#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 j;
  int i;
  int height;
  int number = 0;
  scanf("%d", &height);
  number = (height * height) - (height + (height - 1) + (height - 2) * 2 + 1);
  printf("\n%d\n", number);
  for (i = 0; i < height; i++) {
    int all_symbols = height + (height - 1);
    for (j = 0; j < height + (height - 1); j++) {
      int symbols = (i * 2) + 1;
      if (i == 0 && j == (height + (height - 2)) / 2) {
        printf("*");
      } else if (i == height - 1) {
        printf("*");
      } else if (j == all_symbols / 2 - symbols / 2 ||
                 j == all_symbols / 2 + symbols / 2) {
        printf("*");
      } else if (j > all_symbols / 2 - symbols / 2 &&
                 j < all_symbols / 2 + symbols / 2) {
        printf("#");
      } else {
        printf(" ");
      }
    }
    printf("\n");
  }
  return 0;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<main>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
lea    0xec3(%rip),%rdi
lea    -0x10(%rbp),%rsi
call   1040 <scanf@plt>
mov    -0x10(%rbp),%eax
imul   -0x10(%rbp),%eax
mov    -0x10(%rbp),%ecx
mov    -0x10(%rbp),%edx
sub    $0x1,%edx
add    %edx,%ecx
mov    -0x10(%rbp),%edx
sub    $0x2,%edx
shl    $0x1,%edx
add    %edx,%ecx
add    $0x1,%ecx
sub    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%esi
lea    0xe8e(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <printf@plt>
movl   $0x0,-0xc(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jge    1353 <main+0x233>
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    -0x10(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
add    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
movl   $0x0,-0x8(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    -0x10(%rbp),%ecx
mov    -0x10(%rbp),%edx
sub    $0x1,%edx
add    %edx,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    1337 <main+0x217>
mov    -0xc(%rbp),%eax
shl    $0x1,%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
cmpl   $0x0,-0xc(%rbp)
jne    1209 <main+0xe9>
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    -0x10(%rbp),%ecx
sub    $0x2,%ecx
add    %ecx,%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%ecx
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    %ecx,%eax
jne    1209 <main+0xe9>
lea    0xe0b(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <printf@plt>
jmp    1324 <main+0x204>
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    -0x10(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jne    122d <main+0x10d>
lea    0xde7(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <printf@plt>
jmp    131f <main+0x1ff>
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%ecx
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    $0x2,%esi
cltd
idiv   %esi
mov    %eax,%edx
mov    -0x24(%rbp),%eax
sub    %edx,%ecx
cmp    %ecx,%eax
je     1287 <main+0x167>
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%ecx
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    $0x2,%esi
cltd
idiv   %esi
mov    %eax,%edx
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    %edx,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jne    129a <main+0x17a>
lea    0xd7a(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <printf@plt>
jmp    131a <main+0x1fa>
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%ecx
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    $0x2,%esi
cltd
idiv   %esi
mov    %eax,%edx
mov    -0x2c(%rbp),%eax
sub    %edx,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jle    1307 <main+0x1e7>
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%ecx
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    $0x2,%esi
cltd
idiv   %esi
mov    %eax,%edx
mov    -0x30(%rbp),%eax
add    %edx,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    1307 <main+0x1e7>
lea    0xd0f(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <printf@plt>
jmp    1315 <main+0x1f5>
lea    0xcfe(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <printf@plt>
jmp    131a <main+0x1fa>
jmp    131f <main+0x1ff>
jmp    1324 <main+0x204>
jmp    1329 <main+0x209>
mov    -0x8(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
jmp    11a4 <main+0x84>
lea    0xcc8(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <printf@plt>
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
jmp    1183 <main+0x63>
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
push   %rax
lea    0xebe(%rip),%rdi
lea    0x4(%rsp),%rsi
call   1050 <scanf@plt>
mov    0x4(%rsp),%eax
lea    -0x4(%rax),%esi
imul   %eax,%esi
add    $0x4,%esi
lea    0xea3(%rip),%rdi
xor    %r14d,%r14d
xor    %eax,%eax
call   1040 <printf@plt>
mov    0x4(%rsp),%eax
test   %eax,%eax
jle    1247 <main+0x117>
xor    %ebp,%ebp
jmp    119d <main+0x6d>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    $0xa,%edi
call   1030 <putchar@plt>
add    $0x1,%ebp
mov    0x4(%rsp),%eax
add    $0xffffffff,%r14d
cmp    %eax,%ebp
jge    1247 <main+0x117>
lea    (%rax,%rax,1),%r13d
add    $0xffffffff,%r13d
test   %r13d,%r13d
jle    1180 <main+0x50>
lea    (%rax,%rax,1),%ecx
shr    %r13d
mov    %r13d,%r15d
sub    %ebp,%r15d
lea    (%r14,%r13,1),%r12d
add    %ebp,%r13d
xor    %ebx,%ebx
jmp    11e9 <main+0xb9>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
call   1030 <putchar@plt>
add    $0x1,%ebx
mov    0x4(%rsp),%eax
lea    (%rax,%rax,1),%ecx
lea    (%rax,%rax,1),%edx
add    $0xffffffff,%edx
cmp    %edx,%ebx
jge    1180 <main+0x50>
test   %ebp,%ebp
je     1200 <main+0xd0>
add    $0xffffffff,%eax
mov    $0x2a,%edi
cmp    %eax,%ebp
jne    121f <main+0xef>
jmp    11d0 <main+0xa0>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %ecx,%edx
add    $0xfffffffe,%edx
shr    $0x1f,%edx
add    %edx,%ecx
add    $0xfffffffe,%ecx
sar    %ecx
mov    $0x2a,%edi
cmp    %ecx,%ebx
je     11d0 <main+0xa0>
add    $0xffffffff,%eax
cmp    %eax,%ebp
je     11d0 <main+0xa0>
mov    $0x2a,%edi
cmp    %ebx,%r12d
je     11d0 <main+0xa0>
cmp    %ebx,%r13d
je     11d0 <main+0xa0>
cmp    %r15d,%ebx
setg   %al
cmp    %r13d,%ebx
setb   %cl
and    %al,%cl
movzbl %cl,%eax
lea    (%rax,%rax,2),%edi
or     $0x20,%edi
jmp    11d0 <main+0xa0>
xor    %eax,%eax
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
@.str = [3 x i8] c"%d\00"
@.str.1 = [5 x i8] c"\0A%d\0A\00"
@.str.2 = [2 x i8] c"*\00"
@.str.3 = [2 x i8] c"#\00"
@.str.4 = [2 x i8] c" \00"
@.str.5 = [2 x i8] c"\0A\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
store i32 0, i32* %1
store i32 0, i32* %5
%8 = call i32 @scanf(i8* getelementptr inbounds ([3 x i8], [3 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32* %4)
%9 = load i32, i32* %4
%10 = load i32, i32* %4
%11 = mul nsw i32 %9, %10
%12 = load i32, i32* %4
%13 = load i32, i32* %4
%14 = sub nsw i32 %13, 1
%15 = add nsw i32 %12, %14
%16 = load i32, i32* %4
%17 = sub nsw i32 %16, 2
%18 = mul nsw i32 %17, 2
%19 = add nsw i32 %15, %18
%20 = add nsw i32 %19, 1
%21 = sub nsw i32 %11, %20
store i32 %21, i32* %5
%22 = load i32, i32* %5
%23 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([5 x i8], [5 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), i32 %22)
store i32 0, i32* %3
br label %24
24: ; preds = %110, %0
%25 = load i32, i32* %3
%26 = load i32, i32* %4
%27 = icmp slt i32 %25, %26
br i1 %27, label %28, label %113
28: ; preds = %24
%29 = load i32, i32* %4
%30 = load i32, i32* %4
%31 = sub nsw i32 %30, 1
%32 = add nsw i32 %29, %31
store i32 %32, i32* %6
store i32 0, i32* %2
br label %33
33: ; preds = %105, %28
%34 = load i32, i32* %2
%35 = load i32, i32* %4
%36 = load i32, i32* %4
%37 = sub nsw i32 %36, 1
%38 = add nsw i32 %35, %37
%39 = icmp slt i32 %34, %38
br i1 %39, label %40, label %108
40: ; preds = %33
%41 = load i32, i32* %3
%42 = mul nsw i32 %41, 2
%43 = add nsw i32 %42, 1
store i32 %43, i32* %7
%44 = load i32, i32* %3
%45 = icmp eq i32 %44, 0
br i1 %45, label %46, label %56
46: ; preds = %40
%47 = load i32, i32* %2
%48 = load i32, i32* %4
%49 = load i32, i32* %4
%50 = sub nsw i32 %49, 2
%51 = add nsw i32 %48, %50
%52 = sdiv i32 %51, 2
%53 = icmp eq i32 %47, %52
br i1 %53, label %54, label %56
54: ; preds = %46
%55 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([2 x i8], [2 x i8]* @.str.2, i64 0, i64 0))
br label %104
56: ; preds = %46, %40
%57 = load i32, i32* %3
%58 = load i32, i32* %4
%59 = sub nsw i32 %58, 1
%60 = icmp eq i32 %57, %59
br i1 %60, label %61, label %63
61: ; preds = %56
%62 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([2 x i8], [2 x i8]* @.str.2, i64 0, i64 0))
br label %103
63: ; preds = %56
%64 = load i32, i32* %2
%65 = load i32, i32* %6
%66 = sdiv i32 %65, 2
%67 = load i32, i32* %7
%68 = sdiv i32 %67, 2
%69 = sub nsw i32 %66, %68
%70 = icmp eq i32 %64, %69
br i1 %70, label %79, label %71
71: ; preds = %63
%72 = load i32, i32* %2
%73 = load i32, i32* %6
%74 = sdiv i32 %73, 2
%75 = load i32, i32* %7
%76 = sdiv i32 %75, 2
%77 = add nsw i32 %74, %76
%78 = icmp eq i32 %72, %77
br i1 %78, label %79, label %81
79: ; preds = %71, %63
%80 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([2 x i8], [2 x i8]* @.str.2, i64 0, i64 0))
br label %102
81: ; preds = %71
%82 = load i32, i32* %2
%83 = load i32, i32* %6
%84 = sdiv i32 %83, 2
%85 = load i32, i32* %7
%86 = sdiv i32 %85, 2
%87 = sub nsw i32 %84, %86
%88 = icmp sgt i32 %82, %87
br i1 %88, label %89, label %99
89: ; preds = %81
%90 = load i32, i32* %2
%91 = load i32, i32* %6
%92 = sdiv i32 %91, 2
%93 = load i32, i32* %7
%94 = sdiv i32 %93, 2
%95 = add nsw i32 %92, %94
%96 = icmp slt i32 %90, %95
br i1 %96, label %97, label %99
97: ; preds = %89
%98 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([2 x i8], [2 x i8]* @.str.3, i64 0, i64 0))
br label %101
99: ; preds = %89, %81
%100 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([2 x i8], [2 x i8]* @.str.4, i64 0, i64 0))
br label %101
101: ; preds = %99, %97
br label %102
102: ; preds = %101, %79
br label %103
103: ; preds = %102, %61
br label %104
104: ; preds = %103, %54
br label %105
105: ; preds = %104
%106 = load i32, i32* %2
%107 = add nsw i32 %106, 1
store i32 %107, i32* %2
br label %33
108: ; preds = %33
%109 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([2 x i8], [2 x i8]* @.str.5, i64 0, i64 0))
br label %110
110: ; preds = %108
%111 = load i32, i32* %3
%112 = add nsw i32 %111, 1
store i32 %112, i32* %3
br label %24
113: ; preds = %24
ret i32 0
}

LLVM IR (-O2):
@.str = [3 x i8] c"%d\00"
@.str.1 = [5 x i8] c"\0A%d\0A\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 = add i32 %4, -4
%6 = mul i32 %5, %4
%7 = add i32 %6, 4
%8 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* dereferenceable(1) getelementptr inbounds ([5 x i8], [5 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), i32 %7)
%9 = load i32, i32* %1
%10 = icmp sgt i32 %9, 0
br i1 %10, label %11, label %58
11: ; preds = %0, %53
%12 = phi i32 [ %56, %53 ], [ %9, %0 ]
%13 = phi i32 [ %55, %53 ], [ 0, %0 ]
%14 = shl i32 %12, 1
%15 = add i32 %14, -1
%16 = icmp sgt i32 %15, 0
br i1 %16, label %17, label %53
17: ; preds = %11
%18 = icmp eq i32 %13, 0
%19 = lshr i32 %15, 1
%20 = sub nsw i32 %19, %13
%21 = add nuw nsw i32 %19, %13
br label %22
22: ; preds = %17, %45
%23 = phi i32 [ %14, %17 ], [ %50, %45 ]
%24 = phi i32 [ %12, %17 ], [ %49, %45 ]
%25 = phi i32 [ 0, %17 ], [ %48, %45 ]
br i1 %18, label %26, label %33
26: ; preds = %22
%27 = add i32 %23, -2
%28 = sdiv i32 %27, 2
%29 = icmp eq i32 %25, %28
%30 = add nsw i32 %24, -1
%31 = icmp eq i32 %13, %30
%32 = select i1 %29, i1 true, i1 %31
br i1 %32, label %45, label %36
33: ; preds = %22
%34 = add nsw i32 %24, -1
%35 = icmp eq i32 %13, %34
br i1 %35, label %45, label %36
36: ; preds = %26, %33
%37 = icmp eq i32 %25, %20
%38 = icmp eq i32 %25, %21
%39 = select i1 %37, i1 true, i1 %38
br i1 %39, label %45, label %40
40: ; preds = %36
%41 = icmp sgt i32 %25, %20
%42 = icmp ult i32 %25, %21
%43 = select i1 %41, i1 %42, i1 false
%44 = select i1 %43, i32 35, i32 32
br label %45
45: ; preds = %40, %36, %33, %26
%46 = phi i32 [ 42, %26 ], [ 42, %33 ], [ 42, %36 ], [ %44, %40 ]
%47 = call i32 @putchar(i32 %46)
%48 = add nuw nsw i32 %25, 1
%49 = load i32, i32* %1
%50 = shl i32 %49, 1
%51 = add i32 %50, -1
%52 = icmp slt i32 %48, %51
br i1 %52, label %22, label %53
53: ; preds = %45, %11
%54 = call i32 @putchar(i32 10)
%55 = add nuw nsw i32 %13, 1
%56 = load i32, i32* %1
%57 = icmp slt i32 %55, %56
br i1 %57, label %11, label %58
58: ; preds = %53, %0
ret i32 0
}