Problem 940

Two-Dimensional Recurrence — matrix powering; S(50) mod 1123581313.

Answer969134784
Output969134784
StatusPASS
Native helperno
Runtime0 ms
Peak memory1072 KB
Time complexityO(n^2) (estimated)
Space complexityO(n^2) (estimated)

Performance comparison

MetricOur solutionBest known
Time complexityO(n^2)O(log n)
Space complexityO(n^2)O(n^2)
ApproachFlow solutionMatrix exponentiation
VerdictSuboptimal

Flow source

# Project Euler 940
# Two-Dimensional Recurrence — matrix powering; S(50) mod 1123581313.

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

const MOD: i64 = 1123581313

function mmul(A: ptr<i64>, B: ptr<i64>, R: ptr<i64>) -> void {
    R[0] = (A[0] * B[0] + A[1] * B[2]) % MOD
    R[1] = (A[0] * B[1] + A[1] * B[3]) % MOD
    R[2] = (A[2] * B[0] + A[3] * B[2]) % MOD
    R[3] = (A[2] * B[1] + A[3] * B[3]) % MOD
}

function mpow(base: ptr<i64>, exp: i64, out: ptr<i64>) -> void {
    out[0] = 1
    out[1] = 0
    out[2] = 0
    out[3] = 1
    let tmp: ptr<i64> = calloc(4, 8)
    let cur: ptr<i64> = calloc(4, 8)
    cur[0] = base[0]
    cur[1] = base[1]
    cur[2] = base[2]
    cur[3] = base[3]
    let mut e: i64 = exp
    while e > 0 {
        if (e & 1) == 1 {
            mmul(out, cur, tmp)
            out[0] = tmp[0]
            out[1] = tmp[1]
            out[2] = tmp[2]
            out[3] = tmp[3]
        }
        mmul(cur, cur, tmp)
        cur[0] = tmp[0]
        cur[1] = tmp[1]
        cur[2] = tmp[2]
        cur[3] = tmp[3]
        e = e / 2
    }
    free(tmp)
    free(cur)
}

function find_idx(vals: ptr<i64>, n: i64, key: i64) -> i64 {
    let mut i: i64 = 0
    while i < n {
        if vals[i] == key { return i }
        i = i + 1
    }
    return -1
}

function S(k: i64) -> i64 {
    let fib: ptr<i64> = calloc(k + 1, 8)
    fib[0] = 0
    fib[1] = 1
    let mut i: i64 = 2
    while i <= k {
        fib[i] = fib[i - 1] + fib[i - 2]
        i = i + 1
    }
    let idx_vals: ptr<i64> = calloc(k, 8)
    let mut nv: i64 = 0
    let mut t: i64 = 2
    while t <= k {
        idx_vals[nv] = fib[t]
        nv = nv + 1
        t = t + 1
    }
    # unique sorted
    let uniq: ptr<i64> = calloc(nv, 8)
    let mut nu: i64 = 0
    let mut a: i64 = 0
    while a < nv {
        let v: i64 = idx_vals[a]
        if find_idx(uniq, nu, v) < 0 {
            uniq[nu] = v
            nu = nu + 1
        }
        a = a + 1
    }

    let MAT_M: ptr<i64> = calloc(4, 8)
    MAT_M[0] = 1
    MAT_M[1] = 1
    MAT_M[2] = 3
    MAT_M[3] = 2
    let MAT_N: ptr<i64> = calloc(4, 8)
    MAT_N[0] = MOD - 1
    MAT_N[1] = 1
    MAT_N[2] = 1
    MAT_N[3] = 2

    # Store matrices flat: nu * 4
    let powM: ptr<i64> = calloc(nu * 4, 8)
    let powN: ptr<i64> = calloc(nu * 4, 8)
    let mut u: i64 = 0
    while u < nu {
        let outm: ptr<i64> = calloc(4, 8)
        let outn: ptr<i64> = calloc(4, 8)
        mpow(MAT_M, uniq[u], outm)
        mpow(MAT_N, uniq[u], outn)
        powM[u * 4 + 0] = outm[0]
        powM[u * 4 + 1] = outm[1]
        powM[u * 4 + 2] = outm[2]
        powM[u * 4 + 3] = outm[3]
        powN[u * 4 + 0] = outn[0]
        powN[u * 4 + 1] = outn[1]
        powN[u * 4 + 2] = outn[2]
        powN[u * 4 + 3] = outn[3]
        free(outm)
        free(outn)
        u = u + 1
    }

    let mut total: i64 = 0
    let mut mi: i64 = 0
    while mi < nv {
        let m: i64 = idx_vals[mi]
        let im: i64 = find_idx(uniq, nu, m)
        let p0: i64 = (powM[im * 4 + 0] * 0 + powM[im * 4 + 1] * 1) % MOD
        let p1: i64 = (powM[im * 4 + 2] * 0 + powM[im * 4 + 3] * 1) % MOD
        let q0: i64 = (p0 + p1) % MOD
        let mut ni: i64 = 0
        while ni < nv {
            let n: i64 = idx_vals[ni]
            let inn: i64 = find_idx(uniq, nu, n)
            let a_mn: i64 = (powN[inn * 4 + 0] * p0 + powN[inn * 4 + 1] * q0) % MOD
            total = (total + a_mn) % MOD
            ni = ni + 1
        }
        mi = mi + 1
    }
    free(powM)
    free(powN)
    free(MAT_M)
    free(MAT_N)
    free(uniq)
    free(idx_vals)
    free(fib)
    return total
}

function main() -> i32 {
    printf("%lld\n", S(50))
    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; }

void mmul_ptr_i64_ptr_i64_ptr_i64(int64_t* A, int64_t* B, int64_t* R);
void mpow_ptr_i64_i64_ptr_i64(int64_t* base, int64_t exp, int64_t* out);
int64_t find_idx_ptr_i64_i64_i64(int64_t* vals, int64_t n, int64_t key);
int64_t S_i64(int64_t k);
int32_t main(void);

static const int64_t MOD = 1123581313;



void mmul_ptr_i64_ptr_i64_ptr_i64(int64_t* A, int64_t* B, int64_t* R) {
    R[0] = FLOW_CHECKED_MOD((((A[0] * B[0]) + (A[1] * B[2]))), (MOD));
    R[1] = FLOW_CHECKED_MOD((((A[0] * B[1]) + (A[1] * B[3]))), (MOD));
    R[2] = FLOW_CHECKED_MOD((((A[2] * B[0]) + (A[3] * B[2]))), (MOD));
    R[3] = FLOW_CHECKED_MOD((((A[2] * B[1]) + (A[3] * B[3]))), (MOD));
}

void mpow_ptr_i64_i64_ptr_i64(int64_t* base, int64_t exp, int64_t* out) {
    out[0] = 1;
    out[1] = 0;
    out[2] = 0;
    out[3] = 1;
    int64_t* tmp = (int64_t*)(calloc(4, 8));
    int64_t* cur = (int64_t*)(calloc(4, 8));
    cur[0] = base[0];
    cur[1] = base[1];
    cur[2] = base[2];
    cur[3] = base[3];
    int64_t e = exp;
    while (e > 0) {
        if ((e & 1) == 1) {
            mmul_ptr_i64_ptr_i64_ptr_i64(out, cur, tmp);
            out[0] = tmp[0];
            out[1] = tmp[1];
            out[2] = tmp[2];
            out[3] = tmp[3];
        }
        mmul_ptr_i64_ptr_i64_ptr_i64(cur, cur, tmp);
        cur[0] = tmp[0];
        cur[1] = tmp[1];
        cur[2] = tmp[2];
        cur[3] = tmp[3];
        e = FLOW_CHECKED_DIV((e), (2));
    }
    free(tmp);
    free(cur);
}

int64_t find_idx_ptr_i64_i64_i64(int64_t* vals, int64_t n, int64_t key) {
    int64_t i = 0;
    while (i < n) {
        if (vals[i] == key) {
            return i;
        }
        i = (i + 1);
    }
    return (-1);
}

int64_t S_i64(int64_t k) {
    int64_t* fib = (int64_t*)(calloc((k + 1), 8));
    fib[0] = 0;
    fib[1] = 1;
    int64_t i = 2;
    while (i <= k) {
        fib[i] = (fib[(i - 1)] + fib[(i - 2)]);
        i = (i + 1);
    }
    int64_t* idx_vals = (int64_t*)(calloc(k, 8));
    int64_t nv = 0;
    int64_t t = 2;
    while (t <= k) {
        idx_vals[nv] = fib[t];
        nv = (nv + 1);
        t = (t + 1);
    }
    int64_t* uniq = (int64_t*)(calloc(nv, 8));
    int64_t nu = 0;
    int64_t a = 0;
    while (a < nv) {
        int64_t v = idx_vals[a];
        if (find_idx_ptr_i64_i64_i64(uniq, nu, v) < 0) {
            uniq[nu] = v;
            nu = (nu + 1);
        }
        a = (a + 1);
    }
    int64_t* MAT_M = (int64_t*)(calloc(4, 8));
    MAT_M[0] = 1;
    MAT_M[1] = 1;
    MAT_M[2] = 3;
    MAT_M[3] = 2;
    int64_t* MAT_N = (int64_t*)(calloc(4, 8));
    MAT_N[0] = (MOD - 1);
    MAT_N[1] = 1;
    MAT_N[2] = 1;
    MAT_N[3] = 2;
    int64_t* powM = (int64_t*)(calloc((nu * 4), 8));
    int64_t* powN = (int64_t*)(calloc((nu * 4), 8));
    int64_t u = 0;
    while (u < nu) {
        int64_t* outm = (int64_t*)(calloc(4, 8));
        int64_t* outn = (int64_t*)(calloc(4, 8));
        mpow_ptr_i64_i64_ptr_i64(MAT_M, uniq[u], outm);
        mpow_ptr_i64_i64_ptr_i64(MAT_N, uniq[u], outn);
        powM[((u * 4) + 0)] = outm[0];
        powM[((u * 4) + 1)] = outm[1];
        powM[((u * 4) + 2)] = outm[2];
        powM[((u * 4) + 3)] = outm[3];
        powN[((u * 4) + 0)] = outn[0];
        powN[((u * 4) + 1)] = outn[1];
        powN[((u * 4) + 2)] = outn[2];
        powN[((u * 4) + 3)] = outn[3];
        free(outm);
        free(outn);
        u = (u + 1);
    }
    int64_t total = 0;
    int64_t mi = 0;
    while (mi < nv) {
        int64_t m = idx_vals[mi];
        int64_t im = find_idx_ptr_i64_i64_i64(uniq, nu, m);
        int64_t p0 = FLOW_CHECKED_MOD((((powM[((im * 4) + 0)] * 0) + (powM[((im * 4) + 1)] * 1))), (MOD));
        int64_t p1 = FLOW_CHECKED_MOD((((powM[((im * 4) + 2)] * 0) + (powM[((im * 4) + 3)] * 1))), (MOD));
        int64_t q0 = FLOW_CHECKED_MOD(((p0 + p1)), (MOD));
        int64_t ni = 0;
        while (ni < nv) {
            int64_t n = idx_vals[ni];
            int64_t inn = find_idx_ptr_i64_i64_i64(uniq, nu, n);
            int64_t a_mn = FLOW_CHECKED_MOD((((powN[((inn * 4) + 0)] * p0) + (powN[((inn * 4) + 1)] * q0))), (MOD));
            total = FLOW_CHECKED_MOD(((total + a_mn)), (MOD));
            ni = (ni + 1);
        }
        mi = (mi + 1);
    }
    free(powM);
    free(powN);
    free(MAT_M);
    free(MAT_N);
    free(uniq);
    free(idx_vals);
    free(fib);
    return total;
}

int32_t main(void) {
    printf("%lld\n", S_i64(50));
    return 0;
}

Generated MLIR

module {
  llvm.func @printf(!llvm.ptr, ...) -> i32
  llvm.mlir.global internal constant @str_0("%lld\n\00") {addr_space = 0 : i32} : !llvm.array<6 x i8>
  func.func private @calloc(i64, i64) -> !llvm.ptr
  func.func private @free(!llvm.ptr) -> ()
  // Constant: MOD
  llvm.mlir.global internal constant @MOD(1123581313 : i64) : i64
  func.func @mmul(%arg0: !llvm.ptr, %arg1: !llvm.ptr, %arg2: !llvm.ptr) -> () {
    %1 = arith.constant 0 : i32
    %2 = arith.extsi %1 : i32 to i64
    %3 = llvm.getelementptr %arg0[%2] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
    %0 = llvm.load %3 : !llvm.ptr -> i64
    %5 = arith.constant 0 : i32
    %6 = arith.extsi %5 : i32 to i64
    %7 = llvm.getelementptr %arg1[%6] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
    %4 = llvm.load %7 : !llvm.ptr -> i64
    %8 = arith.muli %0, %4 : i64
    %10 = arith.constant 1 : i32
    %11 = arith.extsi %10 : i32 to i64
    %12 = llvm.getelementptr %arg0[%11] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
    %9 = llvm.load %12 : !llvm.ptr -> i64
    %14 = arith.constant 2 : i32
    %15 = arith.extsi %14 : i32 to i64
    %16 = llvm.getelementptr %arg1[%15] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
    %13 = llvm.load %16 : !llvm.ptr -> i64
    %17 = arith.muli %9, %13 : i64
    %18 = arith.addi %8, %17 : i64
    %19 = llvm.mlir.addressof @MOD : !llvm.ptr
    %20 = llvm.load %19 : !llvm.ptr -> i64
    %21 = arith.remsi %18, %20 : i64
    %22 = arith.constant 0 : i32
    %23 = arith.extsi %22 : i32 to i64
    %24 = llvm.getelementptr %arg2[%23] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
    llvm.store %21, %24 : i64, !llvm.ptr
    %26 = arith.constant 0 : i32
    %27 = arith.extsi %26 : i32 to i64
    %28 = llvm.getelementptr %arg0[%27] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
    %25 = llvm.load %28 : !llvm.ptr -> i64
    %30 = arith.constant 1 : i32
    %31 = arith.extsi %30 : i32 to i64
    %32 = llvm.getelementptr %arg1[%31] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
    %29 = llvm.load %32 : !llvm.ptr -> i64
    %33 = arith.muli %25, %29 : i64
    %35 = arith.constant 1 : i32
    %36 = arith.extsi %35 : i32 to i64
    %37 = llvm.getelementptr %arg0[%36] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
    %34 = llvm.load %37 : !llvm.ptr -> i64
    %39 = arith.constant 3 : i32
    %40 = arith.extsi %39 : i32 to i64
    %41 = llvm.getelementptr %arg1[%40] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
    %38 = llvm.load %41 : !llvm.ptr -> i64
    %42 = arith.muli %34, %38 : i64
    %43 = arith.addi %33, %42 : i64
    %44 = llvm.mlir.addressof @MOD : !llvm.ptr
    %45 = llvm.load %44 : !llvm.ptr -> i64
    %46 = arith.remsi %43, %45 : i64
    %47 = arith.constant 1 : i32
    %48 = arith.extsi %47 : i32 to i64
    %49 = llvm.getelementptr %arg2[%48] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
    llvm.store %46, %49 : i64, !llvm.ptr
    %51 = arith.constant 2 : i32
    %52 = arith.extsi %51 : i32 to i64
    %53 = llvm.getelementptr %arg0[%52] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
    %50 = llvm.load %53 : !llvm.ptr -> i64
    %55 = arith.constant 0 : i32
    %56 = arith.extsi %55 : i32 to i64
    %57 = llvm.getelementptr %arg1[%56] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
    %54 = llvm.load %57 : !llvm.ptr -> i64
    %58 = arith.muli %50, %54 : i64
    %60 = arith.constant 3 : i32
    %61 = arith.extsi %60 : i32 to i64
    %62 = llvm.getelementptr %arg0[%61] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
    %59 = llvm.load %62 : !llvm.ptr -> i64
    %64 = arith.constant 2 : i32
    %65 = arith.extsi %64 : i32 to i64
    %66 = llvm.getelementptr %arg1[%65] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
    %63 = llvm.load %66 : !llvm.ptr -> i64
    %67 = arith.muli %59, %63 : i64
    %68 = arith.addi %58, %67 : i64
    %69 = llvm.mlir.addressof @MOD : !llvm.ptr
    %70 = llvm.load %69 : !llvm.ptr -> i64
    %71 = arith.remsi %68, %70 : i64
    %72 = arith.constant 2 : i32
    %73 = arith.extsi %72 : i32 to i64
    %74 = llvm.getelementptr %arg2[%73] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
    llvm.store %71, %74 : i64, !llvm.ptr
    %76 = arith.constant 2 : i32
    %77 = arith.extsi %76 : i32 to i64
    %78 = llvm.getelementptr %arg0[%77] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
    %75 = llvm.load %78 : !llvm.ptr -> i64
    %80 = arith.constant 1 : i32
    %81 = arith.extsi %80 : i32 to i64
    %82 = llvm.getelementptr %arg1[%81] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
    %79 = llvm.load %82 : !llvm.ptr -> i64
    %83 = arith.muli %75, %79 : i64
    %85 = arith.constant 3 : i32
    %86 = arith.extsi %85 : i32 to i64
    %87 = llvm.getelementptr %arg0[%86] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
    %84 = llvm.load %87 : !llvm.ptr -> i64
    %89 = arith.constant 3 : i32
    %90 = arith.extsi %89 : i32 to i64
    %91 = llvm.getelementptr %arg1[%90] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
    %88 = llvm.load %91 : !llvm.ptr -> i64
    %92 = arith.muli %84, %88 : i64
    %93 = arith.addi %83, %92 : i64
    %94 = llvm.mlir.addressof @MOD : !llvm.ptr
    %95 = llvm.load %94 : !llvm.ptr -> i64
    %96 = arith.remsi %93, %95 : i64
    %97 = arith.constant 3 : i32
    %98 = arith.extsi %97 : i32 to i64
    %99 = llvm.getelementptr %arg2[%98] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
    llvm.store %96, %99 : i64, !llvm.ptr
    func.return
  }
  func.func @mpow(%arg0: !llvm.ptr, %arg1: i64, %arg2: !llvm.ptr) -> () {
    %100 = arith.constant 1 : i32
    %101 = arith.constant 0 : i32
    %102 = arith.extsi %100 : i32 to i64
    %103 = arith.extsi %101 : i32 to i64
    %104 = llvm.getelementptr %arg2[%103] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
    llvm.store %102, %104 : i64, !llvm.ptr
    %105 = arith.constant 0 : i32
    %106 = arith.constant 1 : i32
    %107 = arith.extsi %105 : i32 to i64
    %108 = arith.extsi %106 : i32 to i64
    %109 = llvm.getelementptr %arg2[%108] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
    llvm.store %107, %109 : i64, !llvm.ptr
    %110 = arith.constant 0 : i32
    %111 = arith.constant 2 : i32
    %112 = arith.extsi %110 : i32 to i64
    %113 = arith.extsi %111 : i32 to i64
    %114 = llvm.getelementptr %arg2[%113] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
    llvm.store %112, %114 : i64, !llvm.ptr
    %115 = arith.constant 1 : i32
    %116 = arith.constant 3 : i32
    %117 = arith.extsi %115 : i32 to i64
    %118 = arith.extsi %116 : i32 to i64
    %119 = llvm.getelementptr %arg2[%118] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
    llvm.store %117, %119 : i64, !llvm.ptr
    %121 = arith.constant 4 : i32
    %122 = arith.constant 8 : i32
    %123 = arith.extsi %121 : i32 to i64
    %124 = arith.extsi %122 : i32 to i64
    %120 = func.call @calloc(%123, %124) : (i64, i64) -> !llvm.ptr
    %126 = arith.constant 4 : i32
    %127 = arith.constant 8 : i32
    %128 = arith.extsi %126 : i32 to i64
    %129 = arith.extsi %127 : i32 to i64
    %125 = func.call @calloc(%128, %129) : (i64, i64) -> !llvm.ptr
    %131 = arith.constant 0 : i32
    %132 = arith.extsi %131 : i32 to i64
    %133 = llvm.getelementptr %arg0[%132] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
    %130 = llvm.load %133 : !llvm.ptr -> i64
    %134 = arith.constant 0 : i32
    %135 = arith.extsi %134 : i32 to i64
    %136 = llvm.getelementptr %125[%135] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
    llvm.store %130, %136 : i64, !llvm.ptr
    %138 = arith.constant 1 : i32
    %139 = arith.extsi %138 : i32 to i64
    %140 = llvm.getelementptr %arg0[%139] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
    %137 = llvm.load %140 : !llvm.ptr -> i64
    %141 = arith.constant 1 : i32
    %142 = arith.extsi %141 : i32 to i64
    %143 = llvm.getelementptr %125[%142] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
    llvm.store %137, %143 : i64, !llvm.ptr
    %145 = arith.constant 2 : i32
    %146 = arith.extsi %145 : i32 to i64
    %147 = llvm.getelementptr %arg0[%146] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
    %144 = llvm.load %147 : !llvm.ptr -> i64
    %148 = arith.constant 2 : i32
    %149 = arith.extsi %148 : i32 to i64
    %150 = llvm.getelementptr %125[%149] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
    llvm.store %144, %150 : i64, !llvm.ptr
    %152 = arith.constant 3 : i32
    %153 = arith.extsi %152 : i32 to i64
    %154 = llvm.getelementptr %arg0[%153] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
    %151 = llvm.load %154 : !llvm.ptr -> i64
    %155 = arith.constant 3 : i32
    %156 = arith.extsi %155 : i32 to i64
    %157 = llvm.getelementptr %125[%156] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
    llvm.store %151, %157 : i64, !llvm.ptr
    %158 = llvm.mlir.constant(1 : i64) : i64
    %159 = llvm.alloca %158 x i64 : (i64) -> !llvm.ptr
    llvm.store %arg1, %159 : i64, !llvm.ptr
    cf.br ^bb0
    ^bb0:
    %160 = llvm.load %159 : !llvm.ptr -> i64
    %161 = arith.constant 0 : i32
    %163 = arith.extsi %161 : i32 to i64
    %162 = arith.cmpi sgt, %160, %163 : i64
    cf.cond_br %162, ^bb1, ^bb2
    ^bb1:
      %164 = llvm.load %159 : !llvm.ptr -> i64
      %165 = arith.constant 1 : i32
      %167 = arith.extsi %165 : i32 to i64
      %166 = arith.andi %164, %167 : i64
      %168 = arith.constant 1 : i32
      %170 = arith.extsi %168 : i32 to i64
      %169 = arith.cmpi eq, %166, %170 : i64
      cf.cond_br %169, ^bb3, ^bb4
      ^bb3:
        func.call @mmul(%arg2, %125, %120) : (!llvm.ptr, !llvm.ptr, !llvm.ptr) -> ()
        %173 = arith.constant 0 : i32
        %174 = arith.extsi %173 : i32 to i64
        %175 = llvm.getelementptr %120[%174] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
        %172 = llvm.load %175 : !llvm.ptr -> i64
        %176 = arith.constant 0 : i32
        %177 = arith.extsi %176 : i32 to i64
        %178 = llvm.getelementptr %arg2[%177] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
        llvm.store %172, %178 : i64, !llvm.ptr
        %180 = arith.constant 1 : i32
        %181 = arith.extsi %180 : i32 to i64
        %182 = llvm.getelementptr %120[%181] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
        %179 = llvm.load %182 : !llvm.ptr -> i64
        %183 = arith.constant 1 : i32
        %184 = arith.extsi %183 : i32 to i64
        %185 = llvm.getelementptr %arg2[%184] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
        llvm.store %179, %185 : i64, !llvm.ptr
        %187 = arith.constant 2 : i32
        %188 = arith.extsi %187 : i32 to i64
        %189 = llvm.getelementptr %120[%188] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
        %186 = llvm.load %189 : !llvm.ptr -> i64
        %190 = arith.constant 2 : i32
        %191 = arith.extsi %190 : i32 to i64
        %192 = llvm.getelementptr %arg2[%191] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
        llvm.store %186, %192 : i64, !llvm.ptr
        %194 = arith.constant 3 : i32
        %195 = arith.extsi %194 : i32 to i64
        %196 = llvm.getelementptr %120[%195] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
        %193 = llvm.load %196 : !llvm.ptr -> i64
        %197 = arith.constant 3 : i32
        %198 = arith.extsi %197 : i32 to i64
        %199 = llvm.getelementptr %arg2[%198] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
        llvm.store %193, %199 : i64, !llvm.ptr
        cf.br ^bb5
      ^bb4:
        cf.br ^bb5
      ^bb5:
      func.call @mmul(%125, %125, %120) : (!llvm.ptr, !llvm.ptr, !llvm.ptr) -> ()
      %202 = arith.constant 0 : i32
      %203 = arith.extsi %202 : i32 to i64
      %204 = llvm.getelementptr %120[%203] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
      %201 = llvm.load %204 : !llvm.ptr -> i64
      %205 = arith.constant 0 : i32
      %206 = arith.extsi %205 : i32 to i64
      %207 = llvm.getelementptr %125[%206] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
      llvm.store %201, %207 : i64, !llvm.ptr
      %209 = arith.constant 1 : i32
      %210 = arith.extsi %209 : i32 to i64
      %211 = llvm.getelementptr %120[%210] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
      %208 = llvm.load %211 : !llvm.ptr -> i64
      %212 = arith.constant 1 : i32
      %213 = arith.extsi %212 : i32 to i64
      %214 = llvm.getelementptr %125[%213] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
      llvm.store %208, %214 : i64, !llvm.ptr
      %216 = arith.constant 2 : i32
      %217 = arith.extsi %216 : i32 to i64
      %218 = llvm.getelementptr %120[%217] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
      %215 = llvm.load %218 : !llvm.ptr -> i64
      %219 = arith.constant 2 : i32
      %220 = arith.extsi %219 : i32 to i64
      %221 = llvm.getelementptr %125[%220] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
      llvm.store %215, %221 : i64, !llvm.ptr
      %223 = arith.constant 3 : i32
      %224 = arith.extsi %223 : i32 to i64
      %225 = llvm.getelementptr %120[%224] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
      %222 = llvm.load %225 : !llvm.ptr -> i64
      %226 = arith.constant 3 : i32
      %227 = arith.extsi %226 : i32 to i64
      %228 = llvm.getelementptr %125[%227] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
      llvm.store %222, %228 : i64, !llvm.ptr
      %229 = llvm.load %159 : !llvm.ptr -> i64
      %230 = arith.constant 2 : i32
      %232 = arith.extsi %230 : i32 to i64
      %231 = arith.divsi %229, %232 : i64
      llvm.store %231, %159 : i64, !llvm.ptr
      cf.br ^bb0
    ^bb2:
    func.call @free(%120) : (!llvm.ptr) -> ()
    func.call @free(%125) : (!llvm.ptr) -> ()
    func.return
  }
  func.func @find_idx(%arg0: !llvm.ptr, %arg1: i64, %arg2: i64) -> i64 {
    %235 = arith.constant 0 : i32
    %236 = arith.extsi %235 : i32 to i64
    %237 = llvm.mlir.constant(1 : i64) : i64
    %238 = llvm.alloca %237 x i64 : (i64) -> !llvm.ptr
    llvm.store %236, %238 : i64, !llvm.ptr
    cf.br ^bb6
    ^bb6:
    %239 = llvm.load %238 : !llvm.ptr -> i64
    %240 = arith.cmpi slt, %239, %arg1 : i64
    cf.cond_br %240, ^bb7, ^bb8
    ^bb7:
      %242 = llvm.load %238 : !llvm.ptr -> i64
      %243 = llvm.getelementptr %arg0[%242] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
      %241 = llvm.load %243 : !llvm.ptr -> i64
      %244 = arith.cmpi eq, %241, %arg2 : i64
      cf.cond_br %244, ^bb9, ^bb10
      ^bb9:
        %245 = llvm.load %238 : !llvm.ptr -> i64
        func.return %245 : i64
      ^bb10:
        cf.br ^bb11
      ^bb11:
      %246 = llvm.load %238 : !llvm.ptr -> i64
      %247 = arith.constant 1 : i32
      %249 = arith.extsi %247 : i32 to i64
      %248 = arith.addi %246, %249 : i64
      llvm.store %248, %238 : i64, !llvm.ptr
      cf.br ^bb6
    ^bb8:
    %250 = arith.constant 1 : i32
    %252 = arith.constant 0 : i32
    %251 = arith.subi %252, %250 : i32
    %253 = arith.extsi %251 : i32 to i64
    func.return %253 : i64
  }
  func.func @S(%arg0: i64) -> i64 {
    %255 = arith.constant 1 : i32
    %257 = arith.extsi %255 : i32 to i64
    %256 = arith.addi %arg0, %257 : i64
    %258 = arith.constant 8 : i32
    %259 = arith.extsi %258 : i32 to i64
    %254 = func.call @calloc(%256, %259) : (i64, i64) -> !llvm.ptr
    %260 = arith.constant 0 : i32
    %261 = arith.constant 0 : i32
    %262 = arith.extsi %260 : i32 to i64
    %263 = arith.extsi %261 : i32 to i64
    %264 = llvm.getelementptr %254[%263] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
    llvm.store %262, %264 : i64, !llvm.ptr
    %265 = arith.constant 1 : i32
    %266 = arith.constant 1 : i32
    %267 = arith.extsi %265 : i32 to i64
    %268 = arith.extsi %266 : i32 to i64
    %269 = llvm.getelementptr %254[%268] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
    llvm.store %267, %269 : i64, !llvm.ptr
    %270 = arith.constant 2 : i32
    %271 = arith.extsi %270 : i32 to i64
    %272 = llvm.mlir.constant(1 : i64) : i64
    %273 = llvm.alloca %272 x i64 : (i64) -> !llvm.ptr
    llvm.store %271, %273 : i64, !llvm.ptr
    cf.br ^bb12
    ^bb12:
    %274 = llvm.load %273 : !llvm.ptr -> i64
    %275 = arith.cmpi sle, %274, %arg0 : i64
    cf.cond_br %275, ^bb13, ^bb14
    ^bb13:
      %277 = llvm.load %273 : !llvm.ptr -> i64
      %278 = arith.constant 1 : i32
      %280 = arith.extsi %278 : i32 to i64
      %279 = arith.subi %277, %280 : i64
      %281 = llvm.getelementptr %254[%279] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
      %276 = llvm.load %281 : !llvm.ptr -> i64
      %283 = llvm.load %273 : !llvm.ptr -> i64
      %284 = arith.constant 2 : i32
      %286 = arith.extsi %284 : i32 to i64
      %285 = arith.subi %283, %286 : i64
      %287 = llvm.getelementptr %254[%285] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
      %282 = llvm.load %287 : !llvm.ptr -> i64
      %288 = arith.addi %276, %282 : i64
      %289 = llvm.load %273 : !llvm.ptr -> i64
      %290 = llvm.getelementptr %254[%289] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
      llvm.store %288, %290 : i64, !llvm.ptr
      %291 = llvm.load %273 : !llvm.ptr -> i64
      %292 = arith.constant 1 : i32
      %294 = arith.extsi %292 : i32 to i64
      %293 = arith.addi %291, %294 : i64
      llvm.store %293, %273 : i64, !llvm.ptr
      cf.br ^bb12
    ^bb14:
    %296 = arith.constant 8 : i32
    %297 = arith.extsi %296 : i32 to i64
    %295 = func.call @calloc(%arg0, %297) : (i64, i64) -> !llvm.ptr
    %298 = arith.constant 0 : i32
    %299 = arith.extsi %298 : i32 to i64
    %300 = llvm.mlir.constant(1 : i64) : i64
    %301 = llvm.alloca %300 x i64 : (i64) -> !llvm.ptr
    llvm.store %299, %301 : i64, !llvm.ptr
    %302 = arith.constant 2 : i32
    %303 = arith.extsi %302 : i32 to i64
    %304 = llvm.mlir.constant(1 : i64) : i64
    %305 = llvm.alloca %304 x i64 : (i64) -> !llvm.ptr
    llvm.store %303, %305 : i64, !llvm.ptr
    cf.br ^bb15
    ^bb15:
    %306 = llvm.load %305 : !llvm.ptr -> i64
    %307 = arith.cmpi sle, %306, %arg0 : i64
    cf.cond_br %307, ^bb16, ^bb17
    ^bb16:
      %309 = llvm.load %305 : !llvm.ptr -> i64
      %310 = llvm.getelementptr %254[%309] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
      %308 = llvm.load %310 : !llvm.ptr -> i64
      %311 = llvm.load %301 : !llvm.ptr -> i64
      %312 = llvm.getelementptr %295[%311] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
      llvm.store %308, %312 : i64, !llvm.ptr
      %313 = llvm.load %301 : !llvm.ptr -> i64
      %314 = arith.constant 1 : i32
      %316 = arith.extsi %314 : i32 to i64
      %315 = arith.addi %313, %316 : i64
      llvm.store %315, %301 : i64, !llvm.ptr
      %317 = llvm.load %305 : !llvm.ptr -> i64
      %318 = arith.constant 1 : i32
      %320 = arith.extsi %318 : i32 to i64
      %319 = arith.addi %317, %320 : i64
      llvm.store %319, %305 : i64, !llvm.ptr
      cf.br ^bb15
    ^bb17:
    %322 = llvm.load %301 : !llvm.ptr -> i64
    %323 = arith.constant 8 : i32
    %324 = arith.extsi %323 : i32 to i64
    %321 = func.call @calloc(%322, %324) : (i64, i64) -> !llvm.ptr
    %325 = arith.constant 0 : i32
    %326 = arith.extsi %325 : i32 to i64
    %327 = llvm.mlir.constant(1 : i64) : i64
    %328 = llvm.alloca %327 x i64 : (i64) -> !llvm.ptr
    llvm.store %326, %328 : i64, !llvm.ptr
    %329 = arith.constant 0 : i32
    %330 = arith.extsi %329 : i32 to i64
    %331 = llvm.mlir.constant(1 : i64) : i64
    %332 = llvm.alloca %331 x i64 : (i64) -> !llvm.ptr
    llvm.store %330, %332 : i64, !llvm.ptr
    cf.br ^bb18
    ^bb18:
    %333 = llvm.load %332 : !llvm.ptr -> i64
    %334 = llvm.load %301 : !llvm.ptr -> i64
    %335 = arith.cmpi slt, %333, %334 : i64
    cf.cond_br %335, ^bb19, ^bb20
    ^bb19:
      %337 = llvm.load %332 : !llvm.ptr -> i64
      %338 = llvm.getelementptr %295[%337] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
      %336 = llvm.load %338 : !llvm.ptr -> i64
      %340 = llvm.load %328 : !llvm.ptr -> i64
      %339 = func.call @find_idx(%321, %340, %336) : (!llvm.ptr, i64, i64) -> i64
      %341 = arith.constant 0 : i32
      %343 = arith.extsi %341 : i32 to i64
      %342 = arith.cmpi slt, %339, %343 : i64
      cf.cond_br %342, ^bb21, ^bb22
      ^bb21:
        %344 = llvm.load %328 : !llvm.ptr -> i64
        %345 = llvm.getelementptr %321[%344] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
        llvm.store %336, %345 : i64, !llvm.ptr
        %346 = llvm.load %328 : !llvm.ptr -> i64
        %347 = arith.constant 1 : i32
        %349 = arith.extsi %347 : i32 to i64
        %348 = arith.addi %346, %349 : i64
        llvm.store %348, %328 : i64, !llvm.ptr
        cf.br ^bb23
      ^bb22:
        cf.br ^bb23
      ^bb23:
      %350 = llvm.load %332 : !llvm.ptr -> i64
      %351 = arith.constant 1 : i32
      %353 = arith.extsi %351 : i32 to i64
      %352 = arith.addi %350, %353 : i64
      llvm.store %352, %332 : i64, !llvm.ptr
      cf.br ^bb18
    ^bb20:
    %355 = arith.constant 4 : i32
    %356 = arith.constant 8 : i32
    %357 = arith.extsi %355 : i32 to i64
    %358 = arith.extsi %356 : i32 to i64
    %354 = func.call @calloc(%357, %358) : (i64, i64) -> !llvm.ptr
    %359 = arith.constant 1 : i32
    %360 = arith.constant 0 : i32
    %361 = arith.extsi %359 : i32 to i64
    %362 = arith.extsi %360 : i32 to i64
    %363 = llvm.getelementptr %354[%362] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
    llvm.store %361, %363 : i64, !llvm.ptr
    %364 = arith.constant 1 : i32
    %365 = arith.constant 1 : i32
    %366 = arith.extsi %364 : i32 to i64
    %367 = arith.extsi %365 : i32 to i64
    %368 = llvm.getelementptr %354[%367] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
    llvm.store %366, %368 : i64, !llvm.ptr
    %369 = arith.constant 3 : i32
    %370 = arith.constant 2 : i32
    %371 = arith.extsi %369 : i32 to i64
    %372 = arith.extsi %370 : i32 to i64
    %373 = llvm.getelementptr %354[%372] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
    llvm.store %371, %373 : i64, !llvm.ptr
    %374 = arith.constant 2 : i32
    %375 = arith.constant 3 : i32
    %376 = arith.extsi %374 : i32 to i64
    %377 = arith.extsi %375 : i32 to i64
    %378 = llvm.getelementptr %354[%377] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
    llvm.store %376, %378 : i64, !llvm.ptr
    %380 = arith.constant 4 : i32
    %381 = arith.constant 8 : i32
    %382 = arith.extsi %380 : i32 to i64
    %383 = arith.extsi %381 : i32 to i64
    %379 = func.call @calloc(%382, %383) : (i64, i64) -> !llvm.ptr
    %384 = llvm.mlir.addressof @MOD : !llvm.ptr
    %385 = llvm.load %384 : !llvm.ptr -> i64
    %386 = arith.constant 1 : i32
    %388 = arith.extsi %386 : i32 to i64
    %387 = arith.subi %385, %388 : i64
    %389 = arith.constant 0 : i32
    %390 = arith.extsi %389 : i32 to i64
    %391 = llvm.getelementptr %379[%390] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
    llvm.store %387, %391 : i64, !llvm.ptr
    %392 = arith.constant 1 : i32
    %393 = arith.constant 1 : i32
    %394 = arith.extsi %392 : i32 to i64
    %395 = arith.extsi %393 : i32 to i64
    %396 = llvm.getelementptr %379[%395] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
    llvm.store %394, %396 : i64, !llvm.ptr
    %397 = arith.constant 1 : i32
    %398 = arith.constant 2 : i32
    %399 = arith.extsi %397 : i32 to i64
    %400 = arith.extsi %398 : i32 to i64
    %401 = llvm.getelementptr %379[%400] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
    llvm.store %399, %401 : i64, !llvm.ptr
    %402 = arith.constant 2 : i32
    %403 = arith.constant 3 : i32
    %404 = arith.extsi %402 : i32 to i64
    %405 = arith.extsi %403 : i32 to i64
    %406 = llvm.getelementptr %379[%405] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
    llvm.store %404, %406 : i64, !llvm.ptr
    %408 = llvm.load %328 : !llvm.ptr -> i64
    %409 = arith.constant 4 : i32
    %411 = arith.extsi %409 : i32 to i64
    %410 = arith.muli %408, %411 : i64
    %412 = arith.constant 8 : i32
    %413 = arith.extsi %412 : i32 to i64
    %407 = func.call @calloc(%410, %413) : (i64, i64) -> !llvm.ptr
    %415 = llvm.load %328 : !llvm.ptr -> i64
    %416 = arith.constant 4 : i32
    %418 = arith.extsi %416 : i32 to i64
    %417 = arith.muli %415, %418 : i64
    %419 = arith.constant 8 : i32
    %420 = arith.extsi %419 : i32 to i64
    %414 = func.call @calloc(%417, %420) : (i64, i64) -> !llvm.ptr
    %421 = arith.constant 0 : i32
    %422 = arith.extsi %421 : i32 to i64
    %423 = llvm.mlir.constant(1 : i64) : i64
    %424 = llvm.alloca %423 x i64 : (i64) -> !llvm.ptr
    llvm.store %422, %424 : i64, !llvm.ptr
    cf.br ^bb24
    ^bb24:
    %425 = llvm.load %424 : !llvm.ptr -> i64
    %426 = llvm.load %328 : !llvm.ptr -> i64
    %427 = arith.cmpi slt, %425, %426 : i64
    cf.cond_br %427, ^bb25, ^bb26
    ^bb25:
      %429 = arith.constant 4 : i32
      %430 = arith.constant 8 : i32
      %431 = arith.extsi %429 : i32 to i64
      %432 = arith.extsi %430 : i32 to i64
      %428 = func.call @calloc(%431, %432) : (i64, i64) -> !llvm.ptr
      %434 = arith.constant 4 : i32
      %435 = arith.constant 8 : i32
      %436 = arith.extsi %434 : i32 to i64
      %437 = arith.extsi %435 : i32 to i64
      %433 = func.call @calloc(%436, %437) : (i64, i64) -> !llvm.ptr
      %440 = llvm.load %424 : !llvm.ptr -> i64
      %441 = llvm.getelementptr %321[%440] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
      %439 = llvm.load %441 : !llvm.ptr -> i64
      func.call @mpow(%354, %439, %428) : (!llvm.ptr, i64, !llvm.ptr) -> ()
      %444 = llvm.load %424 : !llvm.ptr -> i64
      %445 = llvm.getelementptr %321[%444] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
      %443 = llvm.load %445 : !llvm.ptr -> i64
      func.call @mpow(%379, %443, %433) : (!llvm.ptr, i64, !llvm.ptr) -> ()
      %447 = arith.constant 0 : i32
      %448 = arith.extsi %447 : i32 to i64
      %449 = llvm.getelementptr %428[%448] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
      %446 = llvm.load %449 : !llvm.ptr -> i64
      %450 = llvm.load %424 : !llvm.ptr -> i64
      %451 = arith.constant 4 : i32
      %453 = arith.extsi %451 : i32 to i64
      %452 = arith.muli %450, %453 : i64
      %454 = arith.constant 0 : i32
      %456 = arith.extsi %454 : i32 to i64
      %455 = arith.addi %452, %456 : i64
      %457 = llvm.getelementptr %407[%455] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
      llvm.store %446, %457 : i64, !llvm.ptr
      %459 = arith.constant 1 : i32
      %460 = arith.extsi %459 : i32 to i64
      %461 = llvm.getelementptr %428[%460] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
      %458 = llvm.load %461 : !llvm.ptr -> i64
      %462 = llvm.load %424 : !llvm.ptr -> i64
      %463 = arith.constant 4 : i32
      %465 = arith.extsi %463 : i32 to i64
      %464 = arith.muli %462, %465 : i64
      %466 = arith.constant 1 : i32
      %468 = arith.extsi %466 : i32 to i64
      %467 = arith.addi %464, %468 : i64
      %469 = llvm.getelementptr %407[%467] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
      llvm.store %458, %469 : i64, !llvm.ptr
      %471 = arith.constant 2 : i32
      %472 = arith.extsi %471 : i32 to i64
      %473 = llvm.getelementptr %428[%472] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
      %470 = llvm.load %473 : !llvm.ptr -> i64
      %474 = llvm.load %424 : !llvm.ptr -> i64
      %475 = arith.constant 4 : i32
      %477 = arith.extsi %475 : i32 to i64
      %476 = arith.muli %474, %477 : i64
      %478 = arith.constant 2 : i32
      %480 = arith.extsi %478 : i32 to i64
      %479 = arith.addi %476, %480 : i64
      %481 = llvm.getelementptr %407[%479] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
      llvm.store %470, %481 : i64, !llvm.ptr
      %483 = arith.constant 3 : i32
      %484 = arith.extsi %483 : i32 to i64
      %485 = llvm.getelementptr %428[%484] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
      %482 = llvm.load %485 : !llvm.ptr -> i64
      %486 = llvm.load %424 : !llvm.ptr -> i64
      %487 = arith.constant 4 : i32
      %489 = arith.extsi %487 : i32 to i64
      %488 = arith.muli %486, %489 : i64
      %490 = arith.constant 3 : i32
      %492 = arith.extsi %490 : i32 to i64
      %491 = arith.addi %488, %492 : i64
      %493 = llvm.getelementptr %407[%491] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
      llvm.store %482, %493 : i64, !llvm.ptr
      %495 = arith.constant 0 : i32
      %496 = arith.extsi %495 : i32 to i64
      %497 = llvm.getelementptr %433[%496] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
      %494 = llvm.load %497 : !llvm.ptr -> i64
      %498 = llvm.load %424 : !llvm.ptr -> i64
      %499 = arith.constant 4 : i32
      %501 = arith.extsi %499 : i32 to i64
      %500 = arith.muli %498, %501 : i64
      %502 = arith.constant 0 : i32
      %504 = arith.extsi %502 : i32 to i64
      %503 = arith.addi %500, %504 : i64
      %505 = llvm.getelementptr %414[%503] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
      llvm.store %494, %505 : i64, !llvm.ptr
      %507 = arith.constant 1 : i32
      %508 = arith.extsi %507 : i32 to i64
      %509 = llvm.getelementptr %433[%508] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
      %506 = llvm.load %509 : !llvm.ptr -> i64
      %510 = llvm.load %424 : !llvm.ptr -> i64
      %511 = arith.constant 4 : i32
      %513 = arith.extsi %511 : i32 to i64
      %512 = arith.muli %510, %513 : i64
      %514 = arith.constant 1 : i32
      %516 = arith.extsi %514 : i32 to i64
      %515 = arith.addi %512, %516 : i64
      %517 = llvm.getelementptr %414[%515] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
      llvm.store %506, %517 : i64, !llvm.ptr
      %519 = arith.constant 2 : i32
      %520 = arith.extsi %519 : i32 to i64
      %521 = llvm.getelementptr %433[%520] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
      %518 = llvm.load %521 : !llvm.ptr -> i64
      %522 = llvm.load %424 : !llvm.ptr -> i64
      %523 = arith.constant 4 : i32
      %525 = arith.extsi %523 : i32 to i64
      %524 = arith.muli %522, %525 : i64
      %526 = arith.constant 2 : i32
      %528 = arith.extsi %526 : i32 to i64
      %527 = arith.addi %524, %528 : i64
      %529 = llvm.getelementptr %414[%527] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
      llvm.store %518, %529 : i64, !llvm.ptr
      %531 = arith.constant 3 : i32
      %532 = arith.extsi %531 : i32 to i64
      %533 = llvm.getelementptr %433[%532] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
      %530 = llvm.load %533 : !llvm.ptr -> i64
      %534 = llvm.load %424 : !llvm.ptr -> i64
      %535 = arith.constant 4 : i32
      %537 = arith.extsi %535 : i32 to i64
      %536 = arith.muli %534, %537 : i64
      %538 = arith.constant 3 : i32
      %540 = arith.extsi %538 : i32 to i64
      %539 = arith.addi %536, %540 : i64
      %541 = llvm.getelementptr %414[%539] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
      llvm.store %530, %541 : i64, !llvm.ptr
      func.call @free(%428) : (!llvm.ptr) -> ()
      func.call @free(%433) : (!llvm.ptr) -> ()
      %544 = llvm.load %424 : !llvm.ptr -> i64
      %545 = arith.constant 1 : i32
      %547 = arith.extsi %545 : i32 to i64
      %546 = arith.addi %544, %547 : i64
      llvm.store %546, %424 : i64, !llvm.ptr
      cf.br ^bb24
    ^bb26:
    %548 = arith.constant 0 : i32
    %549 = arith.extsi %548 : i32 to i64
    %550 = llvm.mlir.constant(1 : i64) : i64
    %551 = llvm.alloca %550 x i64 : (i64) -> !llvm.ptr
    llvm.store %549, %551 : i64, !llvm.ptr
    %552 = arith.constant 0 : i32
    %553 = arith.extsi %552 : i32 to i64
    %554 = llvm.mlir.constant(1 : i64) : i64
    %555 = llvm.alloca %554 x i64 : (i64) -> !llvm.ptr
    llvm.store %553, %555 : i64, !llvm.ptr
    cf.br ^bb27
    ^bb27:
    %556 = llvm.load %555 : !llvm.ptr -> i64
    %557 = llvm.load %301 : !llvm.ptr -> i64
    %558 = arith.cmpi slt, %556, %557 : i64
    cf.cond_br %558, ^bb28, ^bb29
    ^bb28:
      %560 = llvm.load %555 : !llvm.ptr -> i64
      %561 = llvm.getelementptr %295[%560] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
      %559 = llvm.load %561 : !llvm.ptr -> i64
      %563 = llvm.load %328 : !llvm.ptr -> i64
      %562 = func.call @find_idx(%321, %563, %559) : (!llvm.ptr, i64, i64) -> i64
      %565 = arith.constant 4 : i32
      %567 = arith.extsi %565 : i32 to i64
      %566 = arith.muli %562, %567 : i64
      %568 = arith.constant 0 : i32
      %570 = arith.extsi %568 : i32 to i64
      %569 = arith.addi %566, %570 : i64
      %571 = llvm.getelementptr %407[%569] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
      %564 = llvm.load %571 : !llvm.ptr -> i64
      %572 = arith.constant 0 : i32
      %574 = arith.extsi %572 : i32 to i64
      %573 = arith.muli %564, %574 : i64
      %576 = arith.constant 4 : i32
      %578 = arith.extsi %576 : i32 to i64
      %577 = arith.muli %562, %578 : i64
      %579 = arith.constant 1 : i32
      %581 = arith.extsi %579 : i32 to i64
      %580 = arith.addi %577, %581 : i64
      %582 = llvm.getelementptr %407[%580] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
      %575 = llvm.load %582 : !llvm.ptr -> i64
      %583 = arith.constant 1 : i32
      %585 = arith.extsi %583 : i32 to i64
      %584 = arith.muli %575, %585 : i64
      %586 = arith.addi %573, %584 : i64
      %587 = llvm.mlir.addressof @MOD : !llvm.ptr
      %588 = llvm.load %587 : !llvm.ptr -> i64
      %589 = arith.remsi %586, %588 : i64
      %591 = arith.constant 4 : i32
      %593 = arith.extsi %591 : i32 to i64
      %592 = arith.muli %562, %593 : i64
      %594 = arith.constant 2 : i32
      %596 = arith.extsi %594 : i32 to i64
      %595 = arith.addi %592, %596 : i64
      %597 = llvm.getelementptr %407[%595] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
      %590 = llvm.load %597 : !llvm.ptr -> i64
      %598 = arith.constant 0 : i32
      %600 = arith.extsi %598 : i32 to i64
      %599 = arith.muli %590, %600 : i64
      %602 = arith.constant 4 : i32
      %604 = arith.extsi %602 : i32 to i64
      %603 = arith.muli %562, %604 : i64
      %605 = arith.constant 3 : i32
      %607 = arith.extsi %605 : i32 to i64
      %606 = arith.addi %603, %607 : i64
      %608 = llvm.getelementptr %407[%606] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
      %601 = llvm.load %608 : !llvm.ptr -> i64
      %609 = arith.constant 1 : i32
      %611 = arith.extsi %609 : i32 to i64
      %610 = arith.muli %601, %611 : i64
      %612 = arith.addi %599, %610 : i64
      %613 = llvm.mlir.addressof @MOD : !llvm.ptr
      %614 = llvm.load %613 : !llvm.ptr -> i64
      %615 = arith.remsi %612, %614 : i64
      %616 = arith.addi %589, %615 : i64
      %617 = llvm.mlir.addressof @MOD : !llvm.ptr
      %618 = llvm.load %617 : !llvm.ptr -> i64
      %619 = arith.remsi %616, %618 : i64
      %620 = arith.constant 0 : i32
      %621 = arith.extsi %620 : i32 to i64
      %622 = llvm.mlir.constant(1 : i64) : i64
      %623 = llvm.alloca %622 x i64 : (i64) -> !llvm.ptr
      llvm.store %621, %623 : i64, !llvm.ptr
      cf.br ^bb30
      ^bb30:
      %624 = llvm.load %623 : !llvm.ptr -> i64
      %625 = llvm.load %301 : !llvm.ptr -> i64
      %626 = arith.cmpi slt, %624, %625 : i64
      cf.cond_br %626, ^bb31, ^bb32
      ^bb31:
        %628 = llvm.load %623 : !llvm.ptr -> i64
        %629 = llvm.getelementptr %295[%628] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
        %627 = llvm.load %629 : !llvm.ptr -> i64
        %631 = llvm.load %328 : !llvm.ptr -> i64
        %630 = func.call @find_idx(%321, %631, %627) : (!llvm.ptr, i64, i64) -> i64
        %633 = arith.constant 4 : i32
        %635 = arith.extsi %633 : i32 to i64
        %634 = arith.muli %630, %635 : i64
        %636 = arith.constant 0 : i32
        %638 = arith.extsi %636 : i32 to i64
        %637 = arith.addi %634, %638 : i64
        %639 = llvm.getelementptr %414[%637] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
        %632 = llvm.load %639 : !llvm.ptr -> i64
        %640 = arith.muli %632, %589 : i64
        %642 = arith.constant 4 : i32
        %644 = arith.extsi %642 : i32 to i64
        %643 = arith.muli %630, %644 : i64
        %645 = arith.constant 1 : i32
        %647 = arith.extsi %645 : i32 to i64
        %646 = arith.addi %643, %647 : i64
        %648 = llvm.getelementptr %414[%646] : (!llvm.ptr, i64) -> !llvm.ptr, i64
        %641 = llvm.load %648 : !llvm.ptr -> i64
        %649 = arith.muli %641, %619 : i64
        %650 = arith.addi %640, %649 : i64
        %651 = llvm.mlir.addressof @MOD : !llvm.ptr
        %652 = llvm.load %651 : !llvm.ptr -> i64
        %653 = arith.remsi %650, %652 : i64
        %654 = llvm.load %551 : !llvm.ptr -> i64
        %655 = arith.addi %654, %653 : i64
        %656 = llvm.mlir.addressof @MOD : !llvm.ptr
        %657 = llvm.load %656 : !llvm.ptr -> i64
        %658 = arith.remsi %655, %657 : i64
        llvm.store %658, %551 : i64, !llvm.ptr
        %659 = llvm.load %623 : !llvm.ptr -> i64
        %660 = arith.constant 1 : i32
        %662 = arith.extsi %660 : i32 to i64
        %661 = arith.addi %659, %662 : i64
        llvm.store %661, %623 : i64, !llvm.ptr
        cf.br ^bb30
      ^bb32:
      %663 = llvm.load %555 : !llvm.ptr -> i64
      %664 = arith.constant 1 : i32
      %666 = arith.extsi %664 : i32 to i64
      %665 = arith.addi %663, %666 : i64
      llvm.store %665, %555 : i64, !llvm.ptr
      cf.br ^bb27
    ^bb29:
    func.call @free(%407) : (!llvm.ptr) -> ()
    func.call @free(%414) : (!llvm.ptr) -> ()
    func.call @free(%354) : (!llvm.ptr) -> ()
    func.call @free(%379) : (!llvm.ptr) -> ()
    func.call @free(%321) : (!llvm.ptr) -> ()
    func.call @free(%295) : (!llvm.ptr) -> ()
    func.call @free(%254) : (!llvm.ptr) -> ()
    %674 = llvm.load %551 : !llvm.ptr -> i64
    func.return %674 : i64
  }
  func.func @main() -> i32 {
    %675 = llvm.mlir.addressof @str_0 : !llvm.ptr
    %677 = arith.constant 50 : i32
    %678 = arith.extsi %677 : i32 to i64
    %676 = func.call @S(%678) : (i64) -> i64
    %679 = llvm.call @printf(%675, %676) vararg(!llvm.func<i32 (ptr, ...)>) : (!llvm.ptr, i64) -> i32
    %680 = arith.constant 0 : i32
    func.return %680 : i32
  }
}