#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 */
typedef unsigned int uint64_t;

/* Variables and functions */
uint64_t solve(uint64_t n) {
  unsigned long bystate[(7)] = {1, 0};
  unsigned long bystate1[(7)] = {0};
  for (unsigned int i = 0; i < n; ++i) {
    for (unsigned int s = 0; s < (7); ++s) {
      if (s == 3)
        continue;
      bystate1[s & 4] += bystate[s];
      if (s < 4)
        bystate1[4] += bystate[s];
      if ((s & 3) < 2)
        bystate1[s + 1] += bystate[s];
    }
    for (unsigned int s = 0; s < (7); ++s) {
      bystate[s] = bystate1[s];
      bystate1[s] = 0;
    }
  }
  uint64_t result = 0;
  for (unsigned int s = 0; s < (7); ++s) {
    result += bystate[s];
  }
  return result;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<solve>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0xa0,%rsp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
lea    -0x40(%rbp),%rdi
xor    %esi,%esi
mov    $0x38,%edx
call   1030 <memset@plt>
movq   $0x1,-0x40(%rbp)
lea    -0x80(%rbp),%rdi
xor    %esi,%esi
mov    $0x38,%edx
call   1030 <memset@plt>
movl   $0x0,-0x84(%rbp)
mov    -0x84(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jae    127c <solve+0x16c>
movl   $0x0,-0x88(%rbp)
cmpl   $0x7,-0x88(%rbp)
jae    1213 <solve+0x103>
cmpl   $0x3,-0x88(%rbp)
jne    1188 <solve+0x78>
jmp    11ff <solve+0xef>
mov    -0x88(%rbp),%eax
mov    -0x40(%rbp,%rax,8),%rcx
mov    -0x88(%rbp),%eax
and    $0x4,%eax
mov    %eax,%eax
add    -0x80(%rbp,%rax,8),%rcx
mov    %rcx,-0x80(%rbp,%rax,8)
cmpl   $0x4,-0x88(%rbp)
jae    11c8 <solve+0xb8>
mov    -0x88(%rbp),%eax
mov    -0x40(%rbp,%rax,8),%rax
add    -0x60(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x60(%rbp)
mov    -0x88(%rbp),%eax
and    $0x3,%eax
cmp    $0x2,%eax
jae    11fa <solve+0xea>
mov    -0x88(%rbp),%eax
mov    -0x40(%rbp,%rax,8),%rcx
mov    -0x88(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,%eax
add    -0x80(%rbp,%rax,8),%rcx
mov    %rcx,-0x80(%rbp,%rax,8)
jmp    11ff <solve+0xef>
mov    -0x88(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x88(%rbp)
jmp    1169 <solve+0x59>
movl   $0x0,-0x8c(%rbp)
cmpl   $0x7,-0x8c(%rbp)
jae    1263 <solve+0x153>
mov    -0x8c(%rbp),%eax
mov    -0x80(%rbp,%rax,8),%rcx
mov    -0x8c(%rbp),%eax
mov    %rcx,-0x40(%rbp,%rax,8)
mov    -0x8c(%rbp),%eax
movq   $0x0,-0x80(%rbp,%rax,8)
mov    -0x8c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x8c(%rbp)
jmp    121d <solve+0x10d>
jmp    1268 <solve+0x158>
mov    -0x84(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x84(%rbp)
jmp    1150 <solve+0x40>
movl   $0x0,-0x90(%rbp)
movl   $0x0,-0x94(%rbp)
cmpl   $0x7,-0x94(%rbp)
jae    12cb <solve+0x1bb>
mov    -0x94(%rbp),%eax
mov    -0x40(%rbp,%rax,8),%rcx
mov    -0x90(%rbp),%eax
add    %rcx,%rax
mov    %eax,-0x90(%rbp)
mov    -0x94(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x94(%rbp)
jmp    1290 <solve+0x180>
mov    -0x90(%rbp),%eax
add    $0xa0,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<solve>:
test   %edi,%edi
je     112d <solve+0x2d>
push   %r14
push   %rbx
lea    -0x1(%rdi),%eax
mov    %edi,%r8d
and    $0x3,%r8d
cmp    $0x3,%eax
jae    1144 <solve+0x44>
mov    $0x1,%r10d
xor    %r9d,%r9d
xor    %esi,%esi
xor    %edx,%edx
xor    %r11d,%r11d
xor    %ecx,%ecx
jmp    11b0 <solve+0xb0>
xor    %r9d,%r9d
mov    $0x1,%r10d
xor    %edi,%edi
xor    %edx,%edx
xor    %r11d,%r11d
xor    %eax,%eax
jmp    11ec <solve+0xec>
and    $0xfffffffc,%edi
mov    $0x1,%r14d
xor    %r9d,%r9d
xor    %eax,%eax
xor    %edx,%edx
xor    %r11d,%r11d
xor    %ecx,%ecx
nopl   0x0(%rax)
add    %r14,%rax
add    %r9,%rax
lea    (%rax,%rdx,1),%rbx
add    %r11,%rbx
add    %rcx,%rbx
lea    (%rax,%r14,1),%rsi
add    %r9,%rsi
lea    (%rsi,%rbx,1),%rcx
add    %rdx,%rcx
add    %r11,%rcx
lea    (%rsi,%rax,1),%r9
add    %r14,%r9
lea    (%r9,%rcx,1),%r11
add    %rbx,%r11
add    %rdx,%r11
add    %r9,%rax
add    %rsi,%rax
lea    (%rax,%r11,1),%rdx
add    %rcx,%rdx
add    %rbx,%rdx
mov    %rax,%r10
mov    %rax,%r14
mov    %rsi,%rax
add    $0xfffffffc,%edi
jne    1160 <solve+0x60>
mov    %rsi,%rdi
mov    %rcx,%rax
test   %r8d,%r8d
pop    %rbx
pop    %r14
je     11ec <solve+0xec>
xchg   %ax,%ax
mov    %r11,%rax
mov    %rdx,%r11
mov    %r9,%rdi
mov    %r10,%r9
lea    (%r10,%rdi,1),%rdx
mov    %rsi,%r10
add    %rdx,%r10
lea    (%r10,%r11,1),%rdx
add    %rax,%rdx
add    %rcx,%rdx
mov    %rdi,%rsi
mov    %rax,%rcx
add    $0xffffffff,%r8d
jne    11c0 <solve+0xc0>
add    %r10d,%r9d
add    %r9d,%edi
add    %edx,%edi
add    %edi,%r11d
add    %r11d,%eax
ret

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

LLVM IR (-O2):
define i32 @solve(i32 %0) {
%2 = icmp eq i32 %0, 0
br i1 %2, label %47, label %3
3: ; preds = %1
%4 = add i32 %0, -1
%5 = and i32 %0, 3
%6 = icmp ult i32 %4, 3
br i1 %6, label %9, label %7
7: ; preds = %3
%8 = and i32 %0, -4
br label %63
9: ; preds = %63, %3
%10 = phi i64 [ undef, %3 ], [ %82, %63 ]
%11 = phi i64 [ undef, %3 ], [ %77, %63 ]
%12 = phi i64 [ undef, %3 ], [ %85, %63 ]
%13 = phi i64 [ undef, %3 ], [ %80, %63 ]
%14 = phi i64 [ undef, %3 ], [ %87, %63 ]
%15 = phi i64 [ undef, %3 ], [ %90, %63 ]
%16 = phi i64 [ 1, %3 ], [ %87, %63 ]
%17 = phi i64 [ 0, %3 ], [ %82, %63 ]
%18 = phi i64 [ 0, %3 ], [ %77, %63 ]
%19 = phi i64 [ 0, %3 ], [ %90, %63 ]
%20 = phi i64 [ 0, %3 ], [ %85, %63 ]
%21 = phi i64 [ 0, %3 ], [ %80, %63 ]
%22 = icmp eq i32 %5, 0
br i1 %22, label %38, label %23
23: ; preds = %9, %23
%24 = phi i64 [ %32, %23 ], [ %16, %9 ]
%25 = phi i64 [ %24, %23 ], [ %17, %9 ]
%26 = phi i64 [ %25, %23 ], [ %18, %9 ]
%27 = phi i64 [ %35, %23 ], [ %19, %9 ]
%28 = phi i64 [ %27, %23 ], [ %20, %9 ]
%29 = phi i64 [ %28, %23 ], [ %21, %9 ]
%30 = phi i32 [ %36, %23 ], [ 0, %9 ]
%31 = add i64 %24, %25
%32 = add i64 %31, %26
%33 = add i64 %32, %27
%34 = add i64 %33, %28
%35 = add i64 %34, %29
%36 = add i32 %30, 1
%37 = icmp eq i32 %36, %5
br i1 %37, label %38, label %23
38: ; preds = %23, %9
%39 = phi i64 [ %10, %9 ], [ %24, %23 ]
%40 = phi i64 [ %11, %9 ], [ %25, %23 ]
%41 = phi i64 [ %12, %9 ], [ %27, %23 ]
%42 = phi i64 [ %13, %9 ], [ %28, %23 ]
%43 = phi i64 [ %14, %9 ], [ %32, %23 ]
%44 = phi i64 [ %15, %9 ], [ %35, %23 ]
%45 = trunc i64 %43 to i32
%46 = trunc i64 %44 to i32
br label %47
47: ; preds = %38, %1
%48 = phi i32 [ 1, %1 ], [ %45, %38 ]
%49 = phi i64 [ 0, %1 ], [ %39, %38 ]
%50 = phi i64 [ 0, %1 ], [ %40, %38 ]
%51 = phi i32 [ 0, %1 ], [ %46, %38 ]
%52 = phi i64 [ 0, %1 ], [ %41, %38 ]
%53 = phi i64 [ 0, %1 ], [ %42, %38 ]
%54 = trunc i64 %49 to i32
%55 = add i32 %48, %54
%56 = trunc i64 %50 to i32
%57 = add i32 %55, %56
%58 = add i32 %57, %51
%59 = trunc i64 %52 to i32
%60 = add i32 %58, %59
%61 = trunc i64 %53 to i32
%62 = add i32 %60, %61
ret i32 %62
63: ; preds = %63, %7
%64 = phi i64 [ 1, %7 ], [ %87, %63 ]
%65 = phi i64 [ 0, %7 ], [ %82, %63 ]
%66 = phi i64 [ 0, %7 ], [ %77, %63 ]
%67 = phi i64 [ 0, %7 ], [ %90, %63 ]
%68 = phi i64 [ 0, %7 ], [ %85, %63 ]
%69 = phi i64 [ 0, %7 ], [ %80, %63 ]
%70 = phi i32 [ 0, %7 ], [ %91, %63 ]
%71 = add i64 %64, %65
%72 = add i64 %71, %66
%73 = add i64 %72, %67
%74 = add i64 %73, %68
%75 = add i64 %74, %69
%76 = add i64 %72, %64
%77 = add i64 %76, %65
%78 = add i64 %77, %75
%79 = add i64 %78, %67
%80 = add i64 %79, %68
%81 = add i64 %77, %72
%82 = add i64 %81, %64
%83 = add i64 %82, %80
%84 = add i64 %83, %75
%85 = add i64 %84, %67
%86 = add i64 %82, %77
%87 = add i64 %86, %72
%88 = add i64 %87, %85
%89 = add i64 %88, %80
%90 = add i64 %89, %75
%91 = add i32 %70, 4
%92 = icmp eq i32 %91, %8
br i1 %92, label %9, label %63
}