#define NULL ((void *)0)
typedef unsigned long size_t; // Customize by platform.
typedef long intptr_t;
typedef unsigned long uintptr_t;
typedef long scalar_t__; // Either arithmetic or pointer type.
/* By default, we understand bool (as a convenience). */
typedef int bool;
#define false 0
#define true 1

/* Forward declarations */

/* Type definitions */

/* Variables and functions */
int /*<<< orphan*/ printf(char *, ...);
int /*<<< orphan*/ scanf(char *, int *);
int main() {
  int height, k, i, j, row = 1, z = 1, sum, hashtag;
  scanf("%d", &height);
  k = height;
  if (height <= 2) {
    sum = 0;
  } else {
    hashtag = 1;
    sum = 1;
    for (i = 1; i < height - 2; i++) {
      hashtag = hashtag + 2;
      sum = sum + hashtag;
    }
  }
  printf("%d\n", sum);
  for (i = 0; i < k - 1; i++) {
    for (j = 1; j < height; j++) {
      printf(" ");
    }
    if (row == 1) {
      printf("*\n");
    }
    for (j = 0; j < row; j++) {
      if (row != 1) {
        printf("*");
        for (j = 0; j < z; j++) {
          printf("#");
        }
        printf("*\n");
        z += 2;
      }
    }
    if (i == k - 2) {
      for (j = 0; j < z + 2; j++) {
        printf("*");
      }
    }
    row++;
    height--;
  }
  return 0;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<main>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
movl   $0x1,-0x18(%rbp)
movl   $0x1,-0x1c(%rbp)
lea    0xebc(%rip),%rdi
lea    -0x8(%rbp),%rsi
call   1040 <scanf@plt>
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
cmpl   $0x2,-0x8(%rbp)
jg     1169 <main+0x49>
movl   $0x0,-0x20(%rbp)
jmp    11b4 <main+0x94>
movl   $0x1,-0x24(%rbp)
movl   $0x1,-0x20(%rbp)
movl   $0x1,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    -0x8(%rbp),%ecx
sub    $0x2,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    11af <main+0x8f>
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x2,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    -0x24(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    117e <main+0x5e>
jmp    11b4 <main+0x94>
mov    -0x20(%rbp),%esi
lea    0xe45(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <printf@plt>
movl   $0x0,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    1312 <main+0x1f2>
movl   $0x1,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
jge    120c <main+0xec>
lea    0xe10(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <printf@plt>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    11e4 <main+0xc4>
cmpl   $0x1,-0x18(%rbp)
jne    1224 <main+0x104>
lea    0xdec(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <printf@plt>
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jge    12a8 <main+0x188>
cmpl   $0x1,-0x18(%rbp)
je     1295 <main+0x175>
lea    0xdc4(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <printf@plt>
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    127e <main+0x15e>
lea    0xda5(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <printf@plt>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1256 <main+0x136>
lea    0xd84(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <printf@plt>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x2,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    129a <main+0x17a>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    122b <main+0x10b>
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
sub    $0x2,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jne    12f2 <main+0x1d2>
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
add    $0x2,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    12ed <main+0x1cd>
lea    0xd34(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <printf@plt>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    12c0 <main+0x1a0>
jmp    12f2 <main+0x1d2>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    11cc <main+0xac>
xor    %eax,%eax
add    $0x30,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<main>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x18,%rsp
lea    0xeab(%rip),%rdi
lea    0x8(%rsp),%rsi
call   1060 <scanf@plt>
mov    0x8(%rsp),%r14d
cmp    $0x3,%r14d
jge    1199 <main+0x59>
lea    0xe92(%rip),%rdi
xor    %esi,%esi
xor    %eax,%eax
call   1050 <printf@plt>
movl   $0x1,0xc(%rsp)
cmp    $0x2,%r14d
je     11ce <main+0x8e>
xor    %eax,%eax
add    $0x18,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret
mov    $0x1,%esi
je     11b8 <main+0x78>
lea    (%r14,%r14,4),%eax
lea    -0x4(%r14),%ecx
lea    -0x5(%r14),%edx
imul   %ecx,%edx
and    $0xfffffffe,%edx
lea    (%rdx,%rax,1),%esi
add    $0xfffffff0,%esi
lea    0xe44(%rip),%rdi
xor    %eax,%eax
call   1050 <printf@plt>
lea    -0x1(%r14),%eax
mov    %eax,0xc(%rsp)
add    $0xfffffffe,%r14d
xor    %r12d,%r12d
mov    $0x1,%r15d
mov    0x8(%rsp),%eax
lea    0xe21(%rip),%r13
mov    $0x1,%ebx
mov    %r14,0x10(%rsp)
jmp    121d <main+0xdd>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
add    $0x1,%ebx
mov    0x8(%rsp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,0x8(%rsp)
add    $0x1,%r12d
cmp    0xc(%rsp),%r12d
je     1188 <main+0x48>
cmp    $0x2,%eax
jl     1243 <main+0x103>
mov    $0x1,%ebp
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    $0x20,%edi
call   1030 <putchar@plt>
add    $0x1,%ebp
cmp    0x8(%rsp),%ebp
jl     1230 <main+0xf0>
cmp    $0x1,%ebx
jne    1250 <main+0x110>
mov    %r13,%rdi
call   1040 <puts@plt>
xor    %r14d,%r14d
jmp    126d <main+0x12d>
xor    %r14d,%r14d
mov    %r13,%rdi
call   1040 <puts@plt>
add    $0x2,%r15d
add    $0x1,%r14d
cmp    %ebx,%r14d
jge    12b0 <main+0x170>
cmp    $0x1,%ebx
je     1264 <main+0x124>
mov    $0x2a,%edi
call   1030 <putchar@plt>
test   %r15d,%r15d
jle    1255 <main+0x115>
mov    %r15d,%ebp
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
mov    $0x23,%edi
call   1030 <putchar@plt>
add    $0xffffffff,%ebp
jne    1290 <main+0x150>
mov    %r15d,%r14d
jmp    1258 <main+0x118>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
mov    0x10(%rsp),%r14
cmp    %r14d,%r12d
jne    1200 <main+0xc0>
cmp    $0xffffffff,%r15d
jl     1200 <main+0xc0>
lea    0x2(%r15),%ebp
nopl   0x0(%rax)
mov    $0x2a,%edi
call   1030 <putchar@plt>
add    $0xffffffff,%ebp
jne    12d0 <main+0x190>
jmp    1200 <main+0xc0>

LLVM IR (-O0):
@.str = [3 x i8] c"%d\00"
@.str.1 = [4 x i8] c"%d\0A\00"
@.str.2 = [2 x i8] c" \00"
@.str.3 = [3 x i8] c"*\0A\00"
@.str.4 = [2 x i8] c"*\00"
@.str.5 = [2 x i8] c"#\00"
define i32 @main() {
%1 = alloca i32
%2 = alloca i32
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
store i32 0, i32* %1
store i32 1, i32* %6
store i32 1, i32* %7
%10 = call i32 @scanf(i8* getelementptr inbounds ([3 x i8], [3 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32* %2)
%11 = load i32, i32* %2
store i32 %11, i32* %3
%12 = load i32, i32* %2
%13 = icmp sle i32 %12, 2
br i1 %13, label %14, label %15
14: ; preds = %0
store i32 0, i32* %8
br label %31
15: ; preds = %0
store i32 1, i32* %9
store i32 1, i32* %8
store i32 1, i32* %4
br label %16
16: ; preds = %27, %15
%17 = load i32, i32* %4
%18 = load i32, i32* %2
%19 = sub nsw i32 %18, 2
%20 = icmp slt i32 %17, %19
br i1 %20, label %21, label %30
21: ; preds = %16
%22 = load i32, i32* %9
%23 = add nsw i32 %22, 2
store i32 %23, i32* %9
%24 = load i32, i32* %8
%25 = load i32, i32* %9
%26 = add nsw i32 %24, %25
store i32 %26, i32* %8
br label %27
27: ; preds = %21
%28 = load i32, i32* %4
%29 = add nsw i32 %28, 1
store i32 %29, i32* %4
br label %16
30: ; preds = %16
br label %31
31: ; preds = %30, %14
%32 = load i32, i32* %8
%33 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([4 x i8], [4 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), i32 %32)
store i32 0, i32* %4
br label %34
34: ; preds = %103, %31
%35 = load i32, i32* %4
%36 = load i32, i32* %3
%37 = sub nsw i32 %36, 1
%38 = icmp slt i32 %35, %37
br i1 %38, label %39, label %106
39: ; preds = %34
store i32 1, i32* %5
br label %40
40: ; preds = %46, %39
%41 = load i32, i32* %5
%42 = load i32, i32* %2
%43 = icmp slt i32 %41, %42
br i1 %43, label %44, label %49
44: ; preds = %40
%45 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([2 x i8], [2 x i8]* @.str.2, i64 0, i64 0))
br label %46
46: ; preds = %44
%47 = load i32, i32* %5
%48 = add nsw i32 %47, 1
store i32 %48, i32* %5
br label %40
49: ; preds = %40
%50 = load i32, i32* %6
%51 = icmp eq i32 %50, 1
br i1 %51, label %52, label %54
52: ; preds = %49
%53 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([3 x i8], [3 x i8]* @.str.3, i64 0, i64 0))
br label %54
54: ; preds = %52, %49
store i32 0, i32* %5
br label %55
55: ; preds = %78, %54
%56 = load i32, i32* %5
%57 = load i32, i32* %6
%58 = icmp slt i32 %56, %57
br i1 %58, label %59, label %81
59: ; preds = %55
%60 = load i32, i32* %6
%61 = icmp ne i32 %60, 1
br i1 %61, label %62, label %77
62: ; preds = %59
%63 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([2 x i8], [2 x i8]* @.str.4, i64 0, i64 0))
store i32 0, i32* %5
br label %64
64: ; preds = %70, %62
%65 = load i32, i32* %5
%66 = load i32, i32* %7
%67 = icmp slt i32 %65, %66
br i1 %67, label %68, label %73
68: ; preds = %64
%69 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([2 x i8], [2 x i8]* @.str.5, i64 0, i64 0))
br label %70
70: ; preds = %68
%71 = load i32, i32* %5
%72 = add nsw i32 %71, 1
store i32 %72, i32* %5
br label %64
73: ; preds = %64
%74 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([3 x i8], [3 x i8]* @.str.3, i64 0, i64 0))
%75 = load i32, i32* %7
%76 = add nsw i32 %75, 2
store i32 %76, i32* %7
br label %77
77: ; preds = %73, %59
br label %78
78: ; preds = %77
%79 = load i32, i32* %5
%80 = add nsw i32 %79, 1
store i32 %80, i32* %5
br label %55
81: ; preds = %55
%82 = load i32, i32* %4
%83 = load i32, i32* %3
%84 = sub nsw i32 %83, 2
%85 = icmp eq i32 %82, %84
br i1 %85, label %86, label %98
86: ; preds = %81
store i32 0, i32* %5
br label %87
87: ; preds = %94, %86
%88 = load i32, i32* %5
%89 = load i32, i32* %7
%90 = add nsw i32 %89, 2
%91 = icmp slt i32 %88, %90
br i1 %91, label %92, label %97
92: ; preds = %87
%93 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([2 x i8], [2 x i8]* @.str.4, i64 0, i64 0))
br label %94
94: ; preds = %92
%95 = load i32, i32* %5
%96 = add nsw i32 %95, 1
store i32 %96, i32* %5
br label %87
97: ; preds = %87
br label %98
98: ; preds = %97, %81
%99 = load i32, i32* %6
%100 = add nsw i32 %99, 1
store i32 %100, i32* %6
%101 = load i32, i32* %2
%102 = add nsw i32 %101, -1
store i32 %102, i32* %2
br label %103
103: ; preds = %98
%104 = load i32, i32* %4
%105 = add nsw i32 %104, 1
store i32 %105, i32* %4
br label %34
106: ; preds = %34
ret i32 0
}

LLVM IR (-O2):
@.str = [3 x i8] c"%d\00"
@.str.1 = [4 x i8] c"%d\0A\00"
@str.6 = [2 x i8] c"*\00"
define i32 @main() {
%1 = alloca i32
%2 = bitcast i32* %1 to i8*
%3 = call i32 @scanf(i8* getelementptr inbounds ([3 x i8], [3 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32* %1)
%4 = load i32, i32* %1
%5 = icmp slt i32 %4, 3
br i1 %5, label %20, label %6
6: ; preds = %0
%7 = icmp eq i32 %4, 3
br i1 %7, label %16, label %8
8: ; preds = %6
%9 = mul i32 %4, 5
%10 = add nsw i32 %4, -4
%11 = add nsw i32 %4, -5
%12 = mul i32 %10, %11
%13 = and i32 %12, -2
%14 = add i32 %9, %13
%15 = add i32 %14, -16
br label %16
16: ; preds = %8, %6
%17 = phi i32 [ %15, %8 ], [ 1, %6 ]
%18 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* dereferenceable(1) getelementptr inbounds ([4 x i8], [4 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), i32 %17)
%19 = add nsw i32 %4, -1
br label %23
20: ; preds = %0
%21 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* dereferenceable(1) getelementptr inbounds ([4 x i8], [4 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), i32 0)
%22 = icmp eq i32 %4, 2
br i1 %22, label %23, label %81
23: ; preds = %16, %20
%24 = phi i32 [ %19, %16 ], [ 1, %20 ]
%25 = add nsw i32 %4, -2
%26 = load i32, i32* %1
br label %27
27: ; preds = %23, %75
%28 = phi i32 [ %26, %23 ], [ %78, %75 ]
%29 = phi i32 [ 1, %23 ], [ %61, %75 ]
%30 = phi i32 [ 1, %23 ], [ %76, %75 ]
%31 = phi i32 [ 0, %23 ], [ %79, %75 ]
%32 = icmp sgt i32 %28, 1
br i1 %32, label %33, label %39
33: ; preds = %27, %33
%34 = phi i32 [ %36, %33 ], [ 1, %27 ]
%35 = call i32 @putchar(i32 32)
%36 = add nuw nsw i32 %34, 1
%37 = load i32, i32* %1
%38 = icmp slt i32 %36, %37
br i1 %38, label %33, label %39
39: ; preds = %33, %27
%40 = icmp eq i32 %30, 1
br i1 %40, label %41, label %43
41: ; preds = %39
%42 = call i32 @puts(i8* dereferenceable(1) getelementptr inbounds ([2 x i8], [2 x i8]* @str.6, i64 0, i64 0))
br label %43
43: ; preds = %41, %39
br label %44
44: ; preds = %43, %59
%45 = phi i32 [ %61, %59 ], [ %29, %43 ]
%46 = phi i32 [ %62, %59 ], [ 0, %43 ]
br i1 %40, label %59, label %47
47: ; preds = %44
%48 = call i32 @putchar(i32 42)
%49 = icmp sgt i32 %45, 0
br i1 %49, label %50, label %55
50: ; preds = %47, %50
%51 = phi i32 [ %53, %50 ], [ 0, %47 ]
%52 = call i32 @putchar(i32 35)
%53 = add nuw nsw i32 %51, 1
%54 = icmp eq i32 %53, %45
br i1 %54, label %55, label %50
55: ; preds = %50, %47
%56 = phi i32 [ 0, %47 ], [ %45, %50 ]
%57 = call i32 @puts(i8* dereferenceable(1) getelementptr inbounds ([2 x i8], [2 x i8]* @str.6, i64 0, i64 0))
%58 = add nsw i32 %45, 2
br label %59
59: ; preds = %44, %55
%60 = phi i32 [ %56, %55 ], [ %46, %44 ]
%61 = phi i32 [ %58, %55 ], [ %45, %44 ]
%62 = add nsw i32 %60, 1
%63 = icmp slt i32 %62, %30
br i1 %63, label %44, label %64
64: ; preds = %59
%65 = icmp eq i32 %31, %25
%66 = icmp sgt i32 %61, -2
%67 = select i1 %65, i1 %66, i1 false
br i1 %67, label %68, label %75
68: ; preds = %64
%69 = add i32 %61, 1
br label %70
70: ; preds = %68, %70
%71 = phi i32 [ %73, %70 ], [ 0, %68 ]
%72 = call i32 @putchar(i32 42)
%73 = add nuw i32 %71, 1
%74 = icmp eq i32 %71, %69
br i1 %74, label %75, label %70
75: ; preds = %70, %64
%76 = add nuw nsw i32 %30, 1
%77 = load i32, i32* %1
%78 = add nsw i32 %77, -1
store i32 %78, i32* %1
%79 = add nuw nsw i32 %31, 1
%80 = icmp eq i32 %79, %24
br i1 %80, label %81, label %27
81: ; preds = %75, %20
ret i32 0
}