Problem 291

Count Panaitopol primes p = (x^4-y^4)/(x^3+y^3) below 5*10^15.

Answer4037526
Output4037526
StatusPASS
Native helperno
Runtime2340 ms
Peak memory440576 KB
Time complexityO(n^2) (estimated)
Space complexityO(n) (estimated)

Performance comparison

MetricOur solutionBest known
Time complexityO(n^2)O(n log log n)
Space complexityO(n)O(n)
ApproachFlow solutionSieve + parametric search
VerdictSuboptimal

Flow source

# Project Euler 291
# Count Panaitopol primes p = (x^4-y^4)/(x^3+y^3) below 5*10^15.

import euler.nt { isqrt }

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

function main() -> i32 {
    let limit: i64 = 5000000000000000
    # last n with 2n^2+2n+1 < limit
    let mut last: i64 = (isqrt(2 * limit - 1) - 1) / 2
    while 2 * last * last + 2 * last + 1 >= limit {
        last = last - 1
    }
    while 2 * (last + 1) * (last + 1) + 2 * (last + 1) + 1 < limit {
        last = last + 1
    }
    # last ~ 5e7 — allocate
    let residuals: ptr<i64> = calloc(last + 1, 8)
    let composite: ptr<i8> = calloc(last + 1, 1)
    if residuals == null || composite == null {
        printf("oom\n")
        return 1
    }
    let mut n: i64 = 1
    while n <= last {
        residuals[n] = 2 * n * n + 2 * n + 1
        n = n + 1
    }
    let mut count: i64 = 0
    let mut i: i64 = 1
    while i <= last {
        if composite[i] == 0 {
            count = count + 1
        }
        let p: i64 = residuals[i]
        if p > 1 && p <= i + last + 1 {
            let mut j: i64 = i + p
            while j <= last {
                composite[j] = 1
                let mut value: i64 = residuals[j]
                while value % p == 0 {
                    value = value / p
                }
                residuals[j] = value
                j = j + p
            }
            let mut start: i64 = (-i - 1) % p
            if start < 0 { start = start + p }
            if start == 0 { start = p }
            if start <= i {
                start = start + ((i - start) / p + 1) * p
            }
            j = start
            while j <= last {
                composite[j] = 1
                let mut value2: i64 = residuals[j]
                while value2 % p == 0 {
                    value2 = value2 / p
                }
                residuals[j] = value2
                j = j + p
            }
        }
        i = i + 1
    }
    printf("%lld\n", count)
    free(residuals)
    free(composite)
    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; }

int64_t gcd_i64_i64(int64_t a0, int64_t b0);
int64_t lcm_i64_i64(int64_t a, int64_t b);
int64_t isqrt_i64(int64_t n);
int64_t mulmod_i64_i64_i64(int64_t a0, int64_t b0, int64_t mod);
int64_t mod_pow_i64_i64_i64(int64_t base, int64_t exp, int64_t mod);
bool is_prime_i64(int64_t n);
int32_t main(void);

int64_t gcd_i64_i64(int64_t a0, int64_t b0) {
    int64_t a = a0;
    int64_t b = b0;
    while (b != 0) {
        int64_t t = FLOW_CHECKED_MOD((a), (b));
        a = b;
        b = t;
    }
    return a;
}

int64_t lcm_i64_i64(int64_t a, int64_t b) {
    if ((a == 0 || b == 0)) {
        return 0;
    }
    return (FLOW_CHECKED_DIV((a), (gcd_i64_i64(a, b))) * b);
}

int64_t isqrt_i64(int64_t n) {
    if (n < 2) {
        return n;
    }
    int64_t x = n;
    int64_t y = FLOW_CHECKED_DIV(((x + 1)), (2));
    while (y < x) {
        x = y;
        y = FLOW_CHECKED_DIV(((x + FLOW_CHECKED_DIV((n), (x)))), (2));
    }
    return x;
}

int64_t mulmod_i64_i64_i64(int64_t a0, int64_t b0, int64_t mod) {
    int64_t a = FLOW_CHECKED_MOD((a0), (mod));
    int64_t b = FLOW_CHECKED_MOD((b0), (mod));
    int64_t result = 0;
    while (b > 0) {
        if (FLOW_CHECKED_MOD((b), (2)) == 1) {
            result = FLOW_CHECKED_MOD(((result + a)), (mod));
        }
        a = FLOW_CHECKED_MOD(((a * 2)), (mod));
        b = FLOW_CHECKED_DIV((b), (2));
    }
    return result;
}

int64_t mod_pow_i64_i64_i64(int64_t base, int64_t exp, int64_t mod) {
    if (mod == 1) {
        return 0;
    }
    int64_t result = 1;
    int64_t b = FLOW_CHECKED_MOD((base), (mod));
    int64_t e = exp;
    while (e > 0) {
        if (FLOW_CHECKED_MOD((e), (2)) == 1) {
            result = mulmod_i64_i64_i64(result, b, mod);
        }
        b = mulmod_i64_i64_i64(b, b, mod);
        e = FLOW_CHECKED_DIV((e), (2));
    }
    return result;
}

bool is_prime_i64(int64_t n) {
    if (n < 2) {
        return 0;
    }
    if (n < 4) {
        return 1;
    }
    if ((FLOW_CHECKED_MOD((n), (2)) == 0 || FLOW_CHECKED_MOD((n), (3)) == 0)) {
        return 0;
    }
    int64_t i = 5;
    while ((i * i) <= n) {
        if ((FLOW_CHECKED_MOD((n), (i)) == 0 || FLOW_CHECKED_MOD((n), ((i + 2))) == 0)) {
            return 0;
        }
        i = (i + 6);
    }
    return 1;
}



int32_t main(void) {
    int64_t limit = 5000000000000000;
    int64_t last = FLOW_CHECKED_DIV(((isqrt_i64(((2 * limit) - 1)) - 1)), (2));
    while (((((2 * last) * last) + (2 * last)) + 1) >= limit) {
        last = (last - 1);
    }
    while (((((2 * (last + 1)) * (last + 1)) + (2 * (last + 1))) + 1) < limit) {
        last = (last + 1);
    }
    int64_t* residuals = (int64_t*)(calloc((last + 1), 8));
    int8_t* composite = (int8_t*)(calloc((last + 1), 1));
    if ((residuals == NULL || composite == NULL)) {
        printf("oom\n");
        return 1;
    }
    int64_t n = 1;
    while (n <= last) {
        residuals[n] = ((((2 * n) * n) + (2 * n)) + 1);
        n = (n + 1);
    }
    int64_t count = 0;
    int64_t i = 1;
    while (i <= last) {
        if (composite[i] == 0) {
            count = (count + 1);
        }
        int64_t p = residuals[i];
        if ((p > 1 && p <= ((i + last) + 1))) {
            int64_t j = (i + p);
            while (j <= last) {
                composite[j] = 1;
                int64_t value = residuals[j];
                while (FLOW_CHECKED_MOD((value), (p)) == 0) {
                    value = FLOW_CHECKED_DIV((value), (p));
                }
                residuals[j] = value;
                j = (j + p);
            }
            int64_t start = FLOW_CHECKED_MOD((((-i) - 1)), (p));
            if (start < 0) {
                start = (start + p);
            }
            if (start == 0) {
                start = p;
            }
            if (start <= i) {
                start = (start + ((FLOW_CHECKED_DIV(((i - start)), (p)) + 1) * p));
            }
            j = start;
            while (j <= last) {
                composite[j] = 1;
                int64_t value2 = residuals[j];
                while (FLOW_CHECKED_MOD((value2), (p)) == 0) {
                    value2 = FLOW_CHECKED_DIV((value2), (p));
                }
                residuals[j] = value2;
                j = (j + p);
            }
        }
        i = (i + 1);
    }
    printf("%lld\n", count);
    free(residuals);
    free(composite);
    return 0;
}

Generated MLIR

module {
  llvm.func @printf(!llvm.ptr, ...) -> i32
  llvm.mlir.global internal constant @str_0("oom\n\00") {addr_space = 0 : i32} : !llvm.array<5 x i8>
  llvm.mlir.global internal constant @str_1("%lld\n\00") {addr_space = 0 : i32} : !llvm.array<6 x i8>
  func.func @gcd(%arg0: i64, %arg1: i64) -> i64 {
    %0 = llvm.mlir.constant(1 : i64) : i64
    %1 = llvm.alloca %0 x i64 : (i64) -> !llvm.ptr
    llvm.store %arg0, %1 : i64, !llvm.ptr
    %2 = llvm.mlir.constant(1 : i64) : i64
    %3 = llvm.alloca %2 x i64 : (i64) -> !llvm.ptr
    llvm.store %arg1, %3 : i64, !llvm.ptr
    cf.br ^bb0
    ^bb0:
    %4 = llvm.load %3 : !llvm.ptr -> i64
    %5 = arith.constant 0 : i32
    %7 = arith.extsi %5 : i32 to i64
    %6 = arith.cmpi ne, %4, %7 : i64
    cf.cond_br %6, ^bb1, ^bb2
    ^bb1:
      %8 = llvm.load %1 : !llvm.ptr -> i64
      %9 = llvm.load %3 : !llvm.ptr -> i64
      %10 = arith.remsi %8, %9 : i64
      %11 = llvm.load %3 : !llvm.ptr -> i64
      llvm.store %11, %1 : i64, !llvm.ptr
      llvm.store %10, %3 : i64, !llvm.ptr
      cf.br ^bb0
    ^bb2:
    %12 = llvm.load %1 : !llvm.ptr -> i64
    func.return %12 : i64
  }
  func.func @lcm(%arg0: i64, %arg1: i64) -> i64 {
    %13 = arith.constant 0 : i32
    %15 = arith.extsi %13 : i32 to i64
    %14 = arith.cmpi eq, %arg0, %15 : i64
    %16 = scf.if %14 -> (i1) {
      %17 = arith.constant true
      scf.yield %17 : i1
    } else {
      %18 = arith.constant 0 : i32
      %20 = arith.extsi %18 : i32 to i64
      %19 = arith.cmpi eq, %arg1, %20 : i64
      scf.yield %19 : i1
    }
    cf.cond_br %16, ^bb3, ^bb4
    ^bb3:
      %21 = arith.constant 0 : i32
      %22 = arith.extsi %21 : i32 to i64
      func.return %22 : i64
    ^bb4:
      cf.br ^bb5
    ^bb5:
    %23 = func.call @gcd(%arg0, %arg1) : (i64, i64) -> i64
    %24 = arith.divsi %arg0, %23 : i64
    %25 = arith.muli %24, %arg1 : i64
    func.return %25 : i64
  }
  func.func @isqrt(%arg0: i64) -> i64 {
    %26 = arith.constant 2 : i32
    %28 = arith.extsi %26 : i32 to i64
    %27 = arith.cmpi slt, %arg0, %28 : i64
    cf.cond_br %27, ^bb6, ^bb7
    ^bb6:
      func.return %arg0 : i64
    ^bb7:
      cf.br ^bb8
    ^bb8:
    %29 = llvm.mlir.constant(1 : i64) : i64
    %30 = llvm.alloca %29 x i64 : (i64) -> !llvm.ptr
    llvm.store %arg0, %30 : i64, !llvm.ptr
    %31 = llvm.load %30 : !llvm.ptr -> i64
    %32 = arith.constant 1 : i32
    %34 = arith.extsi %32 : i32 to i64
    %33 = arith.addi %31, %34 : i64
    %35 = arith.constant 2 : i32
    %37 = arith.extsi %35 : i32 to i64
    %36 = arith.divsi %33, %37 : i64
    %38 = llvm.mlir.constant(1 : i64) : i64
    %39 = llvm.alloca %38 x i64 : (i64) -> !llvm.ptr
    llvm.store %36, %39 : i64, !llvm.ptr
    cf.br ^bb9
    ^bb9:
    %40 = llvm.load %39 : !llvm.ptr -> i64
    %41 = llvm.load %30 : !llvm.ptr -> i64
    %42 = arith.cmpi slt, %40, %41 : i64
    cf.cond_br %42, ^bb10, ^bb11
    ^bb10:
      %43 = llvm.load %39 : !llvm.ptr -> i64
      llvm.store %43, %30 : i64, !llvm.ptr
      %44 = llvm.load %30 : !llvm.ptr -> i64
      %45 = llvm.load %30 : !llvm.ptr -> i64
      %46 = arith.divsi %arg0, %45 : i64
      %47 = arith.addi %44, %46 : i64
      %48 = arith.constant 2 : i32
      %50 = arith.extsi %48 : i32 to i64
      %49 = arith.divsi %47, %50 : i64
      llvm.store %49, %39 : i64, !llvm.ptr
      cf.br ^bb9
    ^bb11:
    %51 = llvm.load %30 : !llvm.ptr -> i64
    func.return %51 : i64
  }
  func.func @mulmod(%arg0: i64, %arg1: i64, %arg2: i64) -> i64 {
    %52 = arith.remsi %arg0, %arg2 : i64
    %53 = llvm.mlir.constant(1 : i64) : i64
    %54 = llvm.alloca %53 x i64 : (i64) -> !llvm.ptr
    llvm.store %52, %54 : i64, !llvm.ptr
    %55 = arith.remsi %arg1, %arg2 : i64
    %56 = llvm.mlir.constant(1 : i64) : i64
    %57 = llvm.alloca %56 x i64 : (i64) -> !llvm.ptr
    llvm.store %55, %57 : i64, !llvm.ptr
    %58 = arith.constant 0 : i32
    %59 = arith.extsi %58 : i32 to i64
    %60 = llvm.mlir.constant(1 : i64) : i64
    %61 = llvm.alloca %60 x i64 : (i64) -> !llvm.ptr
    llvm.store %59, %61 : i64, !llvm.ptr
    cf.br ^bb12
    ^bb12:
    %62 = llvm.load %57 : !llvm.ptr -> i64
    %63 = arith.constant 0 : i32
    %65 = arith.extsi %63 : i32 to i64
    %64 = arith.cmpi sgt, %62, %65 : i64
    cf.cond_br %64, ^bb13, ^bb14
    ^bb13:
      %66 = llvm.load %57 : !llvm.ptr -> i64
      %67 = arith.constant 2 : i32
      %69 = arith.extsi %67 : i32 to i64
      %68 = arith.remsi %66, %69 : i64
      %70 = arith.constant 1 : i32
      %72 = arith.extsi %70 : i32 to i64
      %71 = arith.cmpi eq, %68, %72 : i64
      cf.cond_br %71, ^bb15, ^bb16
      ^bb15:
        %73 = llvm.load %61 : !llvm.ptr -> i64
        %74 = llvm.load %54 : !llvm.ptr -> i64
        %75 = arith.addi %73, %74 : i64
        %76 = arith.remsi %75, %arg2 : i64
        llvm.store %76, %61 : i64, !llvm.ptr
        cf.br ^bb17
      ^bb16:
        cf.br ^bb17
      ^bb17:
      %77 = llvm.load %54 : !llvm.ptr -> i64
      %78 = arith.constant 2 : i32
      %80 = arith.extsi %78 : i32 to i64
      %79 = arith.muli %77, %80 : i64
      %81 = arith.remsi %79, %arg2 : i64
      llvm.store %81, %54 : i64, !llvm.ptr
      %82 = llvm.load %57 : !llvm.ptr -> i64
      %83 = arith.constant 2 : i32
      %85 = arith.extsi %83 : i32 to i64
      %84 = arith.divsi %82, %85 : i64
      llvm.store %84, %57 : i64, !llvm.ptr
      cf.br ^bb12
    ^bb14:
    %86 = llvm.load %61 : !llvm.ptr -> i64
    func.return %86 : i64
  }
  func.func @mod_pow(%arg0: i64, %arg1: i64, %arg2: i64) -> i64 {
    %87 = arith.constant 1 : i32
    %89 = arith.extsi %87 : i32 to i64
    %88 = arith.cmpi eq, %arg2, %89 : i64
    cf.cond_br %88, ^bb18, ^bb19
    ^bb18:
      %90 = arith.constant 0 : i32
      %91 = arith.extsi %90 : i32 to i64
      func.return %91 : i64
    ^bb19:
      cf.br ^bb20
    ^bb20:
    %92 = arith.constant 1 : i32
    %93 = arith.extsi %92 : i32 to i64
    %94 = llvm.mlir.constant(1 : i64) : i64
    %95 = llvm.alloca %94 x i64 : (i64) -> !llvm.ptr
    llvm.store %93, %95 : i64, !llvm.ptr
    %96 = arith.remsi %arg0, %arg2 : i64
    %97 = llvm.mlir.constant(1 : i64) : i64
    %98 = llvm.alloca %97 x i64 : (i64) -> !llvm.ptr
    llvm.store %96, %98 : i64, !llvm.ptr
    %99 = llvm.mlir.constant(1 : i64) : i64
    %100 = llvm.alloca %99 x i64 : (i64) -> !llvm.ptr
    llvm.store %arg1, %100 : i64, !llvm.ptr
    cf.br ^bb21
    ^bb21:
    %101 = llvm.load %100 : !llvm.ptr -> i64
    %102 = arith.constant 0 : i32
    %104 = arith.extsi %102 : i32 to i64
    %103 = arith.cmpi sgt, %101, %104 : i64
    cf.cond_br %103, ^bb22, ^bb23
    ^bb22:
      %105 = llvm.load %100 : !llvm.ptr -> i64
      %106 = arith.constant 2 : i32
      %108 = arith.extsi %106 : i32 to i64
      %107 = arith.remsi %105, %108 : i64
      %109 = arith.constant 1 : i32
      %111 = arith.extsi %109 : i32 to i64
      %110 = arith.cmpi eq, %107, %111 : i64
      cf.cond_br %110, ^bb24, ^bb25
      ^bb24:
        %113 = llvm.load %95 : !llvm.ptr -> i64
        %114 = llvm.load %98 : !llvm.ptr -> i64
        %112 = func.call @mulmod(%113, %114, %arg2) : (i64, i64, i64) -> i64
        llvm.store %112, %95 : i64, !llvm.ptr
        cf.br ^bb26
      ^bb25:
        cf.br ^bb26
      ^bb26:
      %116 = llvm.load %98 : !llvm.ptr -> i64
      %117 = llvm.load %98 : !llvm.ptr -> i64
      %115 = func.call @mulmod(%116, %117, %arg2) : (i64, i64, i64) -> i64
      llvm.store %115, %98 : i64, !llvm.ptr
      %118 = llvm.load %100 : !llvm.ptr -> i64
      %119 = arith.constant 2 : i32
      %121 = arith.extsi %119 : i32 to i64
      %120 = arith.divsi %118, %121 : i64
      llvm.store %120, %100 : i64, !llvm.ptr
      cf.br ^bb21
    ^bb23:
    %122 = llvm.load %95 : !llvm.ptr -> i64
    func.return %122 : i64
  }
  func.func @is_prime(%arg0: i64) -> i1 {
    %123 = arith.constant 2 : i32
    %125 = arith.extsi %123 : i32 to i64
    %124 = arith.cmpi slt, %arg0, %125 : i64
    cf.cond_br %124, ^bb27, ^bb28
    ^bb27:
      %126 = arith.constant 0 : i1
      func.return %126 : i1
    ^bb28:
      cf.br ^bb29
    ^bb29:
    %127 = arith.constant 4 : i32
    %129 = arith.extsi %127 : i32 to i64
    %128 = arith.cmpi slt, %arg0, %129 : i64
    cf.cond_br %128, ^bb30, ^bb31
    ^bb30:
      %130 = arith.constant 1 : i1
      func.return %130 : i1
    ^bb31:
      cf.br ^bb32
    ^bb32:
    %131 = arith.constant 2 : i32
    %133 = arith.extsi %131 : i32 to i64
    %132 = arith.remsi %arg0, %133 : i64
    %134 = arith.constant 0 : i32
    %136 = arith.extsi %134 : i32 to i64
    %135 = arith.cmpi eq, %132, %136 : i64
    %137 = scf.if %135 -> (i1) {
      %138 = arith.constant true
      scf.yield %138 : i1
    } else {
      %139 = arith.constant 3 : i32
      %141 = arith.extsi %139 : i32 to i64
      %140 = arith.remsi %arg0, %141 : i64
      %142 = arith.constant 0 : i32
      %144 = arith.extsi %142 : i32 to i64
      %143 = arith.cmpi eq, %140, %144 : i64
      scf.yield %143 : i1
    }
    cf.cond_br %137, ^bb33, ^bb34
    ^bb33:
      %145 = arith.constant 0 : i1
      func.return %145 : i1
    ^bb34:
      cf.br ^bb35
    ^bb35:
    %146 = arith.constant 5 : i32
    %147 = arith.extsi %146 : i32 to i64
    %148 = llvm.mlir.constant(1 : i64) : i64
    %149 = llvm.alloca %148 x i64 : (i64) -> !llvm.ptr
    llvm.store %147, %149 : i64, !llvm.ptr
    cf.br ^bb36
    ^bb36:
    %150 = llvm.load %149 : !llvm.ptr -> i64
    %151 = llvm.load %149 : !llvm.ptr -> i64
    %152 = arith.muli %150, %151 : i64
    %153 = arith.cmpi sle, %152, %arg0 : i64
    cf.cond_br %153, ^bb37, ^bb38
    ^bb37:
      %154 = llvm.load %149 : !llvm.ptr -> i64
      %155 = arith.remsi %arg0, %154 : i64
      %156 = arith.constant 0 : i32
      %158 = arith.extsi %156 : i32 to i64
      %157 = arith.cmpi eq, %155, %158 : i64
      %159 = scf.if %157 -> (i1) {
        %160 = arith.constant true
        scf.yield %160 : i1
      } else {
        %161 = llvm.load %149 : !llvm.ptr -> i64
        %162 = arith.constant 2 : i32
        %164 = arith.extsi %162 : i32 to i64
        %163 = arith.addi %161, %164 : i64
        %165 = arith.remsi %arg0, %163 : i64
        %166 = arith.constant 0 : i32
        %168 = arith.extsi %166 : i32 to i64
        %167 = arith.cmpi eq, %165, %168 : i64
        scf.yield %167 : i1
      }
      cf.cond_br %159, ^bb39, ^bb40
      ^bb39:
        %169 = arith.constant 0 : i1
        func.return %169 : i1
      ^bb40:
        cf.br ^bb41
      ^bb41:
      %170 = llvm.load %149 : !llvm.ptr -> i64
      %171 = arith.constant 6 : i32
      %173 = arith.extsi %171 : i32 to i64
      %172 = arith.addi %170, %173 : i64
      llvm.store %172, %149 : i64, !llvm.ptr
      cf.br ^bb36
    ^bb38:
    %174 = arith.constant 1 : i1
    func.return %174 : i1
  }
  func.func private @calloc(i64, i64) -> !llvm.ptr
  func.func private @free(!llvm.ptr) -> ()
  func.func @main() -> i32 {
    %175 = arith.constant 4999995705032704 : i32
    %176 = arith.extsi %175 : i32 to i64
    %178 = arith.constant 2 : i32
    %180 = arith.extsi %178 : i32 to i64
    %179 = arith.muli %180, %176 : i64
    %181 = arith.constant 1 : i32
    %183 = arith.extsi %181 : i32 to i64
    %182 = arith.subi %179, %183 : i64
    %177 = func.call @isqrt(%182) : (i64) -> i64
    %184 = arith.constant 1 : i32
    %186 = arith.extsi %184 : i32 to i64
    %185 = arith.subi %177, %186 : i64
    %187 = arith.constant 2 : i32
    %189 = arith.extsi %187 : i32 to i64
    %188 = arith.divsi %185, %189 : i64
    %190 = llvm.mlir.constant(1 : i64) : i64
    %191 = llvm.alloca %190 x i64 : (i64) -> !llvm.ptr
    llvm.store %188, %191 : i64, !llvm.ptr
    cf.br ^bb42
    ^bb42:
    %192 = arith.constant 2 : i32
    %193 = llvm.load %191 : !llvm.ptr -> i64
    %195 = arith.extsi %192 : i32 to i64
    %194 = arith.muli %195, %193 : i64
    %196 = llvm.load %191 : !llvm.ptr -> i64
    %197 = arith.muli %194, %196 : i64
    %198 = arith.constant 2 : i32
    %199 = llvm.load %191 : !llvm.ptr -> i64
    %201 = arith.extsi %198 : i32 to i64
    %200 = arith.muli %201, %199 : i64
    %202 = arith.addi %197, %200 : i64
    %203 = arith.constant 1 : i32
    %205 = arith.extsi %203 : i32 to i64
    %204 = arith.addi %202, %205 : i64
    %206 = arith.cmpi sge, %204, %176 : i64
    cf.cond_br %206, ^bb43, ^bb44
    ^bb43:
      %207 = llvm.load %191 : !llvm.ptr -> i64
      %208 = arith.constant 1 : i32
      %210 = arith.extsi %208 : i32 to i64
      %209 = arith.subi %207, %210 : i64
      llvm.store %209, %191 : i64, !llvm.ptr
      cf.br ^bb42
    ^bb44:
    cf.br ^bb45
    ^bb45:
    %211 = arith.constant 2 : i32
    %212 = llvm.load %191 : !llvm.ptr -> i64
    %213 = arith.constant 1 : i32
    %215 = arith.extsi %213 : i32 to i64
    %214 = arith.addi %212, %215 : i64
    %217 = arith.extsi %211 : i32 to i64
    %216 = arith.muli %217, %214 : i64
    %218 = llvm.load %191 : !llvm.ptr -> i64
    %219 = arith.constant 1 : i32
    %221 = arith.extsi %219 : i32 to i64
    %220 = arith.addi %218, %221 : i64
    %222 = arith.muli %216, %220 : i64
    %223 = arith.constant 2 : i32
    %224 = llvm.load %191 : !llvm.ptr -> i64
    %225 = arith.constant 1 : i32
    %227 = arith.extsi %225 : i32 to i64
    %226 = arith.addi %224, %227 : i64
    %229 = arith.extsi %223 : i32 to i64
    %228 = arith.muli %229, %226 : i64
    %230 = arith.addi %222, %228 : i64
    %231 = arith.constant 1 : i32
    %233 = arith.extsi %231 : i32 to i64
    %232 = arith.addi %230, %233 : i64
    %234 = arith.cmpi slt, %232, %176 : i64
    cf.cond_br %234, ^bb46, ^bb47
    ^bb46:
      %235 = llvm.load %191 : !llvm.ptr -> i64
      %236 = arith.constant 1 : i32
      %238 = arith.extsi %236 : i32 to i64
      %237 = arith.addi %235, %238 : i64
      llvm.store %237, %191 : i64, !llvm.ptr
      cf.br ^bb45
    ^bb47:
    %240 = llvm.load %191 : !llvm.ptr -> i64
    %241 = arith.constant 1 : i32
    %243 = arith.extsi %241 : i32 to i64
    %242 = arith.addi %240, %243 : i64
    %244 = arith.constant 8 : i32
    %245 = arith.extsi %244 : i32 to i64
    %239 = func.call @calloc(%242, %245) : (i64, i64) -> !llvm.ptr
    %247 = llvm.load %191 : !llvm.ptr -> i64
    %248 = arith.constant 1 : i32
    %250 = arith.extsi %248 : i32 to i64
    %249 = arith.addi %247, %250 : i64
    %251 = arith.constant 1 : i32
    %252 = arith.extsi %251 : i32 to i64
    %246 = func.call @calloc(%249, %252) : (i64, i64) -> !llvm.ptr
    %253 = llvm.mlir.zero : !llvm.ptr
    %254 = llvm.icmp "eq" %239, %253 : !llvm.ptr
    %255 = scf.if %254 -> (i1) {
      %256 = arith.constant true
      scf.yield %256 : i1
    } else {
      %257 = llvm.mlir.zero : !llvm.ptr
      %258 = llvm.icmp "eq" %246, %257 : !llvm.ptr
      scf.yield %258 : i1
    }
    cf.cond_br %255, ^bb48, ^bb49
    ^bb48:
      %259 = llvm.mlir.addressof @str_0 : !llvm.ptr
      %260 = llvm.call @printf(%259) vararg(!llvm.func<i32 (ptr, ...)>) : (!llvm.ptr) -> i32
      %261 = arith.constant 1 : i32
      func.return %261 : i32
    ^bb49:
      cf.br ^bb50
    ^bb50:
    %262 = arith.constant 1 : i32
    %263 = arith.extsi %262 : i32 to i64
    %264 = llvm.mlir.constant(1 : i64) : i64
    %265 = llvm.alloca %264 x i64 : (i64) -> !llvm.ptr
    llvm.store %263, %265 : i64, !llvm.ptr
    cf.br ^bb51
    ^bb51:
    %266 = llvm.load %265 : !llvm.ptr -> i64
    %267 = llvm.load %191 : !llvm.ptr -> i64
    %268 = arith.cmpi sle, %266, %267 : i64
    cf.cond_br %268, ^bb52, ^bb53
    ^bb52:
      %269 = arith.constant 2 : i32
      %270 = llvm.load %265 : !llvm.ptr -> i64
      %272 = arith.extsi %269 : i32 to i64
      %271 = arith.muli %272, %270 : i64
      %273 = llvm.load %265 : !llvm.ptr -> i64
      %274 = arith.muli %271, %273 : i64
      %275 = arith.constant 2 : i32
      %276 = llvm.load %265 : !llvm.ptr -> i64
      %278 = arith.extsi %275 : i32 to i64
      %277 = arith.muli %278, %276 : i64
      %279 = arith.addi %274, %277 : i64
      %280 = arith.constant 1 : i32
      %282 = arith.extsi %280 : i32 to i64
      %281 = arith.addi %279, %282 : i64
      %283 = llvm.load %265 : !llvm.ptr -> i64
      %284 = llvm.getelementptr %239[%283] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
      llvm.store %281, %284 : i64, !llvm.ptr
      %285 = llvm.load %265 : !llvm.ptr -> i64
      %286 = arith.constant 1 : i32
      %288 = arith.extsi %286 : i32 to i64
      %287 = arith.addi %285, %288 : i64
      llvm.store %287, %265 : i64, !llvm.ptr
      cf.br ^bb51
    ^bb53:
    %289 = arith.constant 0 : i32
    %290 = arith.extsi %289 : i32 to i64
    %291 = llvm.mlir.constant(1 : i64) : i64
    %292 = llvm.alloca %291 x i64 : (i64) -> !llvm.ptr
    llvm.store %290, %292 : i64, !llvm.ptr
    %293 = arith.constant 1 : i32
    %294 = arith.extsi %293 : i32 to i64
    %295 = llvm.mlir.constant(1 : i64) : i64
    %296 = llvm.alloca %295 x i64 : (i64) -> !llvm.ptr
    llvm.store %294, %296 : i64, !llvm.ptr
    cf.br ^bb54
    ^bb54:
    %297 = llvm.load %296 : !llvm.ptr -> i64
    %298 = llvm.load %191 : !llvm.ptr -> i64
    %299 = arith.cmpi sle, %297, %298 : i64
    cf.cond_br %299, ^bb55, ^bb56
    ^bb55:
      %301 = llvm.load %296 : !llvm.ptr -> i64
      %302 = llvm.getelementptr %246[%301] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i8
      %300 = llvm.load %302 : !llvm.ptr -> i8
      %303 = arith.constant 0 : i32
      %305 = arith.extsi %300 : i8 to i32
      %304 = arith.cmpi eq, %305, %303 : i32
      cf.cond_br %304, ^bb57, ^bb58
      ^bb57:
        %306 = llvm.load %292 : !llvm.ptr -> i64
        %307 = arith.constant 1 : i32
        %309 = arith.extsi %307 : i32 to i64
        %308 = arith.addi %306, %309 : i64
        llvm.store %308, %292 : i64, !llvm.ptr
        cf.br ^bb59
      ^bb58:
        cf.br ^bb59
      ^bb59:
      %311 = llvm.load %296 : !llvm.ptr -> i64
      %312 = llvm.getelementptr %239[%311] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
      %310 = llvm.load %312 : !llvm.ptr -> i64
      %313 = arith.constant 1 : i32
      %315 = arith.extsi %313 : i32 to i64
      %314 = arith.cmpi sgt, %310, %315 : i64
      %316 = scf.if %314 -> (i1) {
        %317 = llvm.load %296 : !llvm.ptr -> i64
        %318 = llvm.load %191 : !llvm.ptr -> i64
        %319 = arith.addi %317, %318 : i64
        %320 = arith.constant 1 : i32
        %322 = arith.extsi %320 : i32 to i64
        %321 = arith.addi %319, %322 : i64
        %323 = arith.cmpi sle, %310, %321 : i64
        scf.yield %323 : i1
      } else {
        %324 = arith.constant false
        scf.yield %324 : i1
      }
      cf.cond_br %316, ^bb60, ^bb61
      ^bb60:
        %325 = llvm.load %296 : !llvm.ptr -> i64
        %326 = arith.addi %325, %310 : i64
        %327 = llvm.mlir.constant(1 : i64) : i64
        %328 = llvm.alloca %327 x i64 : (i64) -> !llvm.ptr
        llvm.store %326, %328 : i64, !llvm.ptr
        cf.br ^bb63
        ^bb63:
        %329 = llvm.load %328 : !llvm.ptr -> i64
        %330 = llvm.load %191 : !llvm.ptr -> i64
        %331 = arith.cmpi sle, %329, %330 : i64
        cf.cond_br %331, ^bb64, ^bb65
        ^bb64:
          %332 = arith.constant 1 : i32
          %333 = llvm.load %328 : !llvm.ptr -> i64
          %334 = arith.trunci %332 : i32 to i8
          %335 = llvm.getelementptr %246[%333] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i8
          llvm.store %334, %335 : i8, !llvm.ptr
          %337 = llvm.load %328 : !llvm.ptr -> i64
          %338 = llvm.getelementptr %239[%337] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
          %336 = llvm.load %338 : !llvm.ptr -> i64
          %339 = llvm.mlir.constant(1 : i64) : i64
          %340 = llvm.alloca %339 x i64 : (i64) -> !llvm.ptr
          llvm.store %336, %340 : i64, !llvm.ptr
          cf.br ^bb66
          ^bb66:
          %341 = llvm.load %340 : !llvm.ptr -> i64
          %342 = arith.remsi %341, %310 : i64
          %343 = arith.constant 0 : i32
          %345 = arith.extsi %343 : i32 to i64
          %344 = arith.cmpi eq, %342, %345 : i64
          cf.cond_br %344, ^bb67, ^bb68
          ^bb67:
            %346 = llvm.load %340 : !llvm.ptr -> i64
            %347 = arith.divsi %346, %310 : i64
            llvm.store %347, %340 : i64, !llvm.ptr
            cf.br ^bb66
          ^bb68:
          %348 = llvm.load %340 : !llvm.ptr -> i64
          %349 = llvm.load %328 : !llvm.ptr -> i64
          %350 = llvm.getelementptr %239[%349] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
          llvm.store %348, %350 : i64, !llvm.ptr
          %351 = llvm.load %328 : !llvm.ptr -> i64
          %352 = arith.addi %351, %310 : i64
          llvm.store %352, %328 : i64, !llvm.ptr
          cf.br ^bb63
        ^bb65:
        %353 = llvm.load %296 : !llvm.ptr -> i64
        %355 = arith.constant 0 : i64
        %354 = arith.subi %355, %353 : i64
        %356 = arith.constant 1 : i32
        %358 = arith.extsi %356 : i32 to i64
        %357 = arith.subi %354, %358 : i64
        %359 = arith.remsi %357, %310 : i64
        %360 = llvm.mlir.constant(1 : i64) : i64
        %361 = llvm.alloca %360 x i64 : (i64) -> !llvm.ptr
        llvm.store %359, %361 : i64, !llvm.ptr
        %362 = llvm.load %361 : !llvm.ptr -> i64
        %363 = arith.constant 0 : i32
        %365 = arith.extsi %363 : i32 to i64
        %364 = arith.cmpi slt, %362, %365 : i64
        cf.cond_br %364, ^bb69, ^bb70
        ^bb69:
          %366 = llvm.load %361 : !llvm.ptr -> i64
          %367 = arith.addi %366, %310 : i64
          llvm.store %367, %361 : i64, !llvm.ptr
          cf.br ^bb71
        ^bb70:
          cf.br ^bb71
        ^bb71:
        %368 = llvm.load %361 : !llvm.ptr -> i64
        %369 = arith.constant 0 : i32
        %371 = arith.extsi %369 : i32 to i64
        %370 = arith.cmpi eq, %368, %371 : i64
        cf.cond_br %370, ^bb72, ^bb73
        ^bb72:
          llvm.store %310, %361 : i64, !llvm.ptr
          cf.br ^bb74
        ^bb73:
          cf.br ^bb74
        ^bb74:
        %372 = llvm.load %361 : !llvm.ptr -> i64
        %373 = llvm.load %296 : !llvm.ptr -> i64
        %374 = arith.cmpi sle, %372, %373 : i64
        cf.cond_br %374, ^bb75, ^bb76
        ^bb75:
          %375 = llvm.load %361 : !llvm.ptr -> i64
          %376 = llvm.load %296 : !llvm.ptr -> i64
          %377 = llvm.load %361 : !llvm.ptr -> i64
          %378 = arith.subi %376, %377 : i64
          %379 = arith.divsi %378, %310 : i64
          %380 = arith.constant 1 : i32
          %382 = arith.extsi %380 : i32 to i64
          %381 = arith.addi %379, %382 : i64
          %383 = arith.muli %381, %310 : i64
          %384 = arith.addi %375, %383 : i64
          llvm.store %384, %361 : i64, !llvm.ptr
          cf.br ^bb77
        ^bb76:
          cf.br ^bb77
        ^bb77:
        %385 = llvm.load %361 : !llvm.ptr -> i64
        llvm.store %385, %328 : i64, !llvm.ptr
        cf.br ^bb78
        ^bb78:
        %386 = llvm.load %328 : !llvm.ptr -> i64
        %387 = llvm.load %191 : !llvm.ptr -> i64
        %388 = arith.cmpi sle, %386, %387 : i64
        cf.cond_br %388, ^bb79, ^bb80
        ^bb79:
          %389 = arith.constant 1 : i32
          %390 = llvm.load %328 : !llvm.ptr -> i64
          %391 = arith.trunci %389 : i32 to i8
          %392 = llvm.getelementptr %246[%390] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i8
          llvm.store %391, %392 : i8, !llvm.ptr
          %394 = llvm.load %328 : !llvm.ptr -> i64
          %395 = llvm.getelementptr %239[%394] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
          %393 = llvm.load %395 : !llvm.ptr -> i64
          %396 = llvm.mlir.constant(1 : i64) : i64
          %397 = llvm.alloca %396 x i64 : (i64) -> !llvm.ptr
          llvm.store %393, %397 : i64, !llvm.ptr
          cf.br ^bb81
          ^bb81:
          %398 = llvm.load %397 : !llvm.ptr -> i64
          %399 = arith.remsi %398, %310 : i64
          %400 = arith.constant 0 : i32
          %402 = arith.extsi %400 : i32 to i64
          %401 = arith.cmpi eq, %399, %402 : i64
          cf.cond_br %401, ^bb82, ^bb83
          ^bb82:
            %403 = llvm.load %397 : !llvm.ptr -> i64
            %404 = arith.divsi %403, %310 : i64
            llvm.store %404, %397 : i64, !llvm.ptr
            cf.br ^bb81
          ^bb83:
          %405 = llvm.load %397 : !llvm.ptr -> i64
          %406 = llvm.load %328 : !llvm.ptr -> i64
          %407 = llvm.getelementptr %239[%406] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
          llvm.store %405, %407 : i64, !llvm.ptr
          %408 = llvm.load %328 : !llvm.ptr -> i64
          %409 = arith.addi %408, %310 : i64
          llvm.store %409, %328 : i64, !llvm.ptr
          cf.br ^bb78
        ^bb80:
        cf.br ^bb62
      ^bb61:
        cf.br ^bb62
      ^bb62:
      %410 = llvm.load %296 : !llvm.ptr -> i64
      %411 = arith.constant 1 : i32
      %413 = arith.extsi %411 : i32 to i64
      %412 = arith.addi %410, %413 : i64
      llvm.store %412, %296 : i64, !llvm.ptr
      cf.br ^bb54
    ^bb56:
    %414 = llvm.mlir.addressof @str_1 : !llvm.ptr
    %415 = llvm.load %292 : !llvm.ptr -> i64
    %416 = llvm.call @printf(%414, %415) vararg(!llvm.func<i32 (ptr, ...)>) : (!llvm.ptr, i64) -> i32
    func.call @free(%239) : (!llvm.ptr) -> ()
    func.call @free(%246) : (!llvm.ptr) -> ()
    %419 = arith.constant 0 : i32
    func.return %419 : i32
  }
}