %91, label %92, label %95
92: ; preds = %88
%93 = load i32, i32* %5
%94 = add nsw i32 %93, 1
store i32 %94, i32* %5
br label %95
95: ; preds = %92, %88
%96 = load i32, i32* %9
%97 = load i32*, i32** %11
%98 = load i32, i32* %10
%99 = add nsw i32 %98, 1
store i32 %99, i32* %10
%100 = sext i32 %98 to i64
%101 = getelementptr inbounds i32, i32* %97, i64 %100
store i32 %96, i32* %101
br label %27
102: ; preds = %27
%103 = load i32*, i32** %11
%104 = load i32, i32* %2
%105 = sub nsw i32 %104, 1
%106 = sext i32 %105 to i64
%107 = getelementptr inbounds i32, i32* %103, i64 %106
%108 = load i32, i32* %107
store i32 %108, i32* %12
%109 = load i32*, i32** %11
%110 = call i32 @free(i32* %109)
%111 = load i32, i32* %12
ret i32 %111
}

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