#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*/ printf(char *, int);
scalar_t__ sqrt(int);
int main() {
  unsigned long p[10000];
  int i = 1, j = 0, k = 5, sqrtK;
  p[0] = 3;
  while (i < 10000) {
    sqrtK = (int)(sqrt(k));
    for (j = 0; j < i; j++) {
      if (k % p[j] == 0)
        break;
      if (sqrtK < p[j]) {
        j = i;
        break;
      }
    }
    if (j == i) {
      p[j] = k;
      i++;
    }
    k += 2;
  }
  printf("Problem 7: %lu\n", k - 2);
  return 0;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<main>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x138a0,%rsp
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
movl   $0x1,-0x13894(%rbp)
movl   $0x0,-0x13898(%rbp)
movl   $0x5,-0x1389c(%rbp)
movq   $0x3,-0x13890(%rbp)
cmpl   $0x2710,-0x13894(%rbp)
jge    1250 <main+0x130>
mov    -0x1389c(%rbp),%edi
call   1040 <sqrt@plt>
mov    %eax,-0x138a0(%rbp)
movl   $0x0,-0x13898(%rbp)
mov    -0x13898(%rbp),%eax
cmp    -0x13894(%rbp),%eax
jge    1205 <main+0xe5>
movslq -0x1389c(%rbp),%rax
movslq -0x13898(%rbp),%rcx
xor    %edx,%edx
divq   -0x13890(%rbp,%rcx,8)
ff
cmp    $0x0,%rdx
jne    11bf <main+0x9f>
jmp    1205 <main+0xe5>
movslq -0x138a0(%rbp),%rax
movslq -0x13898(%rbp),%rcx
cmp    -0x13890(%rbp,%rcx,8),%rax
ff
jae    11ec <main+0xcc>
mov    -0x13894(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x13898(%rbp)
jmp    1205 <main+0xe5>
jmp    11f1 <main+0xd1>
mov    -0x13898(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x13898(%rbp)
jmp    1186 <main+0x66>
mov    -0x13898(%rbp),%eax
cmp    -0x13894(%rbp),%eax
jne    123c <main+0x11c>
movslq -0x1389c(%rbp),%rcx
movslq -0x13898(%rbp),%rax
mov    %rcx,-0x13890(%rbp,%rax,8)
ff
mov    -0x13894(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x13894(%rbp)
mov    -0x1389c(%rbp),%eax
add    $0x2,%eax
mov    %eax,-0x1389c(%rbp)
jmp    115b <main+0x3b>
mov    -0x1389c(%rbp),%esi
sub    $0x2,%esi
lea    0xda0(%rip),%rdi
call   1030 <printf@plt>
xor    %eax,%eax
add    $0x138a0,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<main>:
push   %rbp
push   %r14
push   %rbx
sub    $0x13880,%rsp
movq   $0x3,(%rsp)
mov    $0x1,%r14d
mov    $0x5,%eax
jmp    1158 <main+0x38>
movslq %r14d,%rax
mov    %rbx,(%rsp,%rax,8)
add    $0x1,%r14d
lea    0x2(%rbx),%rax
cmp    $0x2710,%r14d
jge    11cb <main+0xab>
mov    %rax,%rbx
mov    %ebx,%edi
call   1040 <sqrt@plt>
mov    $0x0,%ecx
test   %r14d,%r14d
jle    11c0 <main+0xa0>
movslq %eax,%rsi
mov    %r14d,%edi
add    $0xffffffffffffffff,%rdi
xor    %ecx,%ecx
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    (%rsp,%rcx,8),%rbp
mov    %rbx,%rax
or     %rbp,%rax
shr    $0x20,%rax
je     11a0 <main+0x80>
mov    %rbx,%rax
xor    %edx,%edx
div    %rbp
test   %rdx,%rdx
jne    11ab <main+0x8b>
jmp    11c0 <main+0xa0>
nop
mov    %ebx,%eax
xor    %edx,%edx
div    %ebp
test   %rdx,%rdx
je     11c0 <main+0xa0>
cmp    %rbp,%rsi
jb     1140 <main+0x20>
lea    0x1(%rcx),%rax
cmp    %rcx,%rdi
mov    %rax,%rcx
jne    1180 <main+0x60>
jmp    1140 <main+0x20>
xchg   %ax,%ax
cmp    %r14d,%ecx
je     1140 <main+0x20>
jmp    114b <main+0x2b>
lea    0xe2e(%rip),%rdi
mov    %ebx,%esi
call   1030 <printf@plt>
xor    %eax,%eax
add    $0x13880,%rsp
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
@.str = [16 x i8] c"Problem 7: %lu\0A\00"
define i32 @main() {
%1 = alloca i32
%2 = alloca [10000 x i64]
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
store i32 0, i32* %1
store i32 1, i32* %3
store i32 0, i32* %4
store i32 5, i32* %5
%7 = getelementptr inbounds [10000 x i64], [10000 x i64]* %2, i64 0, i64 0
store i64 3, i64* %7
br label %8
8: ; preds = %55, %0
%9 = load i32, i32* %3
%10 = icmp slt i32 %9, 10000
br i1 %10, label %11, label %58
11: ; preds = %8
%12 = load i32, i32* %5
%13 = call i64 @sqrt(i32 %12)
%14 = trunc i64 %13 to i32
store i32 %14, i32* %6
store i32 0, i32* %4
br label %15
15: ; preds = %40, %11
%16 = load i32, i32* %4
%17 = load i32, i32* %3
%18 = icmp slt i32 %16, %17
br i1 %18, label %19, label %43
19: ; preds = %15
%20 = load i32, i32* %5
%21 = sext i32 %20 to i64
%22 = load i32, i32* %4
%23 = sext i32 %22 to i64
%24 = getelementptr inbounds [10000 x i64], [10000 x i64]* %2, i64 0, i64 %23
%25 = load i64, i64* %24
%26 = urem i64 %21, %25
%27 = icmp eq i64 %26, 0
br i1 %27, label %28, label %29
28: ; preds = %19
br label %43
29: ; preds = %19
%30 = load i32, i32* %6
%31 = sext i32 %30 to i64
%32 = load i32, i32* %4
%33 = sext i32 %32 to i64
%34 = getelementptr inbounds [10000 x i64], [10000 x i64]* %2, i64 0, i64 %33
%35 = load i64, i64* %34
%36 = icmp ult i64 %31, %35
br i1 %36, label %37, label %39
37: ; preds = %29
%38 = load i32, i32* %3
store i32 %38, i32* %4
br label %43
39: ; preds = %29
br label %40
40: ; preds = %39
%41 = load i32, i32* %4
%42 = add nsw i32 %41, 1
store i32 %42, i32* %4
br label %15
43: ; preds = %37, %28, %15
%44 = load i32, i32* %4
%45 = load i32, i32* %3
%46 = icmp eq i32 %44, %45
br i1 %46, label %47, label %55
47: ; preds = %43
%48 = load i32, i32* %5
%49 = sext i32 %48 to i64
%50 = load i32, i32* %4
%51 = sext i32 %50 to i64
%52 = getelementptr inbounds [10000 x i64], [10000 x i64]* %2, i64 0, i64 %51
store i64 %49, i64* %52
%53 = load i32, i32* %3
%54 = add nsw i32 %53, 1
store i32 %54, i32* %3
br label %55
55: ; preds = %47, %43
%56 = load i32, i32* %5
%57 = add nsw i32 %56, 2
store i32 %57, i32* %5
br label %8
58: ; preds = %8
%59 = load i32, i32* %5
%60 = sub nsw i32 %59, 2
%61 = call i32 @printf(i8* getelementptr inbounds ([16 x i8], [16 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32 %60)
ret i32 0
}

LLVM IR (-O2):
@.str = [16 x i8] c"Problem 7: %lu\0A\00"
define i32 @main() {
%1 = alloca [10000 x i64]
%2 = bitcast [10000 x i64]* %1 to i8*
%3 = getelementptr inbounds [10000 x i64], [10000 x i64]* %1, i64 0, i64 0
store i64 3, i64* %3
br label %4
4: ; preds = %0, %34
%5 = phi i64 [ 5, %0 ], [ %36, %34 ]
%6 = phi i32 [ 1, %0 ], [ %35, %34 ]
%7 = trunc i64 %5 to i32
%8 = tail call i64 @sqrt(i32 %7)
%9 = icmp sgt i32 %6, 0
br i1 %9, label %10, label %27
10: ; preds = %4
%11 = shl i64 %8, 32
%12 = ashr exact i64 %11, 32
%13 = zext i32 %6 to i64
br label %14
14: ; preds = %20, %10
%15 = phi i64 [ 0, %10 ], [ %22, %20 ]
%16 = getelementptr inbounds [10000 x i64], [10000 x i64]* %1, i64 0, i64 %15
%17 = load i64, i64* %16
%18 = urem i64 %5, %17
%19 = icmp eq i64 %18, 0
br i1 %19, label %25, label %20
20: ; preds = %14
%21 = icmp ult i64 %12, %17
%22 = add nuw nsw i64 %15, 1
%23 = icmp eq i64 %22, %13
%24 = select i1 %21, i1 true, i1 %23
br i1 %24, label %30, label %14
25: ; preds = %14
%26 = trunc i64 %15 to i32
br label %27
27: ; preds = %25, %4
%28 = phi i32 [ 0, %4 ], [ %26, %25 ]
%29 = icmp eq i32 %28, %6
br i1 %29, label %30, label %34
30: ; preds = %20, %27
%31 = sext i32 %6 to i64
%32 = getelementptr inbounds [10000 x i64], [10000 x i64]* %1, i64 0, i64 %31
store i64 %5, i64* %32
%33 = add nsw i32 %6, 1
br label %34
34: ; preds = %30, %27
%35 = phi i32 [ %33, %30 ], [ %6, %27 ]
%36 = add nuw i64 %5, 2
%37 = icmp slt i32 %35, 10000
br i1 %37, label %4, label %38
38: ; preds = %34
%39 = trunc i64 %5 to i32
%40 = tail call i32 @printf(i8* getelementptr inbounds ([16 x i8], [16 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32 %39)
ret i32 0
}