#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 int /*<<< orphan*/ uint8_t;
typedef int uint64_t;
typedef int uint32_t;

/* Variables and functions */
int exp_mod(int, int, int);
int rand_num(int);
int miller_rabin_test(uint32_t n, uint8_t times) {
  uint32_t x, pre, u = n - 1, i, k = 0;
  while (!(u & 1)) {
    k++;
    u /= 2;
  }
  while (times--) {
    x = rand_num(n - 2) + 2;
    pre = x = exp_mod(x, u, n);
    for (i = 0; i < k; i++) {
      x = (uint64_t)x * x % n;
      if ((1 == x) && (pre != 1) && (pre != (n - 1))) {
        return 0;
      } else if (1 == x) {
        break;
      }
      pre = x;
    }
    if (x != 1) {
      return 0;
    }
  }
  return 1;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<miller_rabin_test>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x20,%rsp
mov    %edi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
movl   $0x0,-0x20(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
and    $0x1,%eax
cmp    $0x0,%eax
setne  %al
xor    $0xff,%al
test   $0x1,%al
jne    1159 <miller_rabin_test+0x39>
jmp    1175 <miller_rabin_test+0x55>
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    113e <miller_rabin_test+0x1e>
jmp    117a <miller_rabin_test+0x5a>
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,%ecx
add    $0xffffffff,%ecx
mov    %ecx,-0xc(%rbp)
cmp    $0x0,%eax
je     1250 <miller_rabin_test+0x130>
mov    -0x8(%rbp),%edi
sub    $0x2,%edi
call   1040 <rand_num@plt>
add    $0x2,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%edi
mov    -0x18(%rbp),%esi
mov    -0x8(%rbp),%edx
call   1030 <exp_mod@plt>
mov    %eax,-0x10(%rbp)
mov    %eax,-0x14(%rbp)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x20(%rbp),%eax
jge    1235 <miller_rabin_test+0x115>
mov    -0x10(%rbp),%eax
imul   -0x10(%rbp),%eax
cltd
idivl  -0x8(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
mov    $0x1,%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jne    1209 <miller_rabin_test+0xe9>
cmpl   $0x1,-0x14(%rbp)
je     1209 <miller_rabin_test+0xe9>
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    -0x8(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
je     1209 <miller_rabin_test+0xe9>
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
jmp    1257 <miller_rabin_test+0x137>
mov    $0x1,%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jne    121c <miller_rabin_test+0xfc>
jmp    1235 <miller_rabin_test+0x115>
jmp    1221 <miller_rabin_test+0x101>
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    11ba <miller_rabin_test+0x9a>
cmpl   $0x1,-0x10(%rbp)
je     124b <miller_rabin_test+0x12b>
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
jmp    1257 <miller_rabin_test+0x137>
jmp    117a <miller_rabin_test+0x5a>
movl   $0x1,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<miller_rabin_test>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    %esi,%r14d
mov    %edi,%r13d
lea    -0x1(%r13),%r12d
xor    %ebx,%ebx
mov    %r12d,%ebp
test   $0x1,%r12b
jne    1162 <miller_rabin_test+0x42>
xor    %ebx,%ebx
mov    %r12d,%eax
mov    %r12d,%ebp
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%ebx
shr    $0x1f,%ebp
add    %eax,%ebp
sar    %ebp
mov    %ebp,%eax
test   $0x1,%bpl
je     1150 <miller_rabin_test+0x30>
lea    -0x2(%r13),%r15d
jmp    117a <miller_rabin_test+0x5a>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    $0x1,%ecx
cmp    $0x1,%ecx
jne    11dc <miller_rabin_test+0xbc>
sub    $0x1,%r14d
jb     11d5 <miller_rabin_test+0xb5>
mov    %r15d,%edi
call   1040 <rand_num@plt>
lea    0x2(%rax),%edi
mov    %ebp,%esi
mov    %r13d,%edx
call   1030 <exp_mod@plt>
mov    %eax,%ecx
mov    %ebx,%esi
test   %ebx,%ebx
je     1175 <miller_rabin_test+0x55>
nopl   (%rax)
mov    %ecx,%eax
imul   %ecx,%eax
cltd
idiv   %r13d
xor    %eax,%eax
cmp    $0x1,%edx
jne    11ba <miller_rabin_test+0x9a>
cmp    $0x1,%ecx
je     11ba <miller_rabin_test+0x9a>
cmp    %r12d,%ecx
jne    11c6 <miller_rabin_test+0xa6>
cmp    $0x1,%edx
je     1170 <miller_rabin_test+0x50>
mov    %edx,%ecx
add    $0xffffffff,%esi
jne    11a0 <miller_rabin_test+0x80>
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret
mov    $0x1,%eax
jmp    11c6 <miller_rabin_test+0xa6>
xor    %eax,%eax
jmp    11c6 <miller_rabin_test+0xa6>

LLVM IR (-O0):
define i32 @miller_rabin_test(i32 %0, i32 %1) {
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
store i32 %0, i32* %4
store i32 %1, i32* %5
%11 = load i32, i32* %4
%12 = sub nsw i32 %11, 1
store i32 %12, i32* %8
store i32 0, i32* %10
br label %13
13: ; preds = %18, %2
%14 = load i32, i32* %8
%15 = and i32 %14, 1
%16 = icmp ne i32 %15, 0
%17 = xor i1 %16, true
br i1 %17, label %18, label %23
18: ; preds = %13
%19 = load i32, i32* %10
%20 = add nsw i32 %19, 1
store i32 %20, i32* %10
%21 = load i32, i32* %8
%22 = sdiv i32 %21, 2
store i32 %22, i32* %8
br label %13
23: ; preds = %13
br label %24
24: ; preds = %72, %23
%25 = load i32, i32* %5
%26 = add nsw i32 %25, -1
store i32 %26, i32* %5
%27 = icmp ne i32 %25, 0
br i1 %27, label %28, label %73
28: ; preds = %24
%29 = load i32, i32* %4
%30 = sub nsw i32 %29, 2
%31 = call i32 @rand_num(i32 %30)
%32 = add nsw i32 %31, 2
store i32 %32, i32* %6
%33 = load i32, i32* %6
%34 = load i32, i32* %8
%35 = load i32, i32* %4
%36 = call i32 @exp_mod(i32 %33, i32 %34, i32 %35)
store i32 %36, i32* %6
store i32 %36, i32* %7
store i32 0, i32* %9
br label %37
37: ; preds = %65, %28
%38 = load i32, i32* %9
%39 = load i32, i32* %10
%40 = icmp slt i32 %38, %39
br i1 %40, label %41, label %68
41: ; preds = %37
%42 = load i32, i32* %6
%43 = load i32, i32* %6
%44 = mul nsw i32 %42, %43
%45 = load i32, i32* %4
%46 = srem i32 %44, %45
store i32 %46, i32* %6
%47 = load i32, i32* %6
%48 = icmp eq i32 1, %47
br i1 %48, label %49, label %58
49: ; preds = %41
%50 = load i32, i32* %7
%51 = icmp ne i32 %50, 1
br i1 %51, label %52, label %58
52: ; preds = %49
%53 = load i32, i32* %7
%54 = load i32, i32* %4
%55 = sub nsw i32 %54, 1
%56 = icmp ne i32 %53, %55
br i1 %56, label %57, label %58
57: ; preds = %52
store i32 0, i32* %3
br label %74
58: ; preds = %52, %49, %41
%59 = load i32, i32* %6
%60 = icmp eq i32 1, %59
br i1 %60, label %61, label %62
61: ; preds = %58
br label %68
62: ; preds = %58
br label %63
63: ; preds = %62
%64 = load i32, i32* %6
store i32 %64, i32* %7
br label %65
65: ; preds = %63
%66 = load i32, i32* %9
%67 = add nsw i32 %66, 1
store i32 %67, i32* %9
br label %37
68: ; preds = %61, %37
%69 = load i32, i32* %6
%70 = icmp ne i32 %69, 1
br i1 %70, label %71, label %72
71: ; preds = %68
store i32 0, i32* %3
br label %74
72: ; preds = %68
br label %24
73: ; preds = %24
store i32 1, i32* %3
br label %74
74: ; preds = %73, %71, %57
%75 = load i32, i32* %3
ret i32 %75
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @miller_rabin_test(i32 %0, i32 %1) {
%3 = add nsw i32 %0, -1
%4 = and i32 %3, 1
%5 = icmp eq i32 %4, 0
br i1 %5, label %11, label %6
6: ; preds = %11, %2
%7 = phi i32 [ %3, %2 ], [ %15, %11 ]
%8 = phi i32 [ 0, %2 ], [ %14, %11 ]
%9 = add nsw i32 %0, -2
%10 = icmp eq i32 %8, 0
br label %18
11: ; preds = %2, %11
%12 = phi i32 [ %14, %11 ], [ 0, %2 ]
%13 = phi i32 [ %15, %11 ], [ %3, %2 ]
%14 = add nuw nsw i32 %12, 1
%15 = sdiv i32 %13, 2
%16 = and i32 %15, 1
%17 = icmp eq i32 %16, 0
br i1 %17, label %11, label %6
18: ; preds = %6, %41
%19 = phi i32 [ %20, %41 ], [ %1, %6 ]
%20 = add nsw i32 %19, -1
%21 = icmp eq i32 %19, 0
br i1 %21, label %44, label %22
22: ; preds = %18
%23 = tail call i32 @rand_num(i32 %9)
%24 = add nsw i32 %23, 2
%25 = tail call i32 @exp_mod(i32 %24, i32 %7, i32 %0)
br i1 %10, label %41, label %28
26: ; preds = %39
%27 = icmp eq i32 %40, %8
br i1 %27, label %44, label %28
28: ; preds = %22, %26
%29 = phi i32 [ %40, %26 ], [ 0, %22 ]
%30 = phi i32 [ %32, %26 ], [ %25, %22 ]
%31 = mul nsw i32 %30, %30
%32 = srem i32 %31, %0
%33 = icmp eq i32 %32, 1
%34 = icmp eq i32 %30, 1
%35 = xor i1 %33, true
%36 = select i1 %35, i1 true, i1 %34
%37 = icmp eq i32 %30, %3
%38 = select i1 %36, i1 true, i1 %37
br i1 %38, label %39, label %44
39: ; preds = %28
%40 = add nuw i32 %29, 1
br i1 %33, label %41, label %26
41: ; preds = %39, %22
%42 = phi i32 [ %25, %22 ], [ 1, %39 ]
%43 = icmp eq i32 %42, 1
br i1 %43, label %18, label %44
44: ; preds = %18, %41, %26, %28
%45 = phi i32 [ 0, %28 ], [ 0, %26 ], [ 1, %18 ], [ 0, %41 ]
ret i32 %45
}