#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 */
scalar_t__ lt1000(char *, int, int, char, char, char);
char *intToRoman(int num) {
  int k = 0;
  static char out[16];
  while (num >= 1000) {
    out[k++] = 'M';
    num -= 1000;
  }
  if (num >= 100)
    k += lt1000(out + k, num % 1000, 100, 'C', 'D', 'M');
  if (num >= 10)
    k += lt1000(out + k, num % 100, 10, 'X', 'L', 'C');
  if (num >= 1)
    k += lt1000(out + k, num % 10, 1, 'I', 'V', 'X');
  out[k] = 0;
  return out;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<intToRoman>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x10,%rsp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
movl   $0x0,-0x8(%rbp)
cmpl   $0x3e8,-0x4(%rbp)
jl     1158 <intToRoman+0x48>
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    %eax,%ecx
add    $0x1,%ecx
mov    %ecx,-0x8(%rbp)
movslq %eax,%rcx
lea    0x2efc(%rip),%rax
movb   $0x4d,(%rax,%rcx,1)
mov    -0x4(%rbp),%eax
sub    $0x3e8,%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    1122 <intToRoman+0x12>
cmpl   $0x64,-0x4(%rbp)
jl     11a5 <intToRoman+0x95>
movslq -0x8(%rbp),%rax
lea    0x2ed3(%rip),%rdi
add    %rax,%rdi
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    $0x3e8,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %edx,%esi
mov    $0x64,%edx
mov    $0x43,%ecx
mov    $0x44,%r8d
mov    $0x4d,%r9d
call   1030 <lt1000@plt>
mov    %rax,%rcx
movslq -0x8(%rbp),%rax
add    %rcx,%rax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
cmpl   $0xa,-0x4(%rbp)
jl     11f2 <intToRoman+0xe2>
movslq -0x8(%rbp),%rax
lea    0x2e86(%rip),%rdi
add    %rax,%rdi
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    $0x64,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %edx,%esi
mov    $0xa,%edx
mov    $0x58,%ecx
mov    $0x4c,%r8d
mov    $0x43,%r9d
call   1030 <lt1000@plt>
mov    %rax,%rcx
movslq -0x8(%rbp),%rax
add    %rcx,%rax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
cmpl   $0x1,-0x4(%rbp)
jl     123f <intToRoman+0x12f>
movslq -0x8(%rbp),%rax
lea    0x2e39(%rip),%rdi
add    %rax,%rdi
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    $0xa,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %edx,%esi
mov    $0x1,%edx
mov    $0x49,%ecx
mov    $0x56,%r8d
mov    $0x58,%r9d
call   1030 <lt1000@plt>
mov    %rax,%rcx
movslq -0x8(%rbp),%rax
add    %rcx,%rax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
movslq -0x8(%rbp),%rcx
lea    0x2df6(%rip),%rax
movb   $0x0,(%rax,%rcx,1)
lea    0x2deb(%rip),%rax
add    $0x10,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<intToRoman>:
push   %r14
push   %rbx
push   %rax
mov    %edi,%r14d
xor    %ebx,%ebx
cmp    $0x3e8,%edi
jl     1245 <intToRoman+0x125>
cmp    $0x7cf,%r14d
mov    $0x7cf,%ebx
mov    $0x7cf,%eax
cmovl  %r14d,%eax
cmovb  %r14d,%ebx
neg    %eax
add    %r14d,%eax
add    $0x3e7,%eax
imul   $0x10624dd3,%rax,%rdx
shr    $0x26,%rdx
add    $0x1,%edx
lea    0x2ed3(%rip),%rdi
mov    $0x4d,%esi
call   1030 <memset@plt>
neg    %ebx
lea    (%r14,%rbx,1),%eax
add    $0x3e7,%eax
cmp    $0xbb8,%eax
jae    1190 <intToRoman+0x70>
xor    %ebx,%ebx
jmp    1226 <intToRoman+0x106>
imul   $0x10624dd3,%rax,%rax
shr    $0x26,%rax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,%ecx
and    $0xfffffffc,%ecx
lea    -0x4(%rcx),%edi
mov    %edi,%esi
shr    $0x2,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,%edx
and    $0x7,%edx
cmp    $0x1c,%edi
jae    11c2 <intToRoman+0xa2>
pxor   %xmm0,%xmm0
pxor   %xmm1,%xmm1
jmp    11ed <intToRoman+0xcd>
and    $0xfffffff8,%esi
pxor   %xmm0,%xmm0
movdqa 0xe2f(%rip),%xmm2
pxor   %xmm1,%xmm1
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
paddq  %xmm2,%xmm0
paddq  %xmm2,%xmm1
add    $0xfffffff8,%esi
jne    11e0 <intToRoman+0xc0>
imul   $0xfffffc18,%ecx,%esi
test   %edx,%edx
je     120d <intToRoman+0xed>
pcmpeqd %xmm2,%xmm2
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
psubq  %xmm2,%xmm0
psubq  %xmm2,%xmm1
add    $0xffffffff,%edx
jne    1200 <intToRoman+0xe0>
paddq  %xmm1,%xmm0
add    %esi,%r14d
pshufd $0xee,%xmm0,%xmm1
paddq  %xmm0,%xmm1
movq   %xmm1,%rbx
cmp    %ecx,%eax
je     1245 <intToRoman+0x125>
mov    %r14d,%eax
nopl   0x0(%rax)
add    $0x1,%rbx
lea    -0x3e8(%rax),%r14d
cmp    $0x7cf,%eax
mov    %r14d,%eax
ja     1230 <intToRoman+0x110>
cmp    $0x64,%r14d
jl     1296 <intToRoman+0x176>
mov    %ebx,%eax
lea    0x2dec(%rip),%rdi
add    %rax,%rdi
movzwl %r14w,%eax
shr    $0x3,%eax
imul   $0x20c5,%eax,%eax
shr    $0x14,%eax
imul   $0x3e8,%eax,%eax
mov    %r14d,%ecx
sub    %eax,%ecx
movzwl %cx,%esi
mov    $0x64,%edx
mov    $0x43,%ecx
mov    $0x44,%r8d
mov    $0x4d,%r9d
call   1040 <lt1000@plt>
add    %ebx,%eax
mov    %eax,%ebx
jmp    12a0 <intToRoman+0x180>
cmp    $0xa,%r14d
jl     133e <intToRoman+0x21e>
movslq %ebx,%rbx
lea    0x2d96(%rip),%rdi
add    %rbx,%rdi
movzwl %r14w,%eax
mov    %eax,%ecx
shr    $0x2,%ecx
imul   $0x147b,%ecx,%ecx
shr    $0x11,%ecx
imul   $0x64,%ecx,%ecx
sub    %ecx,%eax
movzwl %ax,%esi
mov    $0xa,%edx
mov    $0x58,%ecx
mov    $0x4c,%r8d
mov    $0x43,%r9d
call   1040 <lt1000@plt>
add    %eax,%ebx
movslq %ebx,%rbx
lea    0x2d52(%rip),%rdi
add    %rbx,%rdi
movzwl %r14w,%eax
imul   $0xcccd,%eax,%eax
shr    $0x12,%eax
and    $0xfffffffe,%eax
lea    (%rax,%rax,4),%eax
sub    %eax,%r14d
movzwl %r14w,%esi
mov    $0x1,%edx
mov    $0x49,%ecx
mov    $0x56,%r8d
mov    $0x58,%r9d
call   1040 <lt1000@plt>
add    %eax,%ebx
movslq %ebx,%rcx
lea    0x2d0e(%rip),%rax
movb   $0x0,(%rcx,%rax,1)
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r14
ret
test   %r14d,%r14d
jg     12e4 <intToRoman+0x1c4>
jmp    1328 <intToRoman+0x208>

LLVM IR (-O0):
@intToRoman.out = internal global [16 x i8] zeroinitializer
define i8* @intToRoman(i32 %0) {
%2 = alloca i32
%3 = alloca i32
store i32 %0, i32* %2
store i32 0, i32* %3
br label %4
4: ; preds = %7, %1
%5 = load i32, i32* %2
%6 = icmp sge i32 %5, 1000
br i1 %6, label %7, label %14
7: ; preds = %4
%8 = load i32, i32* %3
%9 = add nsw i32 %8, 1
store i32 %9, i32* %3
%10 = sext i32 %8 to i64
%11 = getelementptr inbounds [16 x i8], [16 x i8]* @intToRoman.out, i64 0, i64 %10
store i8 77, i8* %11
%12 = load i32, i32* %2
%13 = sub nsw i32 %12, 1000
store i32 %13, i32* %2
br label %4
14: ; preds = %4
%15 = load i32, i32* %2
%16 = icmp sge i32 %15, 100
br i1 %16, label %17, label %28
17: ; preds = %14
%18 = load i32, i32* %3
%19 = sext i32 %18 to i64
%20 = getelementptr inbounds i8, i8* getelementptr inbounds ([16 x i8], [16 x i8]* @intToRoman.out, i64 0, i64 0), i64 %19
%21 = load i32, i32* %2
%22 = srem i32 %21, 1000
%23 = call i64 @lt1000(i8* %20, i32 %22, i32 100, i8 signext 67, i8 signext 68, i8 signext 77)
%24 = load i32, i32* %3
%25 = sext i32 %24 to i64
%26 = add nsw i64 %25, %23
%27 = trunc i64 %26 to i32
store i32 %27, i32* %3
br label %28
28: ; preds = %17, %14
%29 = load i32, i32* %2
%30 = icmp sge i32 %29, 10
br i1 %30, label %31, label %42
31: ; preds = %28
%32 = load i32, i32* %3
%33 = sext i32 %32 to i64
%34 = getelementptr inbounds i8, i8* getelementptr inbounds ([16 x i8], [16 x i8]* @intToRoman.out, i64 0, i64 0), i64 %33
%35 = load i32, i32* %2
%36 = srem i32 %35, 100
%37 = call i64 @lt1000(i8* %34, i32 %36, i32 10, i8 signext 88, i8 signext 76, i8 signext 67)
%38 = load i32, i32* %3
%39 = sext i32 %38 to i64
%40 = add nsw i64 %39, %37
%41 = trunc i64 %40 to i32
store i32 %41, i32* %3
br label %42
42: ; preds = %31, %28
%43 = load i32, i32* %2
%44 = icmp sge i32 %43, 1
br i1 %44, label %45, label %56
45: ; preds = %42
%46 = load i32, i32* %3
%47 = sext i32 %46 to i64
%48 = getelementptr inbounds i8, i8* getelementptr inbounds ([16 x i8], [16 x i8]* @intToRoman.out, i64 0, i64 0), i64 %47
%49 = load i32, i32* %2
%50 = srem i32 %49, 10
%51 = call i64 @lt1000(i8* %48, i32 %50, i32 1, i8 signext 73, i8 signext 86, i8 signext 88)
%52 = load i32, i32* %3
%53 = sext i32 %52 to i64
%54 = add nsw i64 %53, %51
%55 = trunc i64 %54 to i32
store i32 %55, i32* %3
br label %56
56: ; preds = %45, %42
%57 = load i32, i32* %3
%58 = sext i32 %57 to i64
%59 = getelementptr inbounds [16 x i8], [16 x i8]* @intToRoman.out, i64 0, i64 %58
store i8 0, i8* %59
ret i8* getelementptr inbounds ([16 x i8], [16 x i8]* @intToRoman.out, i64 0, i64 0)
}

LLVM IR (-O2):
@intToRoman.out = internal global [16 x i8] zeroinitializer
define i8* @intToRoman(i32 %0) {
%2 = icmp sgt i32 %0, 999
br i1 %2, label %3, label %68
3: ; preds = %1
%4 = add nuw i32 %0, 999
%5 = call i32 @llvm.smin.i32(i32 %0, i32 1999)
%6 = sub nuw i32 %4, %5
%7 = udiv i32 %6, 1000
%8 = add nuw nsw i32 %7, 1
%9 = zext i32 %8 to i64
%10 = add i32 %0, 999
%11 = call i32 @llvm.umin.i32(i32 %0, i32 1999)
%12 = sub i32 %10, %11
%13 = udiv i32 %12, 1000
%14 = add nuw nsw i32 %13, 1
%15 = icmp ult i32 %12, 3000
br i1 %15, label %55, label %16
16: ; preds = %3
%17 = and i32 %14, 16777212
%18 = mul i32 %17, -1000
%19 = add i32 %18, %0
%20 = add nsw i32 %17, -4
%21 = lshr exact i32 %20, 2
%22 = add nuw nsw i32 %21, 1
%23 = and i32 %22, 7
%24 = icmp ult i32 %20, 28
br i1 %24, label %35, label %25
25: ; preds = %16
%26 = and i32 %22, 2147483640
br label %27
27: ; preds = %27, %25
%28 = phi <2 x i64> [ zeroinitializer, %25 ], [ %31, %27 ]
%29 = phi <2 x i64> [ zeroinitializer, %25 ], [ %32, %27 ]
%30 = phi i32 [ 0, %25 ], [ %33, %27 ]
%31 = add <2 x i64> %28, <i64 8, i64 8>
%32 = add <2 x i64> %29, <i64 8, i64 8>
%33 = add i32 %30, 8
%34 = icmp eq i32 %33, %26
br i1 %34, label %35, label %27
35: ; preds = %27, %16
%36 = phi <2 x i64> [ undef, %16 ], [ %31, %27 ]
%37 = phi <2 x i64> [ undef, %16 ], [ %32, %27 ]
%38 = phi <2 x i64> [ zeroinitializer, %16 ], [ %31, %27 ]
%39 = phi <2 x i64> [ zeroinitializer, %16 ], [ %32, %27 ]
%40 = icmp eq i32 %23, 0
br i1 %40, label %49, label %41
41: ; preds = %35, %41
%42 = phi <2 x i64> [ %45, %41 ], [ %38, %35 ]
%43 = phi <2 x i64> [ %46, %41 ], [ %39, %35 ]
%44 = phi i32 [ %47, %41 ], [ 0, %35 ]
%45 = add <2 x i64> %42, <i64 1, i64 1>
%46 = add <2 x i64> %43, <i64 1, i64 1>
%47 = add i32 %44, 1
%48 = icmp eq i32 %47, %23
br i1 %48, label %49, label %41
49: ; preds = %41, %35
%50 = phi <2 x i64> [ %36, %35 ], [ %45, %41 ]
%51 = phi <2 x i64> [ %37, %35 ], [ %46, %41 ]
%52 = add <2 x i64> %51, %50
%53 = call i64 @llvm.vector.reduce.add.v2i64(<2 x i64> %52)
%54 = icmp eq i32 %14, %17
br i1 %54, label %64, label %55
55: ; preds = %3, %49
%56 = phi i64 [ 0, %3 ], [ %53, %49 ]
%57 = phi i32 [ %0, %3 ], [ %19, %49 ]
br label %58
58: ; preds = %55, %58
%59 = phi i64 [ %61, %58 ], [ %56, %55 ]
%60 = phi i32 [ %62, %58 ], [ %57, %55 ]
%61 = add nuw nsw i64 %59, 1
%62 = add nsw i32 %60, -1000
%63 = icmp ugt i32 %60, 1999
br i1 %63, label %58, label %64
64: ; preds = %58, %49
%65 = phi i64 [ %53, %49 ], [ %61, %58 ]
%66 = phi i32 [ %19, %49 ], [ %62, %58 ]
%67 = trunc i64 %65 to i32
br label %68
68: ; preds = %64, %1
%69 = phi i32 [ %0, %1 ], [ %66, %64 ]
%70 = phi i32 [ 0, %1 ], [ %67, %64 ]
%71 = icmp sgt i32 %69, 99
br i1 %71, label %72, label %81
72: ; preds = %68
%73 = zext i32 %70 to i64
%74 = getelementptr inbounds [16 x i8], [16 x i8]* @intToRoman.out, i64 0, i64 %73
%75 = trunc i32 %69 to i16
%76 = urem i16 %75, 1000
%77 = zext i16 %76 to i32
%78 = tail call i64 @lt1000(i8* %74, i32 %77, i32 100, i8 signext 67, i8 signext 68, i8 signext 77)
%79 = trunc i64 %78 to i32
%80 = add i32 %70, %79
br label %85
81: ; preds = %68
%82 = icmp sgt i32 %69, 9
br i1 %82, label %83, label %95
83: ; preds = %81
%84 = trunc i32 %69 to i16
br label %85
85: ; preds = %83, %72
%86 = phi i16 [ %84, %83 ], [ %75, %72 ]
%87 = phi i32 [ %70, %83 ], [ %80, %72 ]
%88 = sext i32 %87 to i64
%89 = getelementptr inbounds [16 x i8], [16 x i8]* @intToRoman.out, i64 0, i64 %88
%90 = urem i16 %86, 100
%91 = zext i16 %90 to i32
%92 = tail call i64 @lt1000(i8* %89, i32 %91, i32 10, i8 signext 88, i8 signext 76, i8 signext 67)
%93 = trunc i64 %92 to i32
%94 = add i32 %87, %93
br label %99
95: ; preds = %81
%96 = icmp sgt i32 %69, 0
br i1 %96, label %97, label %109
97: ; preds = %95
%98 = trunc i32 %69 to i16
br label %99
99: ; preds = %97, %85
%100 = phi i16 [ %98, %97 ], [ %86, %85 ]
%101 = phi i32 [ %70, %97 ], [ %94, %85 ]
%102 = sext i32 %101 to i64
%103 = getelementptr inbounds [16 x i8], [16 x i8]* @intToRoman.out, i64 0, i64 %102
%104 = urem i16 %100, 10
%105 = zext i16 %104 to i32
%106 = tail call i64 @lt1000(i8* %103, i32 %105, i32 1, i8 signext 73, i8 signext 86, i8 signext 88)
%107 = trunc i64 %106 to i32
%108 = add i32 %101, %107
br label %109
109: ; preds = %99, %95
%110 = phi i32 [ %108, %99 ], [ %70, %95 ]
%111 = sext i32 %110 to i64
%112 = getelementptr inbounds [16 x i8], [16 x i8]* @intToRoman.out, i64 0, i64 %111
store i8 0, i8* %112
ret i8* getelementptr inbounds ([16 x i8], [16 x i8]* @intToRoman.out, i64 0, i64 0)
}