int fdigit(int n) {
  int i, v;
  int p = 9;
  int d = 1;
  n--;
  while (n >= p * d) {
    n -= p * d;
    p *= 10;
    d++;
  }
  v = 1;
  for (i = 0; i < d - 1; i++)
    v *= 10;
  v += n / d;
  for (i = 0; i < d - n % d - 1; i++)
    v /= 10;
  return v % 10;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<fdigit>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
movl   $0x9,-0x10(%rbp)
movl   $0x1,-0x14(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    -0x10(%rbp),%ecx
imul   -0x14(%rbp),%ecx
cmp    %ecx,%eax
jl     1154 <fdigit+0x54>
mov    -0x10(%rbp),%ecx
imul   -0x14(%rbp),%ecx
mov    -0x4(%rbp),%eax
sub    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
imul   $0xa,-0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    111e <fdigit+0x1e>
movl   $0x1,-0xc(%rbp)
movl   $0x0,-0x8(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    1188 <fdigit+0x88>
imul   $0xa,-0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
jmp    1162 <fdigit+0x62>
mov    -0x4(%rbp),%eax
cltd
idivl  -0x14(%rbp)
add    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
movl   $0x0,-0x8(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%ecx
mov    -0x4(%rbp),%eax
cltd
idivl  -0x14(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
sub    %edx,%ecx
sub    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    11d8 <fdigit+0xd8>
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    $0xa,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0xc(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
jmp    119c <fdigit+0x9c>
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    $0xa,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %edx,%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<fdigit>:
lea    -0x1(%rdi),%eax
mov    $0x1,%r9d
cmp    $0xa,%edi
jge    1118 <fdigit+0x18>
mov    $0x1,%edi
jmp    127c <fdigit+0x17c>
mov    $0x9,%esi
xor    %edx,%edx
mov    $0x9,%ecx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
sub    %esi,%eax
add    %ecx,%ecx
lea    (%rcx,%rcx,4),%ecx
lea    0x2(%rdx),%esi
imul   %ecx,%esi
add    $0x1,%edx
cmp    %esi,%eax
jge    1130 <fdigit+0x30>
lea    0x1(%rdx),%r9d
cmp    $0x8,%edx
jae    1159 <fdigit+0x59>
xor    %esi,%esi
mov    $0x1,%edi
jmp    1309 <fdigit+0x209>
mov    %edx,%esi
and    $0x7ffffff8,%esi
lea    -0x8(%rsi),%edi
mov    %edi,%r8d
shr    $0x3,%r8d
add    $0x1,%r8d
cmp    $0x38,%edi
jae    1182 <fdigit+0x82>
movdqa 0xe84(%rip),%xmm0
movdqa %xmm0,%xmm1
jmp    11eb <fdigit+0xeb>
mov    %edx,%edi
and    $0xfffffff8,%edi
add    $0xfffffff8,%edi
shr    $0x3,%edi
add    $0x1,%edi
and    $0xfffffff8,%edi
movdqa 0xe65(%rip),%xmm0
movdqa 0xe6d(%rip),%xmm2
movdqa %xmm0,%xmm1
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
pshufd $0xf5,%xmm0,%xmm3
pmuludq %xmm2,%xmm0
pshufd $0xe8,%xmm0,%xmm0
pmuludq %xmm2,%xmm3
pshufd $0xe8,%xmm3,%xmm3
punpckldq %xmm3,%xmm0
pshufd $0xf5,%xmm1,%xmm3
pmuludq %xmm2,%xmm1
pshufd $0xe8,%xmm1,%xmm1
pmuludq %xmm2,%xmm3
pshufd $0xe8,%xmm3,%xmm3
punpckldq %xmm3,%xmm1
add    $0xfffffff8,%edi
jne    11b0 <fdigit+0xb0>
test   $0x7,%r8b
je     124b <fdigit+0x14b>
mov    %edx,%ecx
and    $0x38,%cl
add    $0xf8,%cl
shr    $0x3,%cl
add    $0x1,%cl
movzbl %cl,%edi
and    $0x7,%edi
movdqa 0xe13(%rip),%xmm2
nopl   (%rax)
pshufd $0xf5,%xmm0,%xmm3
pmuludq %xmm2,%xmm0
pshufd $0xe8,%xmm0,%xmm0
pmuludq %xmm2,%xmm3
pshufd $0xe8,%xmm3,%xmm3
punpckldq %xmm3,%xmm0
pshufd $0xf5,%xmm1,%xmm3
pmuludq %xmm2,%xmm1
pshufd $0xe8,%xmm1,%xmm1
pmuludq %xmm2,%xmm3
pshufd $0xe8,%xmm3,%xmm3
punpckldq %xmm3,%xmm1
add    $0xffffffff,%edi
jne    1210 <fdigit+0x110>
pshufd $0xf5,%xmm0,%xmm2
pshufd $0xf5,%xmm1,%xmm3
pmuludq %xmm2,%xmm3
pmuludq %xmm0,%xmm1
pshufd $0xee,%xmm1,%xmm0
pmuludq %xmm1,%xmm0
pshufd $0xaa,%xmm3,%xmm1
pmuludq %xmm3,%xmm1
pmuludq %xmm0,%xmm1
movd   %xmm1,%edi
jmp    1311 <fdigit+0x211>
cltd
idiv   %r9d
add    %edi,%eax
mov    %edx,%esi
not    %esi
add    %r9d,%esi
test   %esi,%esi
jle    12eb <fdigit+0x1eb>
sub    %edx,%r9d
add    $0xfffffffe,%r9d
mov    %esi,%edx
and    $0x3,%edx
cmp    $0x3,%r9d
jb     12cb <fdigit+0x1cb>
and    $0xfffffffc,%esi
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
cltq
imul   $0x68db8bad,%rax,%rax
mov    %rax,%rcx
shr    $0x3f,%rcx
sar    $0x2c,%rax
add    %ecx,%eax
add    $0xfffffffc,%esi
jne    12b0 <fdigit+0x1b0>
test   %edx,%edx
je     12eb <fdigit+0x1eb>
nop
cltq
imul   $0x66666667,%rax,%rax
mov    %rax,%rcx
shr    $0x3f,%rcx
sar    $0x22,%rax
add    %ecx,%eax
add    $0xffffffff,%edx
jne    12d0 <fdigit+0x1d0>
cltq
imul   $0x66666667,%rax,%rcx
mov    %rcx,%rdx
shr    $0x3f,%rdx
sar    $0x22,%rcx
add    %edx,%ecx
add    %ecx,%ecx
lea    (%rcx,%rcx,4),%ecx
sub    %ecx,%eax
ret
add    %edi,%edi
lea    (%rdi,%rdi,4),%edi
add    $0x1,%esi
cmp    %esi,%edx
jne    1309 <fdigit+0x209>
jmp    127c <fdigit+0x17c>

LLVM IR (-O0):
define i32 @fdigit(i32 %0) {
%2 = alloca i32
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
store i32 %0, i32* %2
store i32 9, i32* %5
store i32 1, i32* %6
%7 = load i32, i32* %2
%8 = add nsw i32 %7, -1
store i32 %8, i32* %2
br label %9
9: ; preds = %15, %1
%10 = load i32, i32* %2
%11 = load i32, i32* %5
%12 = load i32, i32* %6
%13 = mul nsw i32 %11, %12
%14 = icmp sge i32 %10, %13
br i1 %14, label %15, label %25
15: ; preds = %9
%16 = load i32, i32* %5
%17 = load i32, i32* %6
%18 = mul nsw i32 %16, %17
%19 = load i32, i32* %2
%20 = sub nsw i32 %19, %18
store i32 %20, i32* %2
%21 = load i32, i32* %5
%22 = mul nsw i32 %21, 10
store i32 %22, i32* %5
%23 = load i32, i32* %6
%24 = add nsw i32 %23, 1
store i32 %24, i32* %6
br label %9
25: ; preds = %9
store i32 1, i32* %4
store i32 0, i32* %3
br label %26
26: ; preds = %34, %25
%27 = load i32, i32* %3
%28 = load i32, i32* %6
%29 = sub nsw i32 %28, 1
%30 = icmp slt i32 %27, %29
br i1 %30, label %31, label %37
31: ; preds = %26
%32 = load i32, i32* %4
%33 = mul nsw i32 %32, 10
store i32 %33, i32* %4
br label %34
34: ; preds = %31
%35 = load i32, i32* %3
%36 = add nsw i32 %35, 1
store i32 %36, i32* %3
br label %26
37: ; preds = %26
%38 = load i32, i32* %2
%39 = load i32, i32* %6
%40 = sdiv i32 %38, %39
%41 = load i32, i32* %4
%42 = add nsw i32 %41, %40
store i32 %42, i32* %4
store i32 0, i32* %3
br label %43
43: ; preds = %55, %37
%44 = load i32, i32* %3
%45 = load i32, i32* %6
%46 = load i32, i32* %2
%47 = load i32, i32* %6
%48 = srem i32 %46, %47
%49 = sub nsw i32 %45, %48
%50 = sub nsw i32 %49, 1
%51 = icmp slt i32 %44, %50
br i1 %51, label %52, label %58
52: ; preds = %43
%53 = load i32, i32* %4
%54 = sdiv i32 %53, 10
store i32 %54, i32* %4
br label %55
55: ; preds = %52
%56 = load i32, i32* %3
%57 = add nsw i32 %56, 1
store i32 %57, i32* %3
br label %43
58: ; preds = %43
%59 = load i32, i32* %4
%60 = srem i32 %59, 10
ret i32 %60
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @fdigit(i32 %0) {
%2 = add nsw i32 %0, -1
%3 = icmp slt i32 %0, 10
br i1 %3, label %62, label %46
4: ; preds = %46
%5 = icmp ult i32 %48, 8
br i1 %5, label %43, label %6
6: ; preds = %4
%7 = and i32 %48, 2147483640
%8 = add nsw i32 %7, -8
%9 = lshr exact i32 %8, 3
%10 = add nuw nsw i32 %9, 1
%11 = and i32 %10, 7
%12 = icmp ult i32 %8, 56
br i1 %12, label %23, label %13
13: ; preds = %6
%14 = and i32 %10, 1073741816
br label %15
15: ; preds = %15, %13
%16 = phi <4 x i32> [ <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>, %13 ], [ %19, %15 ]
%17 = phi <4 x i32> [ <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>, %13 ], [ %20, %15 ]
%18 = phi i32 [ 0, %13 ], [ %21, %15 ]
%19 = mul <4 x i32> %16, <i32 100000000, i32 100000000, i32 100000000, i32 100000000>
%20 = mul <4 x i32> %17, <i32 100000000, i32 100000000, i32 100000000, i32 100000000>
%21 = add nuw i32 %18, 8
%22 = icmp eq i32 %21, %14
br i1 %22, label %23, label %15
23: ; preds = %15, %6
%24 = phi <4 x i32> [ undef, %6 ], [ %19, %15 ]
%25 = phi <4 x i32> [ undef, %6 ], [ %20, %15 ]
%26 = phi <4 x i32> [ <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>, %6 ], [ %19, %15 ]
%27 = phi <4 x i32> [ <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>, %6 ], [ %20, %15 ]
%28 = icmp eq i32 %11, 0
br i1 %28, label %37, label %29
29: ; preds = %23, %29
%30 = phi <4 x i32> [ %33, %29 ], [ %26, %23 ]
%31 = phi <4 x i32> [ %34, %29 ], [ %27, %23 ]
%32 = phi i32 [ %35, %29 ], [ 0, %23 ]
%33 = mul <4 x i32> %30, <i32 10, i32 10, i32 10, i32 10>
%34 = mul <4 x i32> %31, <i32 10, i32 10, i32 10, i32 10>
%35 = add i32 %32, 1
%36 = icmp eq i32 %35, %11
br i1 %36, label %37, label %29
37: ; preds = %29, %23
%38 = phi <4 x i32> [ %24, %23 ], [ %33, %29 ]
%39 = phi <4 x i32> [ %25, %23 ], [ %34, %29 ]
%40 = mul <4 x i32> %39, %38
%41 = call i32 @llvm.vector.reduce.mul.v4i32(<4 x i32> %40)
%42 = icmp eq i32 %48, %7
br i1 %42, label %62, label %43
43: ; preds = %4, %37
%44 = phi i32 [ 1, %4 ], [ %41, %37 ]
%45 = phi i32 [ 0, %4 ], [ %7, %37 ]
br label %56
46: ; preds = %1, %46
%47 = phi i32 [ %54, %46 ], [ 9, %1 ]
%48 = phi i32 [ %53, %46 ], [ 1, %1 ]
%49 = phi i32 [ %52, %46 ], [ 9, %1 ]
%50 = phi i32 [ %51, %46 ], [ %2, %1 ]
%51 = sub nsw i32 %50, %47
%52 = mul nsw i32 %49, 10
%53 = add nuw nsw i32 %48, 1
%54 = mul nsw i32 %53, %52
%55 = icmp slt i32 %51, %54
br i1 %55, label %4, label %46
56: ; preds = %43, %56
%57 = phi i32 [ %59, %56 ], [ %44, %43 ]
%58 = phi i32 [ %60, %56 ], [ %45, %43 ]
%59 = mul nsw i32 %57, 10
%60 = add nuw nsw i32 %58, 1
%61 = icmp eq i32 %60, %48
br i1 %61, label %62, label %56
62: ; preds = %56, %37, %1
%63 = phi i32 [ 1, %1 ], [ %53, %37 ], [ %53, %56 ]
%64 = phi i32 [ %2, %1 ], [ %51, %37 ], [ %51, %56 ]
%65 = phi i32 [ 1, %1 ], [ %41, %37 ], [ %59, %56 ]
%66 = sdiv i32 %64, %63
%67 = add nsw i32 %66, %65
%68 = srem i32 %64, %63
%69 = xor i32 %68, -1
%70 = add i32 %63, %69
%71 = icmp sgt i32 %70, 0
br i1 %71, label %72, label %95
72: ; preds = %62
%73 = add i32 %63, -2
%74 = sub i32 %73, %68
%75 = and i32 %70, 3
%76 = icmp ult i32 %74, 3
br i1 %76, label %85, label %77
77: ; preds = %72
%78 = and i32 %70, -4
br label %79
79: ; preds = %79, %77
%80 = phi i32 [ %67, %77 ], [ %82, %79 ]
%81 = phi i32 [ 0, %77 ], [ %83, %79 ]
%82 = sdiv i32 %80, 10000
%83 = add i32 %81, 4
%84 = icmp eq i32 %83, %78
br i1 %84, label %85, label %79
85: ; preds = %79, %72
%86 = phi i32 [ undef, %72 ], [ %82, %79 ]
%87 = phi i32 [ %67, %72 ], [ %82, %79 ]
%88 = icmp eq i32 %75, 0
br i1 %88, label %95, label %89
89: ; preds = %85, %89
%90 = phi i32 [ %92, %89 ], [ %87, %85 ]
%91 = phi i32 [ %93, %89 ], [ 0, %85 ]
%92 = sdiv i32 %90, 10
%93 = add i32 %91, 1
%94 = icmp eq i32 %93, %75
br i1 %94, label %95, label %89
95: ; preds = %85, %89, %62
%96 = phi i32 [ %67, %62 ], [ %86, %85 ], [ %92, %89 ]
%97 = srem i32 %96, 10
ret i32 %97
}