Problem 191

Prize strings of length 30: no 3 consecutive A, at most one L.

View problem on Project Euler

Performance comparison

Flow source

# Project Euler 191
# Prize strings of length 30: no 3 consecutive A, at most one L.

extern {
    function calloc(n: i64, size: i64) -> ptr<void>
    function free(p: ptr<void>) -> void
}

function main() -> i32 {
    # dp[day+1][late][abs_streak]
    let dp: ptr<i64> = calloc(31 * 2 * 3, 8)
    if dp == null { return 1 }
    dp[0 * 2 * 3 + 0 * 3 + 0] = 1
    let mut day: i32 = 0
    while day < 30 {
        let mut late: i32 = 0
        while late < 2 {
            let mut astr: i32 = 0
            while astr < 3 {
                let v: i64 = dp[day * 2 * 3 + late * 3 + astr]
                if v != 0 {
                    # O
                    dp[(day + 1) * 2 * 3 + late * 3 + 0] = dp[(day + 1) * 2 * 3 + late * 3 + 0] + v
                    # L
                    if late == 0 {
                        dp[(day + 1) * 2 * 3 + 1 * 3 + 0] = dp[(day + 1) * 2 * 3 + 1 * 3 + 0] + v
                    }
                    # A
                    if astr < 2 {
                        dp[(day + 1) * 2 * 3 + late * 3 + (astr + 1)] = dp[(day + 1) * 2 * 3 + late * 3 + (astr + 1)] + v
                    }
                }
                astr = astr + 1
            }
            late = late + 1
        }
        day = day + 1
    }
    let mut total: i64 = 0
    let mut late2: i32 = 0
    while late2 < 2 {
        let mut astr2: i32 = 0
        while astr2 < 3 {
            total = total + dp[30 * 2 * 3 + late2 * 3 + astr2]
            astr2 = astr2 + 1
        }
        late2 = late2 + 1
    }
    printf("%lld\n", total)
    free(dp)
    return 0
}

Generated C

#include <stdint.h>
#include <stdbool.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

/* Flow runtime helpers */
typedef struct flow_temp_node { struct flow_temp_node* next; } flow_temp_node;
static flow_temp_node* flow_temp_head = NULL;
static int flow_temp_atexit_set = 0;
__attribute__((unused)) static void flow_temp_free_all(void) {
    while (flow_temp_head) {
        flow_temp_node* n = flow_temp_head;
        flow_temp_head = n->next;
        free(n);
    }
}
__attribute__((unused)) static void* flow_temp_alloc(size_t nbytes) {
    flow_temp_node* node = (flow_temp_node*)malloc(sizeof(flow_temp_node) + nbytes);
    if (!node) return NULL;
    node->next = flow_temp_head;
    flow_temp_head = node;
    if (!flow_temp_atexit_set) {
        flow_temp_atexit_set = 1;
        atexit(flow_temp_free_all);
    }
    return (void*)(node + 1);
}
#ifndef FLOW_DIAG
#define FLOW_DIAG(msg) fprintf(stderr, "%s", (msg))
#endif
#ifndef FLOW_LOG
#define FLOW_LOG(fmt, ...) printf(fmt, __VA_ARGS__)
#endif
#ifndef FLOW_LOG_EMPTY
#define FLOW_LOG_EMPTY(fmt) printf(fmt)
#endif
static char* flow_strcat(const char* a, const char* b) {
    size_t la = strlen(a ? a : ""), lb = strlen(b ? b : "");
    char* r = (char*)flow_temp_alloc(la + lb + 1);
    if (!r) return NULL;
    if (la) memcpy(r, a, la);
    if (lb) memcpy(r + la, b, lb);
    r[la + lb] = '\0';
    return r;
}

#define __flow_in_arr(arr, val) __extension__ ({ \
    int _found = 0; \
    size_t _n = sizeof(arr)/sizeof((arr)[0]); \
    for (size_t _i = 0; _i < _n; _i++) { \
        if ((arr)[_i] == (val)) { _found = 1; break; } \
    } _found; })

/* Unified fault handler (MISRA #279) — override with -DFLOW_FAULT_HANDLER=fn */
#ifndef FLOW_FAULT_HANDLER
__attribute__((unused)) static inline void flow_fault_handler(const char* msg) {
    fprintf(stderr, "flow: %s\n", msg ? msg : "fault");
    abort();
#if defined(__GNUC__) || defined(__clang__)
    __builtin_unreachable();
#endif
}
#else
#define flow_fault_handler FLOW_FAULT_HANDLER
#endif
#define flow_div_by_zero_handler() flow_fault_handler("division by zero")
#define flow_shift_ub_handler() flow_fault_handler("invalid shift (amount out of range or left-shift of negative)")

#ifndef FLOW_CHECKED_DIV
#define FLOW_CHECKED_DIV(L, R) (((R) != 0) ? ((L) / (R)) : (flow_div_by_zero_handler(), (L) * 0))
#endif
#ifndef FLOW_CHECKED_MOD
#define FLOW_CHECKED_MOD(L, R) (((R) != 0) ? ((L) % (R)) : (flow_div_by_zero_handler(), (L) * 0))
#endif
#ifndef FLOW_CHECKED_SHL
#define FLOW_CHECKED_SHL(L, R) ((((R) >= 0) && ((unsigned long long)(R) < (sizeof(L) * 8ull)) && ((L) >= 0)) ? ((L) << (R)) : (flow_shift_ub_handler(), (L) * 0))
#endif
#ifndef FLOW_CHECKED_SHR
#define FLOW_CHECKED_SHR(L, R) ((((R) >= 0) && ((unsigned long long)(R) < (sizeof(L) * 8ull))) ? ((L) >> (R)) : (flow_shift_ub_handler(), (L) * 0))
#endif

#include <math.h>

void* _ui_state = NULL;

static inline float i32_to_f32(int32_t v) { return (float)v; }

/* Host stub for @gpu kernels (device codegen replaces this). */
static inline int32_t gpu_thread_id(void) { return 0; }

int32_t main(void);



int32_t main(void) {
    int64_t* dp = (int64_t*)(calloc(((31 * 2) * 3), 8));
    if (dp == NULL) {
        return 1;
    }
    dp[((((0 * 2) * 3) + (0 * 3)) + 0)] = 1;
    int32_t day = 0;
    while (day < 30) {
        int32_t late = 0;
        while (late < 2) {
            int32_t astr = 0;
            while (astr < 3) {
                int64_t v = dp[((((day * 2) * 3) + (late * 3)) + astr)];
                if (v != 0) {
                    dp[(((((day + 1) * 2) * 3) + (late * 3)) + 0)] = (dp[(((((day + 1) * 2) * 3) + (late * 3)) + 0)] + v);
                    if (late == 0) {
                        dp[(((((day + 1) * 2) * 3) + (1 * 3)) + 0)] = (dp[(((((day + 1) * 2) * 3) + (1 * 3)) + 0)] + v);
                    }
                    if (astr < 2) {
                        dp[(((((day + 1) * 2) * 3) + (late * 3)) + (astr + 1))] = (dp[(((((day + 1) * 2) * 3) + (late * 3)) + (astr + 1))] + v);
                    }
                }
                astr = (astr + 1);
            }
            late = (late + 1);
        }
        day = (day + 1);
    }
    int64_t total = 0;
    int32_t late2 = 0;
    while (late2 < 2) {
        int32_t astr2 = 0;
        while (astr2 < 3) {
            total = (total + dp[((((30 * 2) * 3) + (late2 * 3)) + astr2)]);
            astr2 = (astr2 + 1);
        }
        late2 = (late2 + 1);
    }
    printf("%lld\n", total);
    free(dp);
    return 0;
}

Generated MLIR

module {
  llvm.func @printf(!llvm.ptr, ...) -> i32
  llvm.mlir.global internal constant @str_0("%lld\n\00") {addr_space = 0 : i32} : !llvm.array<6 x i8>
  func.func private @calloc(i64, i64) -> !llvm.ptr
  func.func private @free(!llvm.ptr) -> ()
  func.func @main() -> i32 {
    %1 = arith.constant 31 : i32
    %2 = arith.constant 2 : i32
    %3 = arith.muli %1, %2 : i32
    %4 = arith.constant 3 : i32
    %5 = arith.muli %3, %4 : i32
    %6 = arith.constant 8 : i32
    %7 = arith.extsi %5 : i32 to i64
    %8 = arith.extsi %6 : i32 to i64
    %0 = func.call @calloc(%7, %8) : (i64, i64) -> !llvm.ptr
    %9 = llvm.mlir.zero : !llvm.ptr
    %10 = llvm.icmp "eq" %0, %9 : !llvm.ptr
    cf.cond_br %10, ^bb0, ^bb1
    ^bb0:
      %11 = arith.constant 1 : i32
      func.return %11 : i32
    ^bb1:
      cf.br ^bb2
    ^bb2:
    %12 = arith.constant 1 : i32
    %13 = arith.constant 0 : i32
    %14 = arith.constant 2 : i32
    %15 = arith.muli %13, %14 : i32
    %16 = arith.constant 3 : i32
    %17 = arith.muli %15, %16 : i32
    %18 = arith.constant 0 : i32
    %19 = arith.constant 3 : i32
    %20 = arith.muli %18, %19 : i32
    %21 = arith.addi %17, %20 : i32
    %22 = arith.constant 0 : i32
    %23 = arith.addi %21, %22 : i32
    %24 = arith.extsi %12 : i32 to i64
    %25 = arith.extsi %23 : i32 to i64
    %26 = llvm.getelementptr %0[%25] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
    llvm.store %24, %26 : i64, !llvm.ptr
    %27 = arith.constant 0 : i32
    %28 = llvm.mlir.constant(1 : i64) : i64
    %29 = llvm.alloca %28 x i32 : (i64) -> !llvm.ptr
    llvm.store %27, %29 : i32, !llvm.ptr
    cf.br ^bb3
    ^bb3:
    %30 = llvm.load %29 : !llvm.ptr -> i32
    %31 = arith.constant 30 : i32
    %32 = arith.cmpi slt, %30, %31 : i32
    cf.cond_br %32, ^bb4, ^bb5
    ^bb4:
      %33 = arith.constant 0 : i32
      %34 = llvm.mlir.constant(1 : i64) : i64
      %35 = llvm.alloca %34 x i32 : (i64) -> !llvm.ptr
      llvm.store %33, %35 : i32, !llvm.ptr
      cf.br ^bb6
      ^bb6:
      %36 = llvm.load %35 : !llvm.ptr -> i32
      %37 = arith.constant 2 : i32
      %38 = arith.cmpi slt, %36, %37 : i32
      cf.cond_br %38, ^bb7, ^bb8
      ^bb7:
        %39 = arith.constant 0 : i32
        %40 = llvm.mlir.constant(1 : i64) : i64
        %41 = llvm.alloca %40 x i32 : (i64) -> !llvm.ptr
        llvm.store %39, %41 : i32, !llvm.ptr
        cf.br ^bb9
        ^bb9:
        %42 = llvm.load %41 : !llvm.ptr -> i32
        %43 = arith.constant 3 : i32
        %44 = arith.cmpi slt, %42, %43 : i32
        cf.cond_br %44, ^bb10, ^bb11
        ^bb10:
          %46 = llvm.load %29 : !llvm.ptr -> i32
          %47 = arith.constant 2 : i32
          %48 = arith.muli %46, %47 : i32
          %49 = arith.constant 3 : i32
          %50 = arith.muli %48, %49 : i32
          %51 = llvm.load %35 : !llvm.ptr -> i32
          %52 = arith.constant 3 : i32
          %53 = arith.muli %51, %52 : i32
          %54 = arith.addi %50, %53 : i32
          %55 = llvm.load %41 : !llvm.ptr -> i32
          %56 = arith.addi %54, %55 : i32
          %57 = arith.extsi %56 : i32 to i64
          %58 = llvm.getelementptr %0[%57] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
          %45 = llvm.load %58 : !llvm.ptr -> i64
          %59 = arith.constant 0 : i32
          %61 = arith.extsi %59 : i32 to i64
          %60 = arith.cmpi ne, %45, %61 : i64
          cf.cond_br %60, ^bb12, ^bb13
          ^bb12:
            %63 = llvm.load %29 : !llvm.ptr -> i32
            %64 = arith.constant 1 : i32
            %65 = arith.addi %63, %64 : i32
            %66 = arith.constant 2 : i32
            %67 = arith.muli %65, %66 : i32
            %68 = arith.constant 3 : i32
            %69 = arith.muli %67, %68 : i32
            %70 = llvm.load %35 : !llvm.ptr -> i32
            %71 = arith.constant 3 : i32
            %72 = arith.muli %70, %71 : i32
            %73 = arith.addi %69, %72 : i32
            %74 = arith.constant 0 : i32
            %75 = arith.addi %73, %74 : i32
            %76 = arith.extsi %75 : i32 to i64
            %77 = llvm.getelementptr %0[%76] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
            %62 = llvm.load %77 : !llvm.ptr -> i64
            %78 = arith.addi %62, %45 : i64
            %79 = llvm.load %29 : !llvm.ptr -> i32
            %80 = arith.constant 1 : i32
            %81 = arith.addi %79, %80 : i32
            %82 = arith.constant 2 : i32
            %83 = arith.muli %81, %82 : i32
            %84 = arith.constant 3 : i32
            %85 = arith.muli %83, %84 : i32
            %86 = llvm.load %35 : !llvm.ptr -> i32
            %87 = arith.constant 3 : i32
            %88 = arith.muli %86, %87 : i32
            %89 = arith.addi %85, %88 : i32
            %90 = arith.constant 0 : i32
            %91 = arith.addi %89, %90 : i32
            %92 = arith.extsi %91 : i32 to i64
            %93 = llvm.getelementptr %0[%92] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
            llvm.store %78, %93 : i64, !llvm.ptr
            %94 = llvm.load %35 : !llvm.ptr -> i32
            %95 = arith.constant 0 : i32
            %96 = arith.cmpi eq, %94, %95 : i32
            cf.cond_br %96, ^bb15, ^bb16
            ^bb15:
              %98 = llvm.load %29 : !llvm.ptr -> i32
              %99 = arith.constant 1 : i32
              %100 = arith.addi %98, %99 : i32
              %101 = arith.constant 2 : i32
              %102 = arith.muli %100, %101 : i32
              %103 = arith.constant 3 : i32
              %104 = arith.muli %102, %103 : i32
              %105 = arith.constant 1 : i32
              %106 = arith.constant 3 : i32
              %107 = arith.muli %105, %106 : i32
              %108 = arith.addi %104, %107 : i32
              %109 = arith.constant 0 : i32
              %110 = arith.addi %108, %109 : i32
              %111 = arith.extsi %110 : i32 to i64
              %112 = llvm.getelementptr %0[%111] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
              %97 = llvm.load %112 : !llvm.ptr -> i64
              %113 = arith.addi %97, %45 : i64
              %114 = llvm.load %29 : !llvm.ptr -> i32
              %115 = arith.constant 1 : i32
              %116 = arith.addi %114, %115 : i32
              %117 = arith.constant 2 : i32
              %118 = arith.muli %116, %117 : i32
              %119 = arith.constant 3 : i32
              %120 = arith.muli %118, %119 : i32
              %121 = arith.constant 1 : i32
              %122 = arith.constant 3 : i32
              %123 = arith.muli %121, %122 : i32
              %124 = arith.addi %120, %123 : i32
              %125 = arith.constant 0 : i32
              %126 = arith.addi %124, %125 : i32
              %127 = arith.extsi %126 : i32 to i64
              %128 = llvm.getelementptr %0[%127] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
              llvm.store %113, %128 : i64, !llvm.ptr
              cf.br ^bb17
            ^bb16:
              cf.br ^bb17
            ^bb17:
            %129 = llvm.load %41 : !llvm.ptr -> i32
            %130 = arith.constant 2 : i32
            %131 = arith.cmpi slt, %129, %130 : i32
            cf.cond_br %131, ^bb18, ^bb19
            ^bb18:
              %133 = llvm.load %29 : !llvm.ptr -> i32
              %134 = arith.constant 1 : i32
              %135 = arith.addi %133, %134 : i32
              %136 = arith.constant 2 : i32
              %137 = arith.muli %135, %136 : i32
              %138 = arith.constant 3 : i32
              %139 = arith.muli %137, %138 : i32
              %140 = llvm.load %35 : !llvm.ptr -> i32
              %141 = arith.constant 3 : i32
              %142 = arith.muli %140, %141 : i32
              %143 = arith.addi %139, %142 : i32
              %144 = llvm.load %41 : !llvm.ptr -> i32
              %145 = arith.constant 1 : i32
              %146 = arith.addi %144, %145 : i32
              %147 = arith.addi %143, %146 : i32
              %148 = arith.extsi %147 : i32 to i64
              %149 = llvm.getelementptr %0[%148] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
              %132 = llvm.load %149 : !llvm.ptr -> i64
              %150 = arith.addi %132, %45 : i64
              %151 = llvm.load %29 : !llvm.ptr -> i32
              %152 = arith.constant 1 : i32
              %153 = arith.addi %151, %152 : i32
              %154 = arith.constant 2 : i32
              %155 = arith.muli %153, %154 : i32
              %156 = arith.constant 3 : i32
              %157 = arith.muli %155, %156 : i32
              %158 = llvm.load %35 : !llvm.ptr -> i32
              %159 = arith.constant 3 : i32
              %160 = arith.muli %158, %159 : i32
              %161 = arith.addi %157, %160 : i32
              %162 = llvm.load %41 : !llvm.ptr -> i32
              %163 = arith.constant 1 : i32
              %164 = arith.addi %162, %163 : i32
              %165 = arith.addi %161, %164 : i32
              %166 = arith.extsi %165 : i32 to i64
              %167 = llvm.getelementptr %0[%166] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
              llvm.store %150, %167 : i64, !llvm.ptr
              cf.br ^bb20
            ^bb19:
              cf.br ^bb20
            ^bb20:
            cf.br ^bb14
          ^bb13:
            cf.br ^bb14
          ^bb14:
          %168 = llvm.load %41 : !llvm.ptr -> i32
          %169 = arith.constant 1 : i32
          %170 = arith.addi %168, %169 : i32
          llvm.store %170, %41 : i32, !llvm.ptr
          cf.br ^bb9
        ^bb11:
        %171 = llvm.load %35 : !llvm.ptr -> i32
        %172 = arith.constant 1 : i32
        %173 = arith.addi %171, %172 : i32
        llvm.store %173, %35 : i32, !llvm.ptr
        cf.br ^bb6
      ^bb8:
      %174 = llvm.load %29 : !llvm.ptr -> i32
      %175 = arith.constant 1 : i32
      %176 = arith.addi %174, %175 : i32
      llvm.store %176, %29 : i32, !llvm.ptr
      cf.br ^bb3
    ^bb5:
    %177 = arith.constant 0 : i32
    %178 = arith.extsi %177 : i32 to i64
    %179 = llvm.mlir.constant(1 : i64) : i64
    %180 = llvm.alloca %179 x i64 : (i64) -> !llvm.ptr
    llvm.store %178, %180 : i64, !llvm.ptr
    %181 = arith.constant 0 : i32
    %182 = llvm.mlir.constant(1 : i64) : i64
    %183 = llvm.alloca %182 x i32 : (i64) -> !llvm.ptr
    llvm.store %181, %183 : i32, !llvm.ptr
    cf.br ^bb21
    ^bb21:
    %184 = llvm.load %183 : !llvm.ptr -> i32
    %185 = arith.constant 2 : i32
    %186 = arith.cmpi slt, %184, %185 : i32
    cf.cond_br %186, ^bb22, ^bb23
    ^bb22:
      %187 = arith.constant 0 : i32
      %188 = llvm.mlir.constant(1 : i64) : i64
      %189 = llvm.alloca %188 x i32 : (i64) -> !llvm.ptr
      llvm.store %187, %189 : i32, !llvm.ptr
      cf.br ^bb24
      ^bb24:
      %190 = llvm.load %189 : !llvm.ptr -> i32
      %191 = arith.constant 3 : i32
      %192 = arith.cmpi slt, %190, %191 : i32
      cf.cond_br %192, ^bb25, ^bb26
      ^bb25:
        %193 = llvm.load %180 : !llvm.ptr -> i64
        %195 = arith.constant 30 : i32
        %196 = arith.constant 2 : i32
        %197 = arith.muli %195, %196 : i32
        %198 = arith.constant 3 : i32
        %199 = arith.muli %197, %198 : i32
        %200 = llvm.load %183 : !llvm.ptr -> i32
        %201 = arith.constant 3 : i32
        %202 = arith.muli %200, %201 : i32
        %203 = arith.addi %199, %202 : i32
        %204 = llvm.load %189 : !llvm.ptr -> i32
        %205 = arith.addi %203, %204 : i32
        %206 = arith.extsi %205 : i32 to i64
        %207 = llvm.getelementptr %0[%206] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
        %194 = llvm.load %207 : !llvm.ptr -> i64
        %208 = arith.addi %193, %194 : i64
        llvm.store %208, %180 : i64, !llvm.ptr
        %209 = llvm.load %189 : !llvm.ptr -> i32
        %210 = arith.constant 1 : i32
        %211 = arith.addi %209, %210 : i32
        llvm.store %211, %189 : i32, !llvm.ptr
        cf.br ^bb24
      ^bb26:
      %212 = llvm.load %183 : !llvm.ptr -> i32
      %213 = arith.constant 1 : i32
      %214 = arith.addi %212, %213 : i32
      llvm.store %214, %183 : i32, !llvm.ptr
      cf.br ^bb21
    ^bb23:
    %215 = llvm.mlir.addressof @str_0 : !llvm.ptr
    %216 = llvm.load %180 : !llvm.ptr -> i64
    %217 = llvm.call @printf(%215, %216) vararg(!llvm.func<i32 (ptr, ...)>) : (!llvm.ptr, i64) -> i32
    func.call @free(%0) : (!llvm.ptr) -> ()
    %219 = arith.constant 0 : i32
    func.return %219 : i32
  }
}