#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 */
struct timeval {
  scalar_t__ tv_usec;
  scalar_t__ tv_sec;
};

/* Variables and functions */
long long atoll(char *);
int /*<<< orphan*/ gettimeofday(struct timeval *, int /*<<< orphan*/ *);
int /*<<< orphan*/ printf(char *, double);
int main(int argc, char **argv) {
  double x, sum, step;
  long long i, num_steps = 1000000;
  struct timeval start, end;
  if (argc > 1)
    num_steps = atoll(argv[1]);
  if (num_steps < 100)
    num_steps = 1000000;
  printf("\nnum_steps = %lld\n", num_steps);
  gettimeofday(&start, NULL);
  sum = 0.0;
  step = 1.0 / (double)num_steps;
  for (i = 0; i < num_steps; i++) {
    x = (i + 0.5) * step;
    sum += 4.0 / (1.0 + x * x);
  }
  gettimeofday(&end, NULL);
  printf("PI = %f\n", sum * step);
  printf("Time : %lf sec\n",
         (double)(end.tv_sec - start.tv_sec) +
             (double)(end.tv_usec - start.tv_usec) / 1000000.0);
  return 0;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<main>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x60,%rsp
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
mov    %edi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
movq   $0xf4240,-0x38(%rbp)
cmpl   $0x1,-0x8(%rbp)
jle    1169 <main+0x39>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    0x8(%rax),%rdi
call   1050 <atoll@plt>
mov    %rax,-0x38(%rbp)
cmpq   $0x64,-0x38(%rbp)
jge    117c <main+0x4c>
movq   $0xf4240,-0x38(%rbp)
cvtsi2sdq -0x38(%rbp),%xmm0
lea    0xe97(%rip),%rdi
call   1030 <printf@plt>
lea    -0x48(%rbp),%rdi
xor    %eax,%eax
mov    %eax,%esi
call   1040 <gettimeofday@plt>
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x20(%rbp)
cvtsi2sdq -0x38(%rbp),%xmm1
movsd  0xe4f(%rip),%xmm0
divsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x28(%rbp)
movq   $0x0,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rax
cmp    -0x38(%rbp),%rax
jge    122d <main+0xfd>
cvtsi2sdq -0x30(%rbp),%xmm0
movsd  0xe3a(%rip),%xmm1
addsd  %xmm1,%xmm0
mulsd  -0x28(%rbp),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x18(%rbp)
movsd  -0x18(%rbp),%xmm1
movsd  -0x18(%rbp),%xmm0
mulsd  %xmm0,%xmm1
movsd  0xdfe(%rip),%xmm0
addsd  %xmm0,%xmm1
movsd  0xe02(%rip),%xmm0
divsd  %xmm1,%xmm0
addsd  -0x20(%rbp),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x20(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
jmp    11c2 <main+0x92>
lea    -0x58(%rbp),%rdi
xor    %eax,%eax
mov    %eax,%esi
call   1040 <gettimeofday@plt>
movsd  -0x20(%rbp),%xmm0
mulsd  -0x28(%rbp),%xmm0
lea    0xde8(%rip),%rdi
call   1030 <printf@plt>
mov    -0x50(%rbp),%rax
sub    -0x40(%rbp),%rax
cvtsi2sd %rax,%xmm0
mov    -0x58(%rbp),%rax
sub    -0x48(%rbp),%rax
cvtsi2sd %rax,%xmm1
movsd  0xd96(%rip),%xmm2
divsd  %xmm2,%xmm1
addsd  %xmm1,%xmm0
lea    0xdbb(%rip),%rdi
call   1030 <printf@plt>
xor    %eax,%eax
add    $0x60,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<main>:
push   %rbx
sub    $0x30,%rsp
mov    $0xf4240,%ebx
cmp    $0x2,%edi
jl     1155 <main+0x25>
mov    0x8(%rsi),%rdi
call   1050 <atoll@plt>
cmp    $0x64,%rax
mov    $0xf4240,%ebx
cmovge %rax,%rbx
cvtsi2sd %rbx,%xmm0
movsd  %xmm0,(%rsp)
lea    0xeba(%rip),%rdi
call   1030 <printf@plt>
lea    0x20(%rsp),%rdi
xor    %esi,%esi
call   1040 <gettimeofday@plt>
movsd  0xe81(%rip),%xmm0
movapd %xmm0,%xmm5
divsd  (%rsp),%xmm5
cmp    $0x1,%rbx
jne    11a8 <main+0x78>
xorpd  %xmm6,%xmm6
movsd  0xe6e(%rip),%xmm0
test   $0x1,%bl
jne    123a <main+0x10a>
jmp    125a <main+0x12a>
mov    %rbx,%rax
and    $0xfffffffffffffffe,%rax
xorpd  %xmm6,%xmm6
xor    %ecx,%ecx
movsd  0xe4b(%rip),%xmm1
movsd  0xe4b(%rip),%xmm2
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
xorps  %xmm3,%xmm3
cvtsi2sd %rcx,%xmm3
addsd  %xmm1,%xmm3
mulsd  %xmm5,%xmm3
mulsd  %xmm3,%xmm3
addsd  %xmm0,%xmm3
movapd %xmm2,%xmm4
divsd  %xmm3,%xmm4
addsd  %xmm6,%xmm4
lea    0x1(%rcx),%rdx
xorps  %xmm3,%xmm3
cvtsi2sd %rdx,%xmm3
addsd  %xmm1,%xmm3
mulsd  %xmm5,%xmm3
mulsd  %xmm3,%xmm3
addsd  %xmm0,%xmm3
movapd %xmm2,%xmm6
divsd  %xmm3,%xmm6
addsd  %xmm4,%xmm6
add    $0x2,%rcx
cmp    %rax,%rcx
jne    11d0 <main+0xa0>
xorps  %xmm0,%xmm0
cvtsi2sd %rcx,%xmm0
addsd  0xdd3(%rip),%xmm0
test   $0x1,%bl
je     125a <main+0x12a>
mulsd  %xmm5,%xmm0
mulsd  %xmm0,%xmm0
addsd  0xdb6(%rip),%xmm0
movsd  0xdbe(%rip),%xmm1
divsd  %xmm0,%xmm1
addsd  %xmm1,%xmm6
movsd  %xmm6,(%rsp)
lea    0x10(%rsp),%rdi
xor    %esi,%esi
movsd  %xmm5,0x8(%rsp)
call   1040 <gettimeofday@plt>
movsd  0x8(%rsp),%xmm0
mulsd  (%rsp),%xmm0
lea    0xdb0(%rip),%rdi
call   1030 <printf@plt>
mov    0x10(%rsp),%rax
mov    0x18(%rsp),%rcx
sub    0x28(%rsp),%rcx
xorps  %xmm1,%xmm1
cvtsi2sd %rcx,%xmm1
sub    0x20(%rsp),%rax
xorps  %xmm0,%xmm0
cvtsi2sd %rax,%xmm0
divsd  0xd64(%rip),%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
lea    0xd7d(%rip),%rdi
call   1030 <printf@plt>
xor    %eax,%eax
add    $0x30,%rsp
pop    %rbx
ret

LLVM IR (-O0):
%struct.timeval = type { i64, i64 }
@.str = [19 x i8] c"\0Anum_steps = %lld\0A\00"
@.str.1 = [9 x i8] c"PI = %f\0A\00"
@.str.2 = [16 x i8] c"Time : %lf sec\0A\00"
define i32 @main(i32 %0, i8** %1) {
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
%5 = alloca i8**
%6 = alloca double
%7 = alloca double
%8 = alloca double
%9 = alloca i64
%10 = alloca i64
%11 = alloca %struct.timeval
%12 = alloca %struct.timeval
store i32 0, i32* %3
store i32 %0, i32* %4
store i8** %1, i8*** %5
store i64 1000000, i64* %10
%13 = load i32, i32* %4
%14 = icmp sgt i32 %13, 1
br i1 %14, label %15, label %20
15: ; preds = %2
%16 = load i8**, i8*** %5
%17 = getelementptr inbounds i8*, i8** %16, i64 1
%18 = load i8*, i8** %17
%19 = call i64 @atoll(i8* %18)
store i64 %19, i64* %10
br label %20
20: ; preds = %15, %2
%21 = load i64, i64* %10
%22 = icmp slt i64 %21, 100
br i1 %22, label %23, label %24
23: ; preds = %20
store i64 1000000, i64* %10
br label %24
24: ; preds = %23, %20
%25 = load i64, i64* %10
%26 = sitofp i64 %25 to double
%27 = call i32 @printf(i8* getelementptr inbounds ([19 x i8], [19 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), double %26)
%28 = call i32 @gettimeofday(%struct.timeval* %11, i32* null)
store double 0.000000e+00, double* %7
%29 = load i64, i64* %10
%30 = sitofp i64 %29 to double
%31 = fdiv double 1.000000e+00, %30
store double %31, double* %8
store i64 0, i64* %9
br label %32
32: ; preds = %48, %24
%33 = load i64, i64* %9
%34 = load i64, i64* %10
%35 = icmp slt i64 %33, %34
br i1 %35, label %36, label %51
36: ; preds = %32
%37 = load i64, i64* %9
%38 = sitofp i64 %37 to double
%39 = fadd double %38, 5.000000e-01
%40 = load double, double* %8
%41 = fmul double %39, %40
store double %41, double* %6
%42 = load double, double* %6
%43 = load double, double* %6
%44 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %42, double %43, double 1.000000e+00)
%45 = fdiv double 4.000000e+00, %44
%46 = load double, double* %7
%47 = fadd double %46, %45
store double %47, double* %7
br label %48
48: ; preds = %36
%49 = load i64, i64* %9
%50 = add nsw i64 %49, 1
store i64 %50, i64* %9
br label %32
51: ; preds = %32
%52 = call i32 @gettimeofday(%struct.timeval* %12, i32* null)
%53 = load double, double* %7
%54 = load double, double* %8
%55 = fmul double %53, %54
%56 = call i32 @printf(i8* getelementptr inbounds ([9 x i8], [9 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), double %55)
%57 = getelementptr inbounds %struct.timeval, %struct.timeval* %12, i32 0, i32 1
%58 = load i64, i64* %57
%59 = getelementptr inbounds %struct.timeval, %struct.timeval* %11, i32 0, i32 1
%60 = load i64, i64* %59
%61 = sub nsw i64 %58, %60
%62 = sitofp i64 %61 to double
%63 = getelementptr inbounds %struct.timeval, %struct.timeval* %12, i32 0, i32 0
%64 = load i64, i64* %63
%65 = getelementptr inbounds %struct.timeval, %struct.timeval* %11, i32 0, i32 0
%66 = load i64, i64* %65
%67 = sub nsw i64 %64, %66
%68 = sitofp i64 %67 to double
%69 = fdiv double %68, 1.000000e+06
%70 = fadd double %62, %69
%71 = call i32 @printf(i8* getelementptr inbounds ([16 x i8], [16 x i8]* @.str.2, i64 0, i64 0), double %70)
ret i32 0
}

LLVM IR (-O2):
%struct.timeval = type { i64, i64 }
@.str = [19 x i8] c"\0Anum_steps = %lld\0A\00"
@.str.1 = [9 x i8] c"PI = %f\0A\00"
@.str.2 = [16 x i8] c"Time : %lf sec\0A\00"
define i32 @main(i32 %0, i8** nocapture %1) {
%3 = alloca %struct.timeval
%4 = alloca %struct.timeval
%5 = bitcast %struct.timeval* %3 to i8*
%6 = bitcast %struct.timeval* %4 to i8*
%7 = icmp sgt i32 %0, 1
br i1 %7, label %8, label %14
8: ; preds = %2
%9 = getelementptr inbounds i8*, i8** %1, i64 1
%10 = load i8*, i8** %9
%11 = tail call i64 @atoll(i8* %10)
%12 = icmp slt i64 %11, 100
%13 = select i1 %12, i64 1000000, i64 %11
br label %14
14: ; preds = %2, %8
%15 = phi i64 [ 1000000, %2 ], [ %13, %8 ]
%16 = sitofp i64 %15 to double
%17 = tail call i32 @printf(i8* getelementptr inbounds ([19 x i8], [19 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), double %16)
%18 = call i32 @gettimeofday(%struct.timeval* %3, i32* null)
%19 = fdiv double 1.000000e+00, %16
%20 = and i64 %15, 1
%21 = icmp eq i64 %15, 1
br i1 %21, label %47, label %22
22: ; preds = %14
%23 = and i64 %15, -2
br label %24
24: ; preds = %24, %22
%25 = phi i64 [ 0, %22 ], [ %41, %24 ]
%26 = phi double [ 0.000000e+00, %22 ], [ %40, %24 ]
%27 = phi i64 [ 0, %22 ], [ %42, %24 ]
%28 = sitofp i64 %25 to double
%29 = fadd double %28, 5.000000e-01
%30 = fmul double %19, %29
%31 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %30, double %30, double 1.000000e+00)
%32 = fdiv double 4.000000e+00, %31
%33 = fadd double %26, %32
%34 = or i64 %25, 1
%35 = sitofp i64 %34 to double
%36 = fadd double %35, 5.000000e-01
%37 = fmul double %19, %36
%38 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %37, double %37, double 1.000000e+00)
%39 = fdiv double 4.000000e+00, %38
%40 = fadd double %33, %39
%41 = add nuw nsw i64 %25, 2
%42 = add i64 %27, 2
%43 = icmp eq i64 %42, %23
br i1 %43, label %44, label %24
44: ; preds = %24
%45 = sitofp i64 %41 to double
%46 = fadd double %45, 5.000000e-01
br label %47
47: ; preds = %44, %14
%48 = phi double [ undef, %14 ], [ %40, %44 ]
%49 = phi double [ 5.000000e-01, %14 ], [ %46, %44 ]
%50 = phi double [ 0.000000e+00, %14 ], [ %40, %44 ]
%51 = icmp eq i64 %20, 0
br i1 %51, label %57, label %52
52: ; preds = %47
%53 = fmul double %19, %49
%54 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %53, double %53, double 1.000000e+00)
%55 = fdiv double 4.000000e+00, %54
%56 = fadd double %50, %55
br label %57
57: ; preds = %47, %52
%58 = phi double [ %48, %47 ], [ %56, %52 ]
%59 = call i32 @gettimeofday(%struct.timeval* %4, i32* null)
%60 = fmul double %19, %58
%61 = tail call i32 @printf(i8* getelementptr inbounds ([9 x i8], [9 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), double %60)
%62 = getelementptr inbounds %struct.timeval, %struct.timeval* %4, i64 0, i32 1
%63 = load i64, i64* %62
%64 = getelementptr inbounds %struct.timeval, %struct.timeval* %3, i64 0, i32 1
%65 = load i64, i64* %64
%66 = sub nsw i64 %63, %65
%67 = sitofp i64 %66 to double
%68 = getelementptr inbounds %struct.timeval, %struct.timeval* %4, i64 0, i32 0
%69 = load i64, i64* %68
%70 = getelementptr inbounds %struct.timeval, %struct.timeval* %3, i64 0, i32 0
%71 = load i64, i64* %70
%72 = sub nsw i64 %69, %71
%73 = sitofp i64 %72 to double
%74 = fdiv double %73, 1.000000e+06
%75 = fadd double %74, %67
%76 = tail call i32 @printf(i8* getelementptr inbounds ([16 x i8], [16 x i8]* @.str.2, i64 0, i64 0), double %75)
ret i32 0
}