#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 *, long, ...);
int /*<<< orphan*/ repeat_seq(int, long *);
void digit_stats(int a, long int n) {
  long int cycle_span = 0;
  long int seq_pattern[10] = {0};
  repeat_seq(a, seq_pattern);
  for (int i = 0; i < 10; i++)
    cycle_span += seq_pattern[i];
  long int cycle_multiplier = n / cycle_span;
  long int cycle_m_remainder = n % cycle_span;
  for (int i = 0; i < 10; i++)
    seq_pattern[i] *= cycle_multiplier;
  if (cycle_m_remainder != 0) {
    long int m = a;
    for (int i = 0; i < cycle_m_remainder; i++) {
      seq_pattern[m] += 1;
      m *= a;
      m %= 10;
    }
  }
  for (int i = 0; i < 9; i++) {
    printf("%d: %ld, ", i, seq_pattern[i]);
  }
  printf("9: %ld\n", seq_pattern[9]);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<digit_stats>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0xa0,%rsp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
movq   $0x0,-0x18(%rbp)
lea    -0x70(%rbp),%rdi
xor    %esi,%esi
mov    $0x50,%edx
call   1050 <memset@plt>
mov    -0x4(%rbp),%edi
lea    -0x70(%rbp),%rsi
call   1030 <repeat_seq@plt>
movl   $0x0,-0x74(%rbp)
cmpl   $0xa,-0x74(%rbp)
jge    1196 <digit_stats+0x66>
movslq -0x74(%rbp),%rax
mov    -0x70(%rbp,%rax,8),%rax
add    -0x18(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x18(%rbp)
mov    -0x74(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x74(%rbp)
jmp    116d <digit_stats+0x3d>
mov    -0x10(%rbp),%rax
cqto
idivq  -0x18(%rbp)
mov    %rax,-0x80(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
cqto
idivq  -0x18(%rbp)
mov    %rdx,-0x88(%rbp)
movl   $0x0,-0x8c(%rbp)
cmpl   $0xa,-0x8c(%rbp)
jge    11f6 <digit_stats+0xc6>
mov    -0x80(%rbp),%rcx
movslq -0x8c(%rbp),%rax
imul   -0x70(%rbp,%rax,8),%rcx
mov    %rcx,-0x70(%rbp,%rax,8)
mov    -0x8c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x8c(%rbp)
jmp    11bf <digit_stats+0x8f>
cmpq   $0x0,-0x88(%rbp)
je     1286 <digit_stats+0x156>
movslq -0x4(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x98(%rbp)
movl   $0x0,-0x9c(%rbp)
movslq -0x9c(%rbp),%rax
cmp    -0x88(%rbp),%rax
jge    1281 <digit_stats+0x151>
mov    -0x98(%rbp),%rax
mov    -0x70(%rbp,%rax,8),%rcx
add    $0x1,%rcx
mov    %rcx,-0x70(%rbp,%rax,8)
movslq -0x4(%rbp),%rax
imul   -0x98(%rbp),%rax
ff
mov    %rax,-0x98(%rbp)
mov    -0x98(%rbp),%rax
mov    $0xa,%ecx
cqto
idiv   %rcx
mov    %rdx,-0x98(%rbp)
mov    -0x9c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x9c(%rbp)
jmp    1219 <digit_stats+0xe9>
jmp    1286 <digit_stats+0x156>
movl   $0x0,-0xa0(%rbp)
cmpl   $0x9,-0xa0(%rbp)
jge    12d2 <digit_stats+0x1a2>
movslq -0xa0(%rbp),%rsi
movslq -0xa0(%rbp),%rax
mov    -0x70(%rbp,%rax,8),%rdx
lea    0xd49(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1040 <printf@plt>
mov    -0xa0(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xa0(%rbp)
jmp    1290 <digit_stats+0x160>
mov    -0x28(%rbp),%rsi
lea    0xd2d(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1040 <printf@plt>
add    $0xa0,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<digit_stats>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x68,%rsp
mov    %rsi,%r15
xorps  %xmm0,%xmm0
movaps %xmm0,0x50(%rsp)
movaps %xmm0,0x40(%rsp)
movaps %xmm0,0x30(%rsp)
movaps %xmm0,0x20(%rsp)
movaps %xmm0,0x10(%rsp)
lea    0x10(%rsp),%rsi
mov    %edi,0xc(%rsp)
call   1030 <repeat_seq@plt>
mov    0x10(%rsp),%r9
mov    0x18(%rsp),%rcx
lea    (%rcx,%r9,1),%rsi
mov    0x20(%rsp),%r14
add    %r14,%rsi
mov    0x28(%rsp),%rdi
add    %rdi,%rsi
mov    0x30(%rsp),%r13
add    %r13,%rsi
mov    0x38(%rsp),%rbp
add    %rbp,%rsi
mov    0x40(%rsp),%rbx
add    %rbx,%rsi
mov    0x48(%rsp),%r10
add    %r10,%rsi
mov    0x50(%rsp),%r11
add    %r11,%rsi
mov    0x58(%rsp),%r12
add    %r12,%rsi
mov    %r15,%rax
or     %rsi,%rax
shr    $0x20,%rax
je     11c2 <digit_stats+0xa2>
mov    %r15,%rax
cqto
idiv   %rsi
mov    %rdx,%r8
jmp    11cc <digit_stats+0xac>
mov    %r15d,%eax
xor    %edx,%edx
div    %esi
mov    %edx,%r8d
imul   %rax,%r9
mov    %r9,0x10(%rsp)
imul   %rax,%rcx
mov    %rcx,0x18(%rsp)
imul   %rax,%r14
mov    %r14,0x20(%rsp)
imul   %rax,%rdi
mov    %rdi,0x28(%rsp)
imul   %rax,%r13
mov    %r13,0x30(%rsp)
imul   %rax,%rbp
mov    %rbp,0x38(%rsp)
imul   %rax,%rbx
mov    %rbx,0x40(%rsp)
imul   %rax,%r10
mov    %r10,0x48(%rsp)
imul   %rax,%r11
mov    %r11,0x50(%rsp)
imul   %rax,%r12
mov    %r12,0x58(%rsp)
test   %r8,%r8
je     12c7 <digit_stats+0x1a7>
jle    12c7 <digit_stats+0x1a7>
movslq 0xc(%rsp),%rcx
cmp    $0x1,%r8
jne    1245 <digit_stats+0x125>
mov    %rcx,%rsi
jmp    12b6 <digit_stats+0x196>
mov    %r8,%rdi
and    $0xfffffffffffffffe,%rdi
movabs $0x6666666666666667,%rbp
66 66 66
mov    %rcx,%rsi
nopl   0x0(%rax)
addq   $0x1,0x10(%rsp,%rsi,8)
imul   %rcx,%rsi
mov    %rsi,%rax
imul   %rbp
mov    %rdx,%rax
shr    $0x3f,%rax
sar    $0x2,%rdx
add    %rax,%rdx
add    %rdx,%rdx
lea    (%rdx,%rdx,4),%rax
sub    %rax,%rsi
addq   $0x1,0x10(%rsp,%rsi,8)
imul   %rcx,%rsi
mov    %rsi,%rax
imul   %rbp
mov    %rdx,%rax
shr    $0x3f,%rax
sar    $0x2,%rdx
add    %rax,%rdx
add    %rdx,%rdx
lea    (%rdx,%rdx,4),%rax
sub    %rax,%rsi
add    $0xfffffffffffffffe,%rdi
jne    1260 <digit_stats+0x140>
test   $0x1,%r8b
je     12c2 <digit_stats+0x1a2>
addq   $0x1,0x10(%rsp,%rsi,8)
mov    0x10(%rsp),%r9
lea    0xd32(%rip),%rbp
mov    %rbp,%rdi
xor    %esi,%esi
mov    %r9,%rdx
xor    %eax,%eax
call   1040 <printf@plt>
mov    0x18(%rsp),%rdx
mov    $0x1,%esi
mov    %rbp,%rdi
xor    %eax,%eax
call   1040 <printf@plt>
mov    0x20(%rsp),%rdx
mov    $0x2,%esi
mov    %rbp,%rdi
xor    %eax,%eax
call   1040 <printf@plt>
mov    0x28(%rsp),%rdx
mov    $0x3,%esi
mov    %rbp,%rdi
xor    %eax,%eax
call   1040 <printf@plt>
mov    0x30(%rsp),%rdx
mov    $0x4,%esi
mov    %rbp,%rdi
xor    %eax,%eax
call   1040 <printf@plt>
mov    0x38(%rsp),%rdx
mov    $0x5,%esi
mov    %rbp,%rdi
xor    %eax,%eax
call   1040 <printf@plt>
mov    0x40(%rsp),%rdx
mov    $0x6,%esi
mov    %rbp,%rdi
xor    %eax,%eax
call   1040 <printf@plt>
mov    0x48(%rsp),%rdx
mov    $0x7,%esi
mov    %rbp,%rdi
xor    %eax,%eax
call   1040 <printf@plt>
mov    0x50(%rsp),%rdx
mov    $0x8,%esi
mov    %rbp,%rdi
xor    %eax,%eax
call   1040 <printf@plt>
mov    0x58(%rsp),%rsi
lea    0xc81(%rip),%rdi
xor    %eax,%eax
call   1040 <printf@plt>
add    $0x68,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
@.str = [10 x i8] c"%d: %ld, \00"
@.str.1 = [8 x i8] c"9: %ld\0A\00"
define void @digit_stats(i32 %0, i64 %1) {
%3 = alloca i32
%4 = alloca i64
%5 = alloca i64
%6 = alloca [10 x i64]
%7 = alloca i32
%8 = alloca i64
%9 = alloca i64
%10 = alloca i32
%11 = alloca i64
%12 = alloca i32
%13 = alloca i32
store i32 %0, i32* %3
store i64 %1, i64* %4
store i64 0, i64* %5
%14 = bitcast [10 x i64]* %6 to i8*
%15 = load i32, i32* %3
%16 = getelementptr inbounds [10 x i64], [10 x i64]* %6, i64 0, i64 0
%17 = call i32 @repeat_seq(i32 %15, i64* %16)
store i32 0, i32* %7
br label %18
18: ; preds = %28, %2
%19 = load i32, i32* %7
%20 = icmp slt i32 %19, 10
br i1 %20, label %21, label %31
21: ; preds = %18
%22 = load i32, i32* %7
%23 = sext i32 %22 to i64
%24 = getelementptr inbounds [10 x i64], [10 x i64]* %6, i64 0, i64 %23
%25 = load i64, i64* %24
%26 = load i64, i64* %5
%27 = add nsw i64 %26, %25
store i64 %27, i64* %5
br label %28
28: ; preds = %21
%29 = load i32, i32* %7
%30 = add nsw i32 %29, 1
store i32 %30, i32* %7
br label %18
31: ; preds = %18
%32 = load i64, i64* %4
%33 = load i64, i64* %5
%34 = sdiv i64 %32, %33
store i64 %34, i64* %8
%35 = load i64, i64* %4
%36 = load i64, i64* %5
%37 = srem i64 %35, %36
store i64 %37, i64* %9
store i32 0, i32* %10
br label %38
38: ; preds = %48, %31
%39 = load i32, i32* %10
%40 = icmp slt i32 %39, 10
br i1 %40, label %41, label %51
41: ; preds = %38
%42 = load i64, i64* %8
%43 = load i32, i32* %10
%44 = sext i32 %43 to i64
%45 = getelementptr inbounds [10 x i64], [10 x i64]* %6, i64 0, i64 %44
%46 = load i64, i64* %45
%47 = mul nsw i64 %46, %42
store i64 %47, i64* %45
br label %48
48: ; preds = %41
%49 = load i32, i32* %10
%50 = add nsw i32 %49, 1
store i32 %50, i32* %10
br label %38
51: ; preds = %38
%52 = load i64, i64* %9
%53 = icmp ne i64 %52, 0
br i1 %53, label %54, label %77
54: ; preds = %51
%55 = load i32, i32* %3
%56 = sext i32 %55 to i64
store i64 %56, i64* %11
store i32 0, i32* %12
br label %57
57: ; preds = %73, %54
%58 = load i32, i32* %12
%59 = sext i32 %58 to i64
%60 = load i64, i64* %9
%61 = icmp slt i64 %59, %60
br i1 %61, label %62, label %76
62: ; preds = %57
%63 = load i64, i64* %11
%64 = getelementptr inbounds [10 x i64], [10 x i64]* %6, i64 0, i64 %63
%65 = load i64, i64* %64
%66 = add nsw i64 %65, 1
store i64 %66, i64* %64
%67 = load i32, i32* %3
%68 = sext i32 %67 to i64
%69 = load i64, i64* %11
%70 = mul nsw i64 %69, %68
store i64 %70, i64* %11
%71 = load i64, i64* %11
%72 = srem i64 %71, 10
store i64 %72, i64* %11
br label %73
73: ; preds = %62
%74 = load i32, i32* %12
%75 = add nsw i32 %74, 1
store i32 %75, i32* %12
br label %57
76: ; preds = %57
br label %77
77: ; preds = %76, %51
store i32 0, i32* %13
br label %78
78: ; preds = %89, %77
%79 = load i32, i32* %13
%80 = icmp slt i32 %79, 9
br i1 %80, label %81, label %92
81: ; preds = %78
%82 = load i32, i32* %13
%83 = sext i32 %82 to i64
%84 = load i32, i32* %13
%85 = sext i32 %84 to i64
%86 = getelementptr inbounds [10 x i64], [10 x i64]* %6, i64 0, i64 %85
%87 = load i64, i64* %86
%88 = call i32 (i8*, i64, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([10 x i8], [10 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i64 %83, i64 %87)
br label %89
89: ; preds = %81
%90 = load i32, i32* %13
%91 = add nsw i32 %90, 1
store i32 %91, i32* %13
br label %78
92: ; preds = %78
%93 = getelementptr inbounds [10 x i64], [10 x i64]* %6, i64 0, i64 9
%94 = load i64, i64* %93
%95 = call i32 (i8*, i64, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([8 x i8], [8 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), i64 %94)
ret void
}

LLVM IR (-O2):
@.str = [10 x i8] c"%d: %ld, \00"
@.str.1 = [8 x i8] c"9: %ld\0A\00"
define void @digit_stats(i32 %0, i64 %1) {
%3 = alloca [10 x i64]
%4 = bitcast [10 x i64]* %3 to i8*
%5 = getelementptr inbounds [10 x i64], [10 x i64]* %3, i64 0, i64 0
%6 = call i32 @repeat_seq(i32 %0, i64* %5)
%7 = load i64, i64* %5
%8 = getelementptr inbounds [10 x i64], [10 x i64]* %3, i64 0, i64 1
%9 = load i64, i64* %8
%10 = add nsw i64 %9, %7
%11 = getelementptr inbounds [10 x i64], [10 x i64]* %3, i64 0, i64 2
%12 = load i64, i64* %11
%13 = add nsw i64 %12, %10
%14 = getelementptr inbounds [10 x i64], [10 x i64]* %3, i64 0, i64 3
%15 = load i64, i64* %14
%16 = add nsw i64 %15, %13
%17 = getelementptr inbounds [10 x i64], [10 x i64]* %3, i64 0, i64 4
%18 = load i64, i64* %17
%19 = add nsw i64 %18, %16
%20 = getelementptr inbounds [10 x i64], [10 x i64]* %3, i64 0, i64 5
%21 = load i64, i64* %20
%22 = add nsw i64 %21, %19
%23 = getelementptr inbounds [10 x i64], [10 x i64]* %3, i64 0, i64 6
%24 = load i64, i64* %23
%25 = add nsw i64 %24, %22
%26 = getelementptr inbounds [10 x i64], [10 x i64]* %3, i64 0, i64 7
%27 = load i64, i64* %26
%28 = add nsw i64 %27, %25
%29 = getelementptr inbounds [10 x i64], [10 x i64]* %3, i64 0, i64 8
%30 = load i64, i64* %29
%31 = add nsw i64 %30, %28
%32 = getelementptr inbounds [10 x i64], [10 x i64]* %3, i64 0, i64 9
%33 = load i64, i64* %32
%34 = add nsw i64 %33, %31
%35 = sdiv i64 %1, %34
%36 = mul nsw i64 %7, %35
store i64 %36, i64* %5
%37 = mul nsw i64 %9, %35
store i64 %37, i64* %8
%38 = mul nsw i64 %12, %35
store i64 %38, i64* %11
%39 = mul nsw i64 %15, %35
store i64 %39, i64* %14
%40 = mul nsw i64 %18, %35
store i64 %40, i64* %17
%41 = mul nsw i64 %21, %35
store i64 %41, i64* %20
%42 = mul nsw i64 %24, %35
store i64 %42, i64* %23
%43 = mul nsw i64 %27, %35
store i64 %43, i64* %26
%44 = mul nsw i64 %30, %35
store i64 %44, i64* %29
%45 = mul nsw i64 %33, %35
store i64 %45, i64* %32
%46 = srem i64 %1, %34
%47 = icmp eq i64 %46, 0
br i1 %47, label %80, label %48
48: ; preds = %2
%49 = sext i32 %0 to i64
%50 = icmp sgt i64 %46, 0
br i1 %50, label %51, label %80
51: ; preds = %48
%52 = and i64 %46, 1
%53 = icmp eq i64 %46, 1
br i1 %53, label %71, label %54
54: ; preds = %51
%55 = and i64 %46, -2
br label %56
56: ; preds = %56, %54
%57 = phi i64 [ %49, %54 ], [ %68, %56 ]
%58 = phi i64 [ 0, %54 ], [ %69, %56 ]
%59 = getelementptr inbounds [10 x i64], [10 x i64]* %3, i64 0, i64 %57
%60 = load i64, i64* %59
%61 = add nsw i64 %60, 1
store i64 %61, i64* %59
%62 = mul nsw i64 %57, %49
%63 = srem i64 %62, 10
%64 = getelementptr inbounds [10 x i64], [10 x i64]* %3, i64 0, i64 %63
%65 = load i64, i64* %64
%66 = add nsw i64 %65, 1
store i64 %66, i64* %64
%67 = mul nsw i64 %63, %49
%68 = srem i64 %67, 10
%69 = add i64 %58, 2
%70 = icmp eq i64 %69, %55
br i1 %70, label %71, label %56
71: ; preds = %56, %51
%72 = phi i64 [ %49, %51 ], [ %68, %56 ]
%73 = icmp eq i64 %52, 0
br i1 %73, label %78, label %74
74: ; preds = %71
%75 = getelementptr inbounds [10 x i64], [10 x i64]* %3, i64 0, i64 %72
%76 = load i64, i64* %75
%77 = add nsw i64 %76, 1
store i64 %77, i64* %75
br label %78
78: ; preds = %71, %74
%79 = load i64, i64* %5
br label %80
80: ; preds = %78, %48, %2
%81 = phi i64 [ %79, %78 ], [ %36, %48 ], [ %36, %2 ]
%82 = call i32 (i8*, i64, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([10 x i8], [10 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i64 0, i64 %81)
%83 = load i64, i64* %8
%84 = call i32 (i8*, i64, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([10 x i8], [10 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i64 1, i64 %83)
%85 = load i64, i64* %11
%86 = call i32 (i8*, i64, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([10 x i8], [10 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i64 2, i64 %85)
%87 = load i64, i64* %14
%88 = call i32 (i8*, i64, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([10 x i8], [10 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i64 3, i64 %87)
%89 = load i64, i64* %17
%90 = call i32 (i8*, i64, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([10 x i8], [10 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i64 4, i64 %89)
%91 = load i64, i64* %20
%92 = call i32 (i8*, i64, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([10 x i8], [10 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i64 5, i64 %91)
%93 = load i64, i64* %23
%94 = call i32 (i8*, i64, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([10 x i8], [10 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i64 6, i64 %93)
%95 = load i64, i64* %26
%96 = call i32 (i8*, i64, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([10 x i8], [10 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i64 7, i64 %95)
%97 = load i64, i64* %29
%98 = call i32 (i8*, i64, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([10 x i8], [10 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i64 8, i64 %97)
%99 = load i64, i64* %32
%100 = call i32 (i8*, i64, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([8 x i8], [8 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), i64 %99)
ret void
}