← All problems Problem 422
(a+b+c+d) mod 10^9+7 for P_{11^14} on the hyperbola.
View problem on Project Euler
Performance comparison
Metric Our solution Best known
Time complexity O(n)O(n log n)Space complexity O(1)O(n)Approach Flow solution Geometric enumeration Verdict Optimal
Flow source
# Project Euler 422
# (a+b+c+d) mod 10^9+7 for P_{11^14} on the hyperbola.
function modpow(base0: i64, exp0: i64, mod: i64) -> i64 {
let mut r: i64 = 1
let mut b: i64 = base0 % mod
if b < 0 { b = b + mod }
let mut e: i64 = exp0
while e > 0 {
if e % 2 == 1 {
r = ((r as i128) * (b as i128) % (mod as i128)) as i64
}
b = ((b as i128) * (b as i128) % (mod as i128)) as i64
e = e / 2
}
return r
}
# Return (F_n, F_{n+1}) mod mod via fast doubling.
function fib_mod(n: i64, mod: i64, out_fn: ptr<i64>, out_fn1: ptr<i64>) -> void {
if n == 0 {
out_fn[0] = 0
out_fn1[0] = 1
return
}
let mut stack_n: i64 = n
let mut depth: i64 = 0
# unwind via iterative doubling from MSB
let mut bits: i64 = 0
let mut t: i64 = n
while t > 0 {
bits = bits + 1
t = t / 2
}
let mut a: i64 = 0
let mut b: i64 = 1
let mut bit: i64 = bits - 1
while bit >= 0 {
# double: (F_k, F_{k+1}) -> (F_{2k}, F_{2k+1})
let two_b_minus_a: i64 = (2 * b - a) % mod
if two_b_minus_a < 0 { two_b_minus_a = two_b_minus_a + mod }
let c: i64 = ((a as i128) * (two_b_minus_a as i128) % (mod as i128)) as i64
let d: i64 = (((a as i128) * (a as i128) + (b as i128) * (b as i128)) % (mod as i128)) as i64
a = c
b = d
if ((n >> bit) & 1) == 1 {
let e: i64 = (a + b) % mod
a = b
b = e
}
bit = bit - 1
}
out_fn[0] = a
out_fn1[0] = b
}
function solve_mod(n: i64) -> i64 {
let MOD: i64 = 1000000007
let PHI: i64 = MOD - 1
if n == 1 { return (13 + 1 + 61 + 4) % MOD }
if n == 2 {
# (-43)/6 + (-4)/1 -> 43+6+4+1
return (43 + 6 + 4 + 1) % MOD
}
let fn_buf: i64 = 0
let fn1_buf: i64 = 0
fib_mod(n, PHI, &fn_buf, &fn1_buf)
let Fn: i64 = fn_buf
let Fn1: i64 = fn1_buf
let Fnm1: i64 = (Fn1 - Fn) % PHI
if Fnm1 < 0 { Fnm1 = Fnm1 + PHI }
let Fnm2: i64 = (Fn - Fnm1) % PHI
if Fnm2 < 0 { Fnm2 = Fnm2 + PHI }
fib_mod(n - 1, 2, &fn_buf, &fn1_buf)
let sign: i64 = 1
if fn_buf == 1 { sign = -1 }
let E: i64 = (Fn + Fnm2) % PHI
let F: i64 = Fnm1
let mut N_abs: i64 = 0
let mut D: i64 = 0
let mut gx: i64 = 0
let mut gy: i64 = 0
if n % 2 == 1 {
N_abs = modpow(2, E, MOD)
D = modpow(3, F, MOD)
gx = 12
gy = 1
} else {
N_abs = modpow(3, F, MOD)
D = modpow(2, E, MOD)
gx = 1
gy = 12
}
let mut N: i64 = N_abs
if sign == -1 { N = (MOD - N_abs) % MOD }
let N2: i64 = ((N_abs as i128) * (N_abs as i128) % (MOD as i128)) as i64
let D2: i64 = ((D as i128) * (D as i128) % (MOD as i128)) as i64
let mut num_x: i64 = (3 * N2 + 4 * D2) % MOD
let mut num_y: i64 = (4 * N2 - 3 * D2) % MOD
if num_y < 0 { num_y = num_y + MOD }
let mut den: i64 = ((N as i128) * (D as i128) % (MOD as i128)) as i64
if sign == -1 {
num_x = (MOD - num_x) % MOD
num_y = (MOD - num_y) % MOD
den = (MOD - den) % MOD
}
let inv_gx: i64 = modpow(gx, MOD - 2, MOD)
let inv_gy: i64 = modpow(gy, MOD - 2, MOD)
let a: i64 = ((num_x as i128) * (inv_gx as i128) % (MOD as i128)) as i64
let b: i64 = ((den as i128) * (inv_gx as i128) % (MOD as i128)) as i64
let c: i64 = ((num_y as i128) * (inv_gy as i128) % (MOD as i128)) as i64
let d: i64 = ((den as i128) * (inv_gy as i128) % (MOD as i128)) as i64
return (a + b + c + d) % MOD
}
function main() -> i32 {
# n = 11^14
let mut n: i64 = 1
let mut i: i64 = 0
while i < 14 {
n = n * 11
i = i + 1
}
printf("%lld\n", solve_mod(n))
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 modpow_i64_i64_i64(int64_t base0, int64_t exp0, int64_t mod);
void fib_mod_i64_i64_ptr_i64_ptr_i64(int64_t n, int64_t mod, int64_t* out_fn, int64_t* out_fn1);
int64_t solve_mod_i64(int64_t n);
int32_t main(void);
int64_t modpow_i64_i64_i64(int64_t base0, int64_t exp0, int64_t mod) {
int64_t r = 1;
int64_t b = FLOW_CHECKED_MOD((base0), (mod));
if (b < 0) {
b = (b + mod);
}
int64_t e = exp0;
while (e > 0) {
if (FLOW_CHECKED_MOD((e), (2)) == 1) {
r = ((int64_t)(FLOW_CHECKED_MOD(((((__int128)(r)) * ((__int128)(b)))), (((__int128)(mod))))));
}
b = ((int64_t)(FLOW_CHECKED_MOD(((((__int128)(b)) * ((__int128)(b)))), (((__int128)(mod))))));
e = FLOW_CHECKED_DIV((e), (2));
}
return r;
}
void fib_mod_i64_i64_ptr_i64_ptr_i64(int64_t n, int64_t mod, int64_t* out_fn, int64_t* out_fn1) {
if (n == 0) {
out_fn[0] = 0;
out_fn1[0] = 1;
return;
}
int64_t stack_n = n;
int64_t depth = 0;
int64_t bits = 0;
int64_t t = n;
while (t > 0) {
bits = (bits + 1);
t = FLOW_CHECKED_DIV((t), (2));
}
int64_t a = 0;
int64_t b = 1;
int64_t bit = (bits - 1);
while (bit >= 0) {
int64_t two_b_minus_a = FLOW_CHECKED_MOD((((2 * b) - a)), (mod));
if (two_b_minus_a < 0) {
two_b_minus_a = (two_b_minus_a + mod);
}
int64_t c = ((int64_t)(FLOW_CHECKED_MOD(((((__int128)(a)) * ((__int128)(two_b_minus_a)))), (((__int128)(mod))))));
int64_t d = ((int64_t)(FLOW_CHECKED_MOD((((((__int128)(a)) * ((__int128)(a))) + (((__int128)(b)) * ((__int128)(b))))), (((__int128)(mod))))));
a = c;
b = d;
if ((FLOW_CHECKED_SHR((n), (bit)) & 1) == 1) {
int64_t e = FLOW_CHECKED_MOD(((a + b)), (mod));
a = b;
b = e;
}
bit = (bit - 1);
}
out_fn[0] = a;
out_fn1[0] = b;
}
int64_t solve_mod_i64(int64_t n) {
int64_t MOD = 1000000007;
int64_t PHI = (MOD - 1);
if (n == 1) {
return FLOW_CHECKED_MOD(((((13 + 1) + 61) + 4)), (MOD));
}
if (n == 2) {
return FLOW_CHECKED_MOD(((((43 + 6) + 4) + 1)), (MOD));
}
int64_t fn_buf = 0;
int64_t fn1_buf = 0;
fib_mod_i64_i64_ptr_i64_ptr_i64(n, PHI, (&(fn_buf)), (&(fn1_buf)));
int64_t Fn = fn_buf;
int64_t Fn1 = fn1_buf;
int64_t Fnm1 = FLOW_CHECKED_MOD(((Fn1 - Fn)), (PHI));
if (Fnm1 < 0) {
Fnm1 = (Fnm1 + PHI);
}
int64_t Fnm2 = FLOW_CHECKED_MOD(((Fn - Fnm1)), (PHI));
if (Fnm2 < 0) {
Fnm2 = (Fnm2 + PHI);
}
fib_mod_i64_i64_ptr_i64_ptr_i64((n - 1), 2, (&(fn_buf)), (&(fn1_buf)));
int64_t sign = 1;
if (fn_buf == 1) {
sign = (-1);
}
int64_t E = FLOW_CHECKED_MOD(((Fn + Fnm2)), (PHI));
int64_t F = Fnm1;
int64_t N_abs = 0;
int64_t D = 0;
int64_t gx = 0;
int64_t gy = 0;
if (FLOW_CHECKED_MOD((n), (2)) == 1) {
N_abs = modpow_i64_i64_i64(2, E, MOD);
D = modpow_i64_i64_i64(3, F, MOD);
gx = 12;
gy = 1;
} else {
N_abs = modpow_i64_i64_i64(3, F, MOD);
D = modpow_i64_i64_i64(2, E, MOD);
gx = 1;
gy = 12;
}
int64_t N = N_abs;
if (sign == (-1)) {
N = FLOW_CHECKED_MOD(((MOD - N_abs)), (MOD));
}
int64_t N2 = ((int64_t)(FLOW_CHECKED_MOD(((((__int128)(N_abs)) * ((__int128)(N_abs)))), (((__int128)(MOD))))));
int64_t D2 = ((int64_t)(FLOW_CHECKED_MOD(((((__int128)(D)) * ((__int128)(D)))), (((__int128)(MOD))))));
int64_t num_x = FLOW_CHECKED_MOD((((3 * N2) + (4 * D2))), (MOD));
int64_t num_y = FLOW_CHECKED_MOD((((4 * N2) - (3 * D2))), (MOD));
if (num_y < 0) {
num_y = (num_y + MOD);
}
int64_t den = ((int64_t)(FLOW_CHECKED_MOD(((((__int128)(N)) * ((__int128)(D)))), (((__int128)(MOD))))));
if (sign == (-1)) {
num_x = FLOW_CHECKED_MOD(((MOD - num_x)), (MOD));
num_y = FLOW_CHECKED_MOD(((MOD - num_y)), (MOD));
den = FLOW_CHECKED_MOD(((MOD - den)), (MOD));
}
int64_t inv_gx = modpow_i64_i64_i64(gx, (MOD - 2), MOD);
int64_t inv_gy = modpow_i64_i64_i64(gy, (MOD - 2), MOD);
int64_t a = ((int64_t)(FLOW_CHECKED_MOD(((((__int128)(num_x)) * ((__int128)(inv_gx)))), (((__int128)(MOD))))));
int64_t b = ((int64_t)(FLOW_CHECKED_MOD(((((__int128)(den)) * ((__int128)(inv_gx)))), (((__int128)(MOD))))));
int64_t c = ((int64_t)(FLOW_CHECKED_MOD(((((__int128)(num_y)) * ((__int128)(inv_gy)))), (((__int128)(MOD))))));
int64_t d = ((int64_t)(FLOW_CHECKED_MOD(((((__int128)(den)) * ((__int128)(inv_gy)))), (((__int128)(MOD))))));
return FLOW_CHECKED_MOD(((((a + b) + c) + d)), (MOD));
}
int32_t main(void) {
int64_t n = 1;
int64_t i = 0;
while (i < 14) {
n = (n * 11);
i = (i + 1);
}
printf("%lld\n", solve_mod_i64(n));
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 @modpow(%arg0: i64, %arg1: i64, %arg2: i64) -> i64 {
%0 = arith.constant 1 : i32
%1 = arith.extsi %0 : i32 to i64
%2 = llvm.mlir.constant(1 : i64) : i64
%3 = llvm.alloca %2 x i64 : (i64) -> !llvm.ptr
llvm.store %1, %3 : i64, !llvm.ptr
%4 = arith.remsi %arg0, %arg2 : i64
%5 = llvm.mlir.constant(1 : i64) : i64
%6 = llvm.alloca %5 x i64 : (i64) -> !llvm.ptr
llvm.store %4, %6 : i64, !llvm.ptr
%7 = llvm.load %6 : !llvm.ptr -> i64
%8 = arith.constant 0 : i32
%10 = arith.extsi %8 : i32 to i64
%9 = arith.cmpi slt, %7, %10 : i64
cf.cond_br %9, ^bb0, ^bb1
^bb0:
%11 = llvm.load %6 : !llvm.ptr -> i64
%12 = arith.addi %11, %arg2 : i64
llvm.store %12, %6 : i64, !llvm.ptr
cf.br ^bb2
^bb1:
cf.br ^bb2
^bb2:
%13 = llvm.mlir.constant(1 : i64) : i64
%14 = llvm.alloca %13 x i64 : (i64) -> !llvm.ptr
llvm.store %arg1, %14 : i64, !llvm.ptr
cf.br ^bb3
^bb3:
%15 = llvm.load %14 : !llvm.ptr -> i64
%16 = arith.constant 0 : i32
%18 = arith.extsi %16 : i32 to i64
%17 = arith.cmpi sgt, %15, %18 : i64
cf.cond_br %17, ^bb4, ^bb5
^bb4:
%19 = llvm.load %14 : !llvm.ptr -> i64
%20 = arith.constant 2 : i32
%22 = arith.extsi %20 : i32 to i64
%21 = arith.remsi %19, %22 : i64
%23 = arith.constant 1 : i32
%25 = arith.extsi %23 : i32 to i64
%24 = arith.cmpi eq, %21, %25 : i64
cf.cond_br %24, ^bb6, ^bb7
^bb6:
%26 = llvm.load %3 : !llvm.ptr -> i64
%27 = arith.extsi %26 : i64 to i128
%28 = llvm.load %6 : !llvm.ptr -> i64
%29 = arith.extsi %28 : i64 to i128
%31 = arith.trunci %27 : i128 to i64
%32 = arith.trunci %29 : i128 to i64
%30 = arith.muli %31, %32 : i64
%33 = arith.extsi %arg2 : i64 to i128
%35 = arith.trunci %33 : i128 to i64
%34 = arith.remsi %30, %35 : i64
llvm.store %34, %3 : i64, !llvm.ptr
cf.br ^bb8
^bb7:
cf.br ^bb8
^bb8:
%36 = llvm.load %6 : !llvm.ptr -> i64
%37 = arith.extsi %36 : i64 to i128
%38 = llvm.load %6 : !llvm.ptr -> i64
%39 = arith.extsi %38 : i64 to i128
%41 = arith.trunci %37 : i128 to i64
%42 = arith.trunci %39 : i128 to i64
%40 = arith.muli %41, %42 : i64
%43 = arith.extsi %arg2 : i64 to i128
%45 = arith.trunci %43 : i128 to i64
%44 = arith.remsi %40, %45 : i64
llvm.store %44, %6 : i64, !llvm.ptr
%46 = llvm.load %14 : !llvm.ptr -> i64
%47 = arith.constant 2 : i32
%49 = arith.extsi %47 : i32 to i64
%48 = arith.divsi %46, %49 : i64
llvm.store %48, %14 : i64, !llvm.ptr
cf.br ^bb3
^bb5:
%50 = llvm.load %3 : !llvm.ptr -> i64
func.return %50 : i64
}
func.func @fib_mod(%arg0: i64, %arg1: i64, %arg2: !llvm.ptr, %arg3: !llvm.ptr) -> () {
%51 = arith.constant 0 : i32
%53 = arith.extsi %51 : i32 to i64
%52 = arith.cmpi eq, %arg0, %53 : i64
cf.cond_br %52, ^bb9, ^bb10
^bb9:
%54 = arith.constant 0 : i32
%55 = arith.constant 0 : i32
%56 = arith.extsi %54 : i32 to i64
%57 = arith.extsi %55 : i32 to i64
%58 = llvm.getelementptr %arg2[%57] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
llvm.store %56, %58 : i64, !llvm.ptr
%59 = arith.constant 1 : i32
%60 = arith.constant 0 : i32
%61 = arith.extsi %59 : i32 to i64
%62 = arith.extsi %60 : i32 to i64
%63 = llvm.getelementptr %arg3[%62] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
llvm.store %61, %63 : i64, !llvm.ptr
func.return
^bb10:
cf.br ^bb11
^bb11:
%64 = llvm.mlir.constant(1 : i64) : i64
%65 = llvm.alloca %64 x i64 : (i64) -> !llvm.ptr
llvm.store %arg0, %65 : i64, !llvm.ptr
%66 = arith.constant 0 : i32
%67 = arith.extsi %66 : i32 to i64
%68 = llvm.mlir.constant(1 : i64) : i64
%69 = llvm.alloca %68 x i64 : (i64) -> !llvm.ptr
llvm.store %67, %69 : i64, !llvm.ptr
%70 = arith.constant 0 : i32
%71 = arith.extsi %70 : i32 to i64
%72 = llvm.mlir.constant(1 : i64) : i64
%73 = llvm.alloca %72 x i64 : (i64) -> !llvm.ptr
llvm.store %71, %73 : i64, !llvm.ptr
%74 = llvm.mlir.constant(1 : i64) : i64
%75 = llvm.alloca %74 x i64 : (i64) -> !llvm.ptr
llvm.store %arg0, %75 : i64, !llvm.ptr
cf.br ^bb12
^bb12:
%76 = llvm.load %75 : !llvm.ptr -> i64
%77 = arith.constant 0 : i32
%79 = arith.extsi %77 : i32 to i64
%78 = arith.cmpi sgt, %76, %79 : i64
cf.cond_br %78, ^bb13, ^bb14
^bb13:
%80 = llvm.load %73 : !llvm.ptr -> i64
%81 = arith.constant 1 : i32
%83 = arith.extsi %81 : i32 to i64
%82 = arith.addi %80, %83 : i64
llvm.store %82, %73 : i64, !llvm.ptr
%84 = llvm.load %75 : !llvm.ptr -> i64
%85 = arith.constant 2 : i32
%87 = arith.extsi %85 : i32 to i64
%86 = arith.divsi %84, %87 : i64
llvm.store %86, %75 : i64, !llvm.ptr
cf.br ^bb12
^bb14:
%88 = arith.constant 0 : i32
%89 = arith.extsi %88 : i32 to i64
%90 = llvm.mlir.constant(1 : i64) : i64
%91 = llvm.alloca %90 x i64 : (i64) -> !llvm.ptr
llvm.store %89, %91 : i64, !llvm.ptr
%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 = llvm.load %73 : !llvm.ptr -> i64
%97 = arith.constant 1 : i32
%99 = arith.extsi %97 : i32 to i64
%98 = arith.subi %96, %99 : i64
%100 = llvm.mlir.constant(1 : i64) : i64
%101 = llvm.alloca %100 x i64 : (i64) -> !llvm.ptr
llvm.store %98, %101 : i64, !llvm.ptr
cf.br ^bb15
^bb15:
%102 = llvm.load %101 : !llvm.ptr -> i64
%103 = arith.constant 0 : i32
%105 = arith.extsi %103 : i32 to i64
%104 = arith.cmpi sge, %102, %105 : i64
cf.cond_br %104, ^bb16, ^bb17
^bb16:
%106 = arith.constant 2 : i32
%107 = llvm.load %95 : !llvm.ptr -> i64
%109 = arith.extsi %106 : i32 to i64
%108 = arith.muli %109, %107 : i64
%110 = llvm.load %91 : !llvm.ptr -> i64
%111 = arith.subi %108, %110 : i64
%112 = arith.remsi %111, %arg1 : i64
%113 = arith.constant 0 : i32
%115 = arith.extsi %113 : i32 to i64
%114 = arith.cmpi slt, %112, %115 : i64
%116 = scf.if %114 -> (i64) {
%117 = arith.addi %112, %arg1 : i64
scf.yield %117 : i64
} else {
scf.yield %112 : i64
}
%118 = llvm.load %91 : !llvm.ptr -> i64
%119 = arith.extsi %118 : i64 to i128
%120 = arith.extsi %116 : i64 to i128
%122 = arith.trunci %119 : i128 to i64
%123 = arith.trunci %120 : i128 to i64
%121 = arith.muli %122, %123 : i64
%124 = arith.extsi %arg1 : i64 to i128
%126 = arith.trunci %124 : i128 to i64
%125 = arith.remsi %121, %126 : i64
%127 = llvm.load %91 : !llvm.ptr -> i64
%128 = arith.extsi %127 : i64 to i128
%129 = llvm.load %91 : !llvm.ptr -> i64
%130 = arith.extsi %129 : i64 to i128
%132 = arith.trunci %128 : i128 to i64
%133 = arith.trunci %130 : i128 to i64
%131 = arith.muli %132, %133 : i64
%134 = llvm.load %95 : !llvm.ptr -> i64
%135 = arith.extsi %134 : i64 to i128
%136 = llvm.load %95 : !llvm.ptr -> i64
%137 = arith.extsi %136 : i64 to i128
%139 = arith.trunci %135 : i128 to i64
%140 = arith.trunci %137 : i128 to i64
%138 = arith.muli %139, %140 : i64
%141 = arith.addi %131, %138 : i64
%142 = arith.extsi %arg1 : i64 to i128
%144 = arith.trunci %142 : i128 to i64
%143 = arith.remsi %141, %144 : i64
llvm.store %125, %91 : i64, !llvm.ptr
llvm.store %143, %95 : i64, !llvm.ptr
%145 = llvm.load %101 : !llvm.ptr -> i64
%146 = arith.shrsi %arg0, %145 : i64
%147 = arith.constant 1 : i32
%149 = arith.extsi %147 : i32 to i64
%148 = arith.andi %146, %149 : i64
%150 = arith.constant 1 : i32
%152 = arith.extsi %150 : i32 to i64
%151 = arith.cmpi eq, %148, %152 : i64
cf.cond_br %151, ^bb18, ^bb19
^bb18:
%153 = llvm.load %91 : !llvm.ptr -> i64
%154 = llvm.load %95 : !llvm.ptr -> i64
%155 = arith.addi %153, %154 : i64
%156 = arith.remsi %155, %arg1 : i64
%157 = llvm.load %95 : !llvm.ptr -> i64
llvm.store %157, %91 : i64, !llvm.ptr
llvm.store %156, %95 : i64, !llvm.ptr
cf.br ^bb20
^bb19:
cf.br ^bb20
^bb20:
%158 = llvm.load %101 : !llvm.ptr -> i64
%159 = arith.constant 1 : i32
%161 = arith.extsi %159 : i32 to i64
%160 = arith.subi %158, %161 : i64
llvm.store %160, %101 : i64, !llvm.ptr
cf.br ^bb15
^bb17:
%162 = llvm.load %91 : !llvm.ptr -> i64
%163 = arith.constant 0 : i32
%164 = arith.extsi %163 : i32 to i64
%165 = llvm.getelementptr %arg2[%164] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
llvm.store %162, %165 : i64, !llvm.ptr
%166 = llvm.load %95 : !llvm.ptr -> i64
%167 = arith.constant 0 : i32
%168 = arith.extsi %167 : i32 to i64
%169 = llvm.getelementptr %arg3[%168] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
llvm.store %166, %169 : i64, !llvm.ptr
func.return
}
func.func @solve_mod(%arg0: i64) -> i64 {
%170 = arith.constant 1000000007 : i32
%171 = arith.extsi %170 : i32 to i64
%172 = arith.constant 1 : i32
%174 = arith.extsi %172 : i32 to i64
%173 = arith.subi %171, %174 : i64
%175 = arith.constant 1 : i32
%177 = arith.extsi %175 : i32 to i64
%176 = arith.cmpi eq, %arg0, %177 : i64
cf.cond_br %176, ^bb21, ^bb22
^bb21:
%178 = arith.constant 13 : i32
%179 = arith.constant 1 : i32
%180 = arith.addi %178, %179 : i32
%181 = arith.constant 61 : i32
%182 = arith.addi %180, %181 : i32
%183 = arith.constant 4 : i32
%184 = arith.addi %182, %183 : i32
%186 = arith.extsi %184 : i32 to i64
%185 = arith.remsi %186, %171 : i64
func.return %185 : i64
^bb22:
cf.br ^bb23
^bb23:
%187 = arith.constant 2 : i32
%189 = arith.extsi %187 : i32 to i64
%188 = arith.cmpi eq, %arg0, %189 : i64
cf.cond_br %188, ^bb24, ^bb25
^bb24:
%190 = arith.constant 43 : i32
%191 = arith.constant 6 : i32
%192 = arith.addi %190, %191 : i32
%193 = arith.constant 4 : i32
%194 = arith.addi %192, %193 : i32
%195 = arith.constant 1 : i32
%196 = arith.addi %194, %195 : i32
%198 = arith.extsi %196 : i32 to i64
%197 = arith.remsi %198, %171 : i64
func.return %197 : i64
^bb25:
cf.br ^bb26
^bb26:
%199 = arith.constant 0 : i32
%200 = arith.extsi %199 : i32 to i64
%201 = arith.constant 0 : i32
%202 = arith.extsi %201 : i32 to i64
%204 = llvm.mlir.constant(1 : i64) : i64
%205 = llvm.alloca %204 x i64 : (i64) -> !llvm.ptr
llvm.store %200, %205 : i64, !llvm.ptr
%206 = llvm.mlir.constant(1 : i64) : i64
%207 = llvm.alloca %206 x i64 : (i64) -> !llvm.ptr
llvm.store %202, %207 : i64, !llvm.ptr
func.call @fib_mod(%arg0, %173, %205, %207) : (i64, i64, !llvm.ptr, !llvm.ptr) -> ()
%208 = llvm.load %205 : !llvm.ptr -> i64
%209 = llvm.load %207 : !llvm.ptr -> i64
%210 = arith.subi %209, %208 : i64
%211 = arith.remsi %210, %173 : i64
%212 = arith.constant 0 : i32
%214 = arith.extsi %212 : i32 to i64
%213 = arith.cmpi slt, %211, %214 : i64
%215 = scf.if %213 -> (i64) {
%216 = arith.addi %211, %173 : i64
scf.yield %216 : i64
} else {
scf.yield %211 : i64
}
%217 = arith.subi %208, %215 : i64
%218 = arith.remsi %217, %173 : i64
%219 = arith.constant 0 : i32
%221 = arith.extsi %219 : i32 to i64
%220 = arith.cmpi slt, %218, %221 : i64
%222 = scf.if %220 -> (i64) {
%223 = arith.addi %218, %173 : i64
scf.yield %223 : i64
} else {
scf.yield %218 : i64
}
%225 = arith.constant 1 : i32
%227 = arith.extsi %225 : i32 to i64
%226 = arith.subi %arg0, %227 : i64
%228 = arith.constant 2 : i32
%229 = arith.extsi %228 : i32 to i64
func.call @fib_mod(%226, %229, %205, %207) : (i64, i64, !llvm.ptr, !llvm.ptr) -> ()
%230 = arith.constant 1 : i32
%231 = arith.extsi %230 : i32 to i64
%232 = llvm.load %205 : !llvm.ptr -> i64
%233 = arith.constant 1 : i32
%235 = arith.extsi %233 : i32 to i64
%234 = arith.cmpi eq, %232, %235 : i64
%236 = scf.if %234 -> (i64) {
%237 = arith.constant 1 : i32
%239 = arith.constant 0 : i32
%238 = arith.subi %239, %237 : i32
%240 = arith.extsi %238 : i32 to i64
scf.yield %240 : i64
} else {
scf.yield %231 : i64
}
%241 = arith.addi %208, %222 : i64
%242 = arith.remsi %241, %173 : i64
%243 = arith.constant 0 : i32
%244 = arith.extsi %243 : i32 to i64
%245 = llvm.mlir.constant(1 : i64) : i64
%246 = llvm.alloca %245 x i64 : (i64) -> !llvm.ptr
llvm.store %244, %246 : i64, !llvm.ptr
%247 = arith.constant 0 : i32
%248 = arith.extsi %247 : i32 to i64
%249 = llvm.mlir.constant(1 : i64) : i64
%250 = llvm.alloca %249 x i64 : (i64) -> !llvm.ptr
llvm.store %248, %250 : i64, !llvm.ptr
%251 = arith.constant 0 : i32
%252 = arith.extsi %251 : i32 to i64
%253 = llvm.mlir.constant(1 : i64) : i64
%254 = llvm.alloca %253 x i64 : (i64) -> !llvm.ptr
llvm.store %252, %254 : i64, !llvm.ptr
%255 = arith.constant 0 : i32
%256 = arith.extsi %255 : i32 to i64
%257 = llvm.mlir.constant(1 : i64) : i64
%258 = llvm.alloca %257 x i64 : (i64) -> !llvm.ptr
llvm.store %256, %258 : i64, !llvm.ptr
%259 = arith.constant 2 : i32
%261 = arith.extsi %259 : i32 to i64
%260 = arith.remsi %arg0, %261 : i64
%262 = arith.constant 1 : i32
%264 = arith.extsi %262 : i32 to i64
%263 = arith.cmpi eq, %260, %264 : i64
cf.cond_br %263, ^bb27, ^bb28
^bb27:
%266 = arith.constant 2 : i32
%267 = arith.extsi %266 : i32 to i64
%265 = func.call @modpow(%267, %242, %171) : (i64, i64, i64) -> i64
llvm.store %265, %246 : i64, !llvm.ptr
%269 = arith.constant 3 : i32
%270 = arith.extsi %269 : i32 to i64
%268 = func.call @modpow(%270, %215, %171) : (i64, i64, i64) -> i64
llvm.store %268, %250 : i64, !llvm.ptr
%271 = arith.constant 12 : i32
%272 = arith.extsi %271 : i32 to i64
llvm.store %272, %254 : i64, !llvm.ptr
%273 = arith.constant 1 : i32
%274 = arith.extsi %273 : i32 to i64
llvm.store %274, %258 : i64, !llvm.ptr
cf.br ^bb29
^bb28:
%276 = arith.constant 3 : i32
%277 = arith.extsi %276 : i32 to i64
%275 = func.call @modpow(%277, %215, %171) : (i64, i64, i64) -> i64
llvm.store %275, %246 : i64, !llvm.ptr
%279 = arith.constant 2 : i32
%280 = arith.extsi %279 : i32 to i64
%278 = func.call @modpow(%280, %242, %171) : (i64, i64, i64) -> i64
llvm.store %278, %250 : i64, !llvm.ptr
%281 = arith.constant 1 : i32
%282 = arith.extsi %281 : i32 to i64
llvm.store %282, %254 : i64, !llvm.ptr
%283 = arith.constant 12 : i32
%284 = arith.extsi %283 : i32 to i64
llvm.store %284, %258 : i64, !llvm.ptr
cf.br ^bb29
^bb29:
%285 = llvm.load %246 : !llvm.ptr -> i64
%286 = llvm.mlir.constant(1 : i64) : i64
%287 = llvm.alloca %286 x i64 : (i64) -> !llvm.ptr
llvm.store %285, %287 : i64, !llvm.ptr
%288 = arith.constant 1 : i32
%290 = arith.constant 0 : i32
%289 = arith.subi %290, %288 : i32
%292 = arith.extsi %289 : i32 to i64
%291 = arith.cmpi eq, %236, %292 : i64
cf.cond_br %291, ^bb30, ^bb31
^bb30:
%293 = llvm.load %246 : !llvm.ptr -> i64
%294 = arith.subi %171, %293 : i64
%295 = arith.remsi %294, %171 : i64
llvm.store %295, %287 : i64, !llvm.ptr
cf.br ^bb32
^bb31:
cf.br ^bb32
^bb32:
%296 = llvm.load %246 : !llvm.ptr -> i64
%297 = arith.extsi %296 : i64 to i128
%298 = llvm.load %246 : !llvm.ptr -> i64
%299 = arith.extsi %298 : i64 to i128
%301 = arith.trunci %297 : i128 to i64
%302 = arith.trunci %299 : i128 to i64
%300 = arith.muli %301, %302 : i64
%303 = arith.extsi %171 : i64 to i128
%305 = arith.trunci %303 : i128 to i64
%304 = arith.remsi %300, %305 : i64
%306 = llvm.load %250 : !llvm.ptr -> i64
%307 = arith.extsi %306 : i64 to i128
%308 = llvm.load %250 : !llvm.ptr -> i64
%309 = arith.extsi %308 : i64 to i128
%311 = arith.trunci %307 : i128 to i64
%312 = arith.trunci %309 : i128 to i64
%310 = arith.muli %311, %312 : i64
%313 = arith.extsi %171 : i64 to i128
%315 = arith.trunci %313 : i128 to i64
%314 = arith.remsi %310, %315 : i64
%316 = arith.constant 3 : i32
%318 = arith.extsi %316 : i32 to i64
%317 = arith.muli %318, %304 : i64
%319 = arith.constant 4 : i32
%321 = arith.extsi %319 : i32 to i64
%320 = arith.muli %321, %314 : i64
%322 = arith.addi %317, %320 : i64
%323 = arith.remsi %322, %171 : i64
%324 = llvm.mlir.constant(1 : i64) : i64
%325 = llvm.alloca %324 x i64 : (i64) -> !llvm.ptr
llvm.store %323, %325 : i64, !llvm.ptr
%326 = arith.constant 4 : i32
%328 = arith.extsi %326 : i32 to i64
%327 = arith.muli %328, %304 : i64
%329 = arith.constant 3 : i32
%331 = arith.extsi %329 : i32 to i64
%330 = arith.muli %331, %314 : i64
%332 = arith.subi %327, %330 : i64
%333 = arith.remsi %332, %171 : i64
%334 = llvm.mlir.constant(1 : i64) : i64
%335 = llvm.alloca %334 x i64 : (i64) -> !llvm.ptr
llvm.store %333, %335 : i64, !llvm.ptr
%336 = llvm.load %335 : !llvm.ptr -> i64
%337 = arith.constant 0 : i32
%339 = arith.extsi %337 : i32 to i64
%338 = arith.cmpi slt, %336, %339 : i64
cf.cond_br %338, ^bb33, ^bb34
^bb33:
%340 = llvm.load %335 : !llvm.ptr -> i64
%341 = arith.addi %340, %171 : i64
llvm.store %341, %335 : i64, !llvm.ptr
cf.br ^bb35
^bb34:
cf.br ^bb35
^bb35:
%342 = llvm.load %287 : !llvm.ptr -> i64
%343 = arith.extsi %342 : i64 to i128
%344 = llvm.load %250 : !llvm.ptr -> i64
%345 = arith.extsi %344 : i64 to i128
%347 = arith.trunci %343 : i128 to i64
%348 = arith.trunci %345 : i128 to i64
%346 = arith.muli %347, %348 : i64
%349 = arith.extsi %171 : i64 to i128
%351 = arith.trunci %349 : i128 to i64
%350 = arith.remsi %346, %351 : i64
%352 = llvm.mlir.constant(1 : i64) : i64
%353 = llvm.alloca %352 x i64 : (i64) -> !llvm.ptr
llvm.store %350, %353 : i64, !llvm.ptr
%354 = arith.constant 1 : i32
%356 = arith.constant 0 : i32
%355 = arith.subi %356, %354 : i32
%358 = arith.extsi %355 : i32 to i64
%357 = arith.cmpi eq, %236, %358 : i64
cf.cond_br %357, ^bb36, ^bb37
^bb36:
%359 = llvm.load %325 : !llvm.ptr -> i64
%360 = arith.subi %171, %359 : i64
%361 = arith.remsi %360, %171 : i64
llvm.store %361, %325 : i64, !llvm.ptr
%362 = llvm.load %335 : !llvm.ptr -> i64
%363 = arith.subi %171, %362 : i64
%364 = arith.remsi %363, %171 : i64
llvm.store %364, %335 : i64, !llvm.ptr
%365 = llvm.load %353 : !llvm.ptr -> i64
%366 = arith.subi %171, %365 : i64
%367 = arith.remsi %366, %171 : i64
llvm.store %367, %353 : i64, !llvm.ptr
cf.br ^bb38
^bb37:
cf.br ^bb38
^bb38:
%369 = llvm.load %254 : !llvm.ptr -> i64
%370 = arith.constant 2 : i32
%372 = arith.extsi %370 : i32 to i64
%371 = arith.subi %171, %372 : i64
%368 = func.call @modpow(%369, %371, %171) : (i64, i64, i64) -> i64
%374 = llvm.load %258 : !llvm.ptr -> i64
%375 = arith.constant 2 : i32
%377 = arith.extsi %375 : i32 to i64
%376 = arith.subi %171, %377 : i64
%373 = func.call @modpow(%374, %376, %171) : (i64, i64, i64) -> i64
%378 = llvm.load %325 : !llvm.ptr -> i64
%379 = arith.extsi %378 : i64 to i128
%380 = arith.extsi %368 : i64 to i128
%382 = arith.trunci %379 : i128 to i64
%383 = arith.trunci %380 : i128 to i64
%381 = arith.muli %382, %383 : i64
%384 = arith.extsi %171 : i64 to i128
%386 = arith.trunci %384 : i128 to i64
%385 = arith.remsi %381, %386 : i64
%387 = llvm.load %353 : !llvm.ptr -> i64
%388 = arith.extsi %387 : i64 to i128
%389 = arith.extsi %368 : i64 to i128
%391 = arith.trunci %388 : i128 to i64
%392 = arith.trunci %389 : i128 to i64
%390 = arith.muli %391, %392 : i64
%393 = arith.extsi %171 : i64 to i128
%395 = arith.trunci %393 : i128 to i64
%394 = arith.remsi %390, %395 : i64
%396 = llvm.load %335 : !llvm.ptr -> i64
%397 = arith.extsi %396 : i64 to i128
%398 = arith.extsi %373 : i64 to i128
%400 = arith.trunci %397 : i128 to i64
%401 = arith.trunci %398 : i128 to i64
%399 = arith.muli %400, %401 : i64
%402 = arith.extsi %171 : i64 to i128
%404 = arith.trunci %402 : i128 to i64
%403 = arith.remsi %399, %404 : i64
%405 = llvm.load %353 : !llvm.ptr -> i64
%406 = arith.extsi %405 : i64 to i128
%407 = arith.extsi %373 : i64 to i128
%409 = arith.trunci %406 : i128 to i64
%410 = arith.trunci %407 : i128 to i64
%408 = arith.muli %409, %410 : i64
%411 = arith.extsi %171 : i64 to i128
%413 = arith.trunci %411 : i128 to i64
%412 = arith.remsi %408, %413 : i64
%414 = arith.addi %385, %394 : i64
%415 = arith.addi %414, %403 : i64
%416 = arith.addi %415, %412 : i64
%417 = arith.remsi %416, %171 : i64
func.return %417 : i64
}
func.func @main() -> i32 {
%418 = arith.constant 1 : i32
%419 = arith.extsi %418 : i32 to i64
%420 = llvm.mlir.constant(1 : i64) : i64
%421 = llvm.alloca %420 x i64 : (i64) -> !llvm.ptr
llvm.store %419, %421 : i64, !llvm.ptr
%422 = arith.constant 0 : i32
%423 = arith.extsi %422 : i32 to i64
%424 = llvm.mlir.constant(1 : i64) : i64
%425 = llvm.alloca %424 x i64 : (i64) -> !llvm.ptr
llvm.store %423, %425 : i64, !llvm.ptr
cf.br ^bb39
^bb39:
%426 = llvm.load %425 : !llvm.ptr -> i64
%427 = arith.constant 14 : i32
%429 = arith.extsi %427 : i32 to i64
%428 = arith.cmpi slt, %426, %429 : i64
cf.cond_br %428, ^bb40, ^bb41
^bb40:
%430 = llvm.load %421 : !llvm.ptr -> i64
%431 = arith.constant 11 : i32
%433 = arith.extsi %431 : i32 to i64
%432 = arith.muli %430, %433 : i64
llvm.store %432, %421 : i64, !llvm.ptr
%434 = llvm.load %425 : !llvm.ptr -> i64
%435 = arith.constant 1 : i32
%437 = arith.extsi %435 : i32 to i64
%436 = arith.addi %434, %437 : i64
llvm.store %436, %425 : i64, !llvm.ptr
cf.br ^bb39
^bb41:
%438 = llvm.mlir.addressof @str_0 : !llvm.ptr
%440 = llvm.load %421 : !llvm.ptr -> i64
%439 = func.call @solve_mod(%440) : (i64) -> i64
%441 = llvm.call @printf(%438, %439) vararg(!llvm.func<i32 (ptr, ...)>) : (!llvm.ptr, i64) -> i32
%442 = arith.constant 0 : i32
func.return %442 : i32
}
}