Problem 688

Piles of Plates: S(10^16) mod 1e9+7. O(sqrt(N)) summation: for each k, q = floor((N - k(k-1)/2) / k), contribution = q*(t+1) - k*q*(q+1)/2, where t = N - k(k-1)/2.

Answer110941813
Output110941813
StatusPASS
Native helperno
Runtime3740 ms
Peak memory1072 KB
Time complexityO(n) (estimated)
Space complexityO(1) (estimated)

Performance comparison

MetricOur solutionBest known
Time complexityO(n)?
Space complexityO(1)?
ApproachFlow solutionNot curated
VerdictUnknown

Flow source

# Project Euler 688
# Piles of Plates: S(10^16) mod 1e9+7.
# O(sqrt(N)) summation: for each k, q = floor((N - k(k-1)/2) / k),
# contribution = q*(t+1) - k*q*(q+1)/2, where t = N - k(k-1)/2.

import euler.nt { isqrt }

const MOD: i64 = 1000000007

function main() -> i32 {
    let N: i64 = 10000000000000000
    let inv2: i64 = (MOD + 1) / 2

    # km = floor((sqrt(8N+1) - 1) / 2)
    let km: i64 = (isqrt(8 * N + 1) - 1) / 2

    let mut t: i64 = N
    let mut t_mod: i64 = N % MOD
    let mut total: i64 = 0
    let mut k: i64 = 1

    while k <= km {
        let q: i64 = t / k
        let q_mod: i64 = q % MOD

        # term1 = q * (t+1) mod MOD
        let mut x: i64 = t_mod + 1
        if x >= MOD { x = x - MOD }
        let term1: i128 = (q_mod as i128) * (x as i128) % (MOD as i128)

        # term2 = k * q*(q+1)/2 mod MOD
        let tri: i128 = (q_mod as i128) * ((q_mod + 1) as i128) % (MOD as i128)
        let tri2: i128 = (tri * (inv2 as i128)) % (MOD as i128)
        let term2: i128 = ((k as i128) * tri2) % (MOD as i128)

        total = total + (term1 as i64)
        if total >= MOD { total = total - MOD }
        total = total - (term2 as i64)
        if total < 0 { total = total + MOD }

        t = t - k
        t_mod = t_mod - (k % MOD)
        if t_mod < 0 { t_mod = t_mod + MOD }

        k = k + 1
    }

    printf("%lld\n", total)
    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);

static const int64_t MOD = 1000000007;

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 N = 10000000000000000;
    int64_t inv2 = FLOW_CHECKED_DIV(((MOD + 1)), (2));
    int64_t km = FLOW_CHECKED_DIV(((isqrt_i64(((8 * N) + 1)) - 1)), (2));
    int64_t t = N;
    int64_t t_mod = FLOW_CHECKED_MOD((N), (MOD));
    int64_t total = 0;
    int64_t k = 1;
    while (k <= km) {
        int64_t q = FLOW_CHECKED_DIV((t), (k));
        int64_t q_mod = FLOW_CHECKED_MOD((q), (MOD));
        int64_t x = (t_mod + 1);
        if (x >= MOD) {
            x = (x - MOD);
        }
        __int128 term1 = FLOW_CHECKED_MOD(((((__int128)(q_mod)) * ((__int128)(x)))), (((__int128)(MOD))));
        __int128 tri = FLOW_CHECKED_MOD(((((__int128)(q_mod)) * ((__int128)((q_mod + 1))))), (((__int128)(MOD))));
        __int128 tri2 = FLOW_CHECKED_MOD(((tri * ((__int128)(inv2)))), (((__int128)(MOD))));
        __int128 term2 = FLOW_CHECKED_MOD(((((__int128)(k)) * tri2)), (((__int128)(MOD))));
        total = (total + ((int64_t)(term1)));
        if (total >= MOD) {
            total = (total - MOD);
        }
        total = (total - ((int64_t)(term2)));
        if (total < 0) {
            total = (total + MOD);
        }
        t = (t - k);
        t_mod = (t_mod - FLOW_CHECKED_MOD((k), (MOD)));
        if (t_mod < 0) {
            t_mod = (t_mod + MOD);
        }
        k = (k + 1);
    }
    printf("%lld\n", total);
    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 @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
  }
  // Constant: MOD
  llvm.mlir.global internal constant @MOD(1000000007 : i64) : i64
  func.func @main() -> i32 {
    %175 = arith.constant 9999995705032704 : i32
    %176 = arith.extsi %175 : i32 to i64
    %177 = llvm.mlir.addressof @MOD : !llvm.ptr
    %178 = llvm.load %177 : !llvm.ptr -> i64
    %179 = arith.constant 1 : i32
    %181 = arith.extsi %179 : i32 to i64
    %180 = arith.addi %178, %181 : i64
    %182 = arith.constant 2 : i32
    %184 = arith.extsi %182 : i32 to i64
    %183 = arith.divsi %180, %184 : i64
    %186 = arith.constant 8 : i32
    %188 = arith.extsi %186 : i32 to i64
    %187 = arith.muli %188, %176 : i64
    %189 = arith.constant 1 : i32
    %191 = arith.extsi %189 : i32 to i64
    %190 = arith.addi %187, %191 : i64
    %185 = func.call @isqrt(%190) : (i64) -> i64
    %192 = arith.constant 1 : i32
    %194 = arith.extsi %192 : i32 to i64
    %193 = arith.subi %185, %194 : i64
    %195 = arith.constant 2 : i32
    %197 = arith.extsi %195 : i32 to i64
    %196 = arith.divsi %193, %197 : i64
    %198 = llvm.mlir.constant(1 : i64) : i64
    %199 = llvm.alloca %198 x i64 : (i64) -> !llvm.ptr
    llvm.store %176, %199 : i64, !llvm.ptr
    %200 = llvm.mlir.addressof @MOD : !llvm.ptr
    %201 = llvm.load %200 : !llvm.ptr -> i64
    %202 = arith.remsi %176, %201 : i64
    %203 = llvm.mlir.constant(1 : i64) : i64
    %204 = llvm.alloca %203 x i64 : (i64) -> !llvm.ptr
    llvm.store %202, %204 : i64, !llvm.ptr
    %205 = arith.constant 0 : i32
    %206 = arith.extsi %205 : i32 to i64
    %207 = llvm.mlir.constant(1 : i64) : i64
    %208 = llvm.alloca %207 x i64 : (i64) -> !llvm.ptr
    llvm.store %206, %208 : i64, !llvm.ptr
    %209 = arith.constant 1 : i32
    %210 = arith.extsi %209 : i32 to i64
    %211 = llvm.mlir.constant(1 : i64) : i64
    %212 = llvm.alloca %211 x i64 : (i64) -> !llvm.ptr
    llvm.store %210, %212 : i64, !llvm.ptr
    cf.br ^bb42
    ^bb42:
    %213 = llvm.load %212 : !llvm.ptr -> i64
    %214 = arith.cmpi sle, %213, %196 : i64
    cf.cond_br %214, ^bb43, ^bb44
    ^bb43:
      %215 = llvm.load %199 : !llvm.ptr -> i64
      %216 = llvm.load %212 : !llvm.ptr -> i64
      %217 = arith.divsi %215, %216 : i64
      %218 = llvm.mlir.addressof @MOD : !llvm.ptr
      %219 = llvm.load %218 : !llvm.ptr -> i64
      %220 = arith.remsi %217, %219 : i64
      %221 = llvm.load %204 : !llvm.ptr -> i64
      %222 = arith.constant 1 : i32
      %224 = arith.extsi %222 : i32 to i64
      %223 = arith.addi %221, %224 : i64
      %225 = llvm.mlir.constant(1 : i64) : i64
      %226 = llvm.alloca %225 x i64 : (i64) -> !llvm.ptr
      llvm.store %223, %226 : i64, !llvm.ptr
      %227 = llvm.load %226 : !llvm.ptr -> i64
      %228 = llvm.mlir.addressof @MOD : !llvm.ptr
      %229 = llvm.load %228 : !llvm.ptr -> i64
      %230 = arith.cmpi sge, %227, %229 : i64
      cf.cond_br %230, ^bb45, ^bb46
      ^bb45:
        %231 = llvm.load %226 : !llvm.ptr -> i64
        %232 = llvm.mlir.addressof @MOD : !llvm.ptr
        %233 = llvm.load %232 : !llvm.ptr -> i64
        %234 = arith.subi %231, %233 : i64
        llvm.store %234, %226 : i64, !llvm.ptr
        cf.br ^bb47
      ^bb46:
        cf.br ^bb47
      ^bb47:
      %235 = arith.extsi %220 : i64 to i128
      %236 = llvm.load %226 : !llvm.ptr -> i64
      %237 = arith.extsi %236 : i64 to i128
      %239 = arith.trunci %235 : i128 to i64
      %240 = arith.trunci %237 : i128 to i64
      %238 = arith.muli %239, %240 : i64
      %241 = llvm.mlir.addressof @MOD : !llvm.ptr
      %242 = llvm.load %241 : !llvm.ptr -> i64
      %243 = arith.extsi %242 : i64 to i128
      %245 = arith.trunci %243 : i128 to i64
      %244 = arith.remsi %238, %245 : i64
      %246 = arith.extsi %244 : i64 to i128
      %247 = arith.extsi %220 : i64 to i128
      %248 = arith.constant 1 : i32
      %250 = arith.extsi %248 : i32 to i64
      %249 = arith.addi %220, %250 : i64
      %251 = arith.extsi %249 : i64 to i128
      %253 = arith.trunci %247 : i128 to i64
      %254 = arith.trunci %251 : i128 to i64
      %252 = arith.muli %253, %254 : i64
      %255 = llvm.mlir.addressof @MOD : !llvm.ptr
      %256 = llvm.load %255 : !llvm.ptr -> i64
      %257 = arith.extsi %256 : i64 to i128
      %259 = arith.trunci %257 : i128 to i64
      %258 = arith.remsi %252, %259 : i64
      %260 = arith.extsi %258 : i64 to i128
      %261 = arith.extsi %183 : i64 to i128
      %263 = arith.trunci %260 : i128 to i64
      %264 = arith.trunci %261 : i128 to i64
      %262 = arith.muli %263, %264 : i64
      %265 = llvm.mlir.addressof @MOD : !llvm.ptr
      %266 = llvm.load %265 : !llvm.ptr -> i64
      %267 = arith.extsi %266 : i64 to i128
      %269 = arith.trunci %267 : i128 to i64
      %268 = arith.remsi %262, %269 : i64
      %270 = arith.extsi %268 : i64 to i128
      %271 = llvm.load %212 : !llvm.ptr -> i64
      %272 = arith.extsi %271 : i64 to i128
      %274 = arith.trunci %272 : i128 to i64
      %275 = arith.trunci %270 : i128 to i64
      %273 = arith.muli %274, %275 : i64
      %276 = llvm.mlir.addressof @MOD : !llvm.ptr
      %277 = llvm.load %276 : !llvm.ptr -> i64
      %278 = arith.extsi %277 : i64 to i128
      %280 = arith.trunci %278 : i128 to i64
      %279 = arith.remsi %273, %280 : i64
      %281 = arith.extsi %279 : i64 to i128
      %282 = llvm.load %208 : !llvm.ptr -> i64
      %283 = arith.trunci %246 : i128 to i64
      %284 = arith.addi %282, %283 : i64
      llvm.store %284, %208 : i64, !llvm.ptr
      %285 = llvm.load %208 : !llvm.ptr -> i64
      %286 = llvm.mlir.addressof @MOD : !llvm.ptr
      %287 = llvm.load %286 : !llvm.ptr -> i64
      %288 = arith.cmpi sge, %285, %287 : i64
      cf.cond_br %288, ^bb48, ^bb49
      ^bb48:
        %289 = llvm.load %208 : !llvm.ptr -> i64
        %290 = llvm.mlir.addressof @MOD : !llvm.ptr
        %291 = llvm.load %290 : !llvm.ptr -> i64
        %292 = arith.subi %289, %291 : i64
        llvm.store %292, %208 : i64, !llvm.ptr
        cf.br ^bb50
      ^bb49:
        cf.br ^bb50
      ^bb50:
      %293 = llvm.load %208 : !llvm.ptr -> i64
      %294 = arith.trunci %281 : i128 to i64
      %295 = arith.subi %293, %294 : i64
      llvm.store %295, %208 : i64, !llvm.ptr
      %296 = llvm.load %208 : !llvm.ptr -> i64
      %297 = arith.constant 0 : i32
      %299 = arith.extsi %297 : i32 to i64
      %298 = arith.cmpi slt, %296, %299 : i64
      cf.cond_br %298, ^bb51, ^bb52
      ^bb51:
        %300 = llvm.load %208 : !llvm.ptr -> i64
        %301 = llvm.mlir.addressof @MOD : !llvm.ptr
        %302 = llvm.load %301 : !llvm.ptr -> i64
        %303 = arith.addi %300, %302 : i64
        llvm.store %303, %208 : i64, !llvm.ptr
        cf.br ^bb53
      ^bb52:
        cf.br ^bb53
      ^bb53:
      %304 = llvm.load %199 : !llvm.ptr -> i64
      %305 = llvm.load %212 : !llvm.ptr -> i64
      %306 = arith.subi %304, %305 : i64
      llvm.store %306, %199 : i64, !llvm.ptr
      %307 = llvm.load %204 : !llvm.ptr -> i64
      %308 = llvm.load %212 : !llvm.ptr -> i64
      %309 = llvm.mlir.addressof @MOD : !llvm.ptr
      %310 = llvm.load %309 : !llvm.ptr -> i64
      %311 = arith.remsi %308, %310 : i64
      %312 = arith.subi %307, %311 : i64
      llvm.store %312, %204 : i64, !llvm.ptr
      %313 = llvm.load %204 : !llvm.ptr -> i64
      %314 = arith.constant 0 : i32
      %316 = arith.extsi %314 : i32 to i64
      %315 = arith.cmpi slt, %313, %316 : i64
      cf.cond_br %315, ^bb54, ^bb55
      ^bb54:
        %317 = llvm.load %204 : !llvm.ptr -> i64
        %318 = llvm.mlir.addressof @MOD : !llvm.ptr
        %319 = llvm.load %318 : !llvm.ptr -> i64
        %320 = arith.addi %317, %319 : i64
        llvm.store %320, %204 : i64, !llvm.ptr
        cf.br ^bb56
      ^bb55:
        cf.br ^bb56
      ^bb56:
      %321 = llvm.load %212 : !llvm.ptr -> i64
      %322 = arith.constant 1 : i32
      %324 = arith.extsi %322 : i32 to i64
      %323 = arith.addi %321, %324 : i64
      llvm.store %323, %212 : i64, !llvm.ptr
      cf.br ^bb42
    ^bb44:
    %325 = llvm.mlir.addressof @str_0 : !llvm.ptr
    %326 = llvm.load %208 : !llvm.ptr -> i64
    %327 = llvm.call @printf(%325, %326) vararg(!llvm.func<i32 (ptr, ...)>) : (!llvm.ptr, i64) -> i32
    %328 = arith.constant 0 : i32
    func.return %328 : i32
  }
}