#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 int /*<<< orphan*/ mpz_t;

/* Variables and functions */
int /*<<< orphan*/ mpz_add(int /*<<< orphan*/, int /*<<< orphan*/,
                           int /*<<< orphan*/);
int /*<<< orphan*/ mpz_clear(int /*<<< orphan*/);
scalar_t__ mpz_cmp_ui(int /*<<< orphan*/, int /*<<< orphan*/);
int /*<<< orphan*/ mpz_init(int /*<<< orphan*/);
int /*<<< orphan*/ mpz_init_set_ui(int /*<<< orphan*/, int /*<<< orphan*/);
int /*<<< orphan*/ mpz_set(int /*<<< orphan*/, int /*<<< orphan*/);
int /*<<< orphan*/ mpz_sub(int /*<<< orphan*/, int /*<<< orphan*/,
                           int /*<<< orphan*/);
void p(long n, mpz_t *pcache, mpz_t result) {
  if (mpz_cmp_ui(pcache[n], 0) != 0) {
    mpz_set(result, pcache[n]);
    return;
  }
  mpz_t sum;
  mpz_init_set_ui(sum, 0);
  mpz_t pk;
  mpz_init(pk);
  long k = 1, i = 1, j = 1;
  while (n - k >= 0) {
    p(n - k, pcache, pk);
    if (j % 4 == 3 || j % 4 == 0) {
      mpz_sub(sum, sum, pk);
    } else {
      mpz_add(sum, sum, pk);
    }
    i = i < 0 ? i * -1 + 1 : i * -1;
    k = i * (3 * i - 1) / 2;
    ++j;
  }
  mpz_set(pcache[n], sum);
  mpz_set(result, sum);
  mpz_clear(sum);
  mpz_clear(pk);
  return;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<p>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x40,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edi
xor    %esi,%esi
call   1080 <mpz_cmp_ui@plt>
cmp    $0x0,%rax
je     11c7 <p+0x47>
mov    -0x14(%rbp),%edi
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%esi
call   1040 <mpz_set@plt>
jmp    12f4 <p+0x174>
mov    -0x18(%rbp),%edi
xor    %esi,%esi
call   1090 <mpz_init_set_ui@plt>
mov    -0x1c(%rbp),%edi
call   1060 <mpz_init@plt>
movq   $0x1,-0x28(%rbp)
movq   $0x1,-0x30(%rbp)
movq   $0x1,-0x38(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
sub    -0x28(%rbp),%rax
cmp    $0x0,%rax
jl     12c6 <p+0x146>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
sub    -0x28(%rbp),%rdi
mov    -0x10(%rbp),%rsi
mov    -0x1c(%rbp),%edx
call   1030 <p@plt>
mov    -0x38(%rbp),%rax
mov    $0x4,%ecx
cqto
idiv   %rcx
cmp    $0x3,%rdx
je     1247 <p+0xc7>
mov    -0x38(%rbp),%rax
mov    $0x4,%ecx
cqto
idiv   %rcx
cmp    $0x0,%rdx
jne    125a <p+0xda>
mov    -0x18(%rbp),%edi
mov    -0x18(%rbp),%esi
mov    -0x1c(%rbp),%edx
call   1050 <mpz_sub@plt>
jmp    1268 <p+0xe8>
mov    -0x18(%rbp),%edi
mov    -0x18(%rbp),%esi
mov    -0x1c(%rbp),%edx
call   1070 <mpz_add@plt>
cmpq   $0x0,-0x30(%rbp)
jge    1285 <p+0x105>
imul   $0xffffffffffffffff,-0x30(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
jmp    128e <p+0x10e>
imul   $0xffffffffffffffff,-0x30(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
mov    -0x40(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rax
imul   $0x3,-0x30(%rbp),%rcx
sub    $0x1,%rcx
imul   %rcx,%rax
mov    $0x2,%ecx
cqto
idiv   %rcx
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
jmp    11f1 <p+0x71>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edi
mov    -0x18(%rbp),%esi
call   1040 <mpz_set@plt>
mov    -0x14(%rbp),%edi
mov    -0x18(%rbp),%esi
call   1040 <mpz_set@plt>
mov    -0x18(%rbp),%edi
call   10a0 <mpz_clear@plt>
mov    -0x1c(%rbp),%edi
call   10a0 <mpz_clear@plt>
add    $0x40,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<p>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r12
push   %rbx
mov    %edx,%r14d
mov    %rsi,%r15
mov    %rdi,%r12
mov    (%rsi,%rdi,4),%edi
xor    %esi,%esi
call   1080 <mpz_cmp_ui@plt>
test   %rax,%rax
je     11b4 <p+0x34>
mov    (%r15,%r12,4),%esi
mov    %r14d,%edi
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
jmp    1040 <mpz_set@plt>
xor    %esi,%esi
call   1090 <mpz_init_set_ui@plt>
call   1060 <mpz_init@plt>
mov    %r12,%rdi
add    $0xffffffffffffffff,%rdi
js     1236 <p+0xb6>
mov    $0x1,%ebx
mov    $0x1,%ebp
jmp    1217 <p+0x97>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
call   1050 <mpz_sub@plt>
mov    %rbp,%rax
shr    $0x3f,%rax
sub    %rbp,%rax
lea    (%rax,%rax,2),%rcx
add    $0xffffffffffffffff,%rcx
imul   %rax,%rcx
mov    %rcx,%rdx
shr    $0x3f,%rdx
add    %rcx,%rdx
sar    %rdx
add    $0x1,%rbx
mov    %r12,%rdi
sub    %rdx,%rdi
mov    %rax,%rbp
js     1236 <p+0xb6>
mov    %r15,%rsi
call   1030 <p@plt>
mov    %ebx,%eax
and    $0x3,%eax
cmp    $0x3,%rax
je     11e0 <p+0x60>
test   %rax,%rax
je     11e0 <p+0x60>
call   1070 <mpz_add@plt>
jmp    11e5 <p+0x65>
mov    (%r15,%r12,4),%edi
call   1040 <mpz_set@plt>
mov    %r14d,%edi
call   1040 <mpz_set@plt>
call   10a0 <mpz_clear@plt>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
jmp    10a0 <mpz_clear@plt>

LLVM IR (-O0):
define void @p(i64 %0, i32* %1, i32 %2) {
%4 = alloca i64
%5 = alloca i32*
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i64
%10 = alloca i64
%11 = alloca i64
store i64 %0, i64* %4
store i32* %1, i32** %5
store i32 %2, i32* %6
%12 = load i32*, i32** %5
%13 = load i64, i64* %4
%14 = getelementptr inbounds i32, i32* %12, i64 %13
%15 = load i32, i32* %14
%16 = call i64 @mpz_cmp_ui(i32 %15, i32 0)
%17 = icmp ne i64 %16, 0
br i1 %17, label %18, label %25
18: ; preds = %3
%19 = load i32, i32* %6
%20 = load i32*, i32** %5
%21 = load i64, i64* %4
%22 = getelementptr inbounds i32, i32* %20, i64 %21
%23 = load i32, i32* %22
%24 = call i32 @mpz_set(i32 %19, i32 %23)
br label %92
25: ; preds = %3
%26 = load i32, i32* %7
%27 = call i32 @mpz_init_set_ui(i32 %26, i32 0)
%28 = load i32, i32* %8
%29 = call i32 @mpz_init(i32 %28)
store i64 1, i64* %9
store i64 1, i64* %10
store i64 1, i64* %11
br label %30
30: ; preds = %68, %25
%31 = load i64, i64* %4
%32 = load i64, i64* %9
%33 = sub nsw i64 %31, %32
%34 = icmp sge i64 %33, 0
br i1 %34, label %35, label %78
35: ; preds = %30
%36 = load i64, i64* %4
%37 = load i64, i64* %9
%38 = sub nsw i64 %36, %37
%39 = load i32*, i32** %5
%40 = load i32, i32* %8
%41 = load i64, i64* %11
%42 = srem i64 %41, 4
%43 = icmp eq i64 %42, 3
br i1 %43, label %48, label %44
44: ; preds = %35
%45 = load i64, i64* %11
%46 = srem i64 %45, 4
%47 = icmp eq i64 %46, 0
br i1 %47, label %48, label %53
48: ; preds = %44, %35
%49 = load i32, i32* %7
%50 = load i32, i32* %7
%51 = load i32, i32* %8
%52 = call i32 @mpz_sub(i32 %49, i32 %50, i32 %51)
br label %58
53: ; preds = %44
%54 = load i32, i32* %7
%55 = load i32, i32* %7
%56 = load i32, i32* %8
%57 = call i32 @mpz_add(i32 %54, i32 %55, i32 %56)
br label %58
58: ; preds = %53, %48
%59 = load i64, i64* %10
%60 = icmp slt i64 %59, 0
br i1 %60, label %61, label %65
61: ; preds = %58
%62 = load i64, i64* %10
%63 = mul nsw i64 %62, -1
%64 = add nsw i64 %63, 1
br label %68
65: ; preds = %58
%66 = load i64, i64* %10
%67 = mul nsw i64 %66, -1
br label %68
68: ; preds = %65, %61
%69 = phi i64 [ %64, %61 ], [ %67, %65 ]
store i64 %69, i64* %10
%70 = load i64, i64* %10
%71 = load i64, i64* %10
%72 = mul nsw i64 3, %71
%73 = sub nsw i64 %72, 1
%74 = mul nsw i64 %70, %73
%75 = sdiv i64 %74, 2
store i64 %75, i64* %9
%76 = load i64, i64* %11
%77 = add nsw i64 %76, 1
store i64 %77, i64* %11
br label %30
78: ; preds = %30
%79 = load i32*, i32** %5
%80 = load i64, i64* %4
%81 = getelementptr inbounds i32, i32* %79, i64 %80
%82 = load i32, i32* %81
%83 = load i32, i32* %7
%84 = call i32 @mpz_set(i32 %82, i32 %83)
%85 = load i32, i32* %6
%86 = load i32, i32* %7
%87 = call i32 @mpz_set(i32 %85, i32 %86)
%88 = load i32, i32* %7
%89 = call i32 @mpz_clear(i32 %88)
%90 = load i32, i32* %8
%91 = call i32 @mpz_clear(i32 %90)
br label %92
92: ; preds = %78, %18
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @p(i64 %0, i32* nocapture %1, i32 %2) {
%4 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %0
%5 = load i32, i32* %4
%6 = tail call i64 @mpz_cmp_ui(i32 %5, i32 0)
%7 = icmp eq i64 %6, 0
br i1 %7, label %11, label %8
8: ; preds = %3
%9 = load i32, i32* %4
%10 = tail call i32 @mpz_set(i32 %2, i32 %9)
br label %41
11: ; preds = %3
%12 = tail call i32 @mpz_init_set_ui(i32 undef, i32 0)
%13 = tail call i32 @mpz_init(i32 undef)
%14 = add i64 %0, -1
%15 = icmp sgt i64 %14, -1
br i1 %15, label %16, label %35
16: ; preds = %11, %25
%17 = phi i64 [ %33, %25 ], [ %14, %11 ]
%18 = phi i64 [ %32, %25 ], [ 1, %11 ]
%19 = phi i64 [ %27, %25 ], [ 1, %11 ]
tail call void @p(i64 %17, i32* %1, i32 undef)
%20 = and i64 %18, 3
switch i64 %20, label %23 [
i64 3, label %21
i64 0, label %21
]
21: ; preds = %16, %16
%22 = tail call i32 @mpz_sub(i32 undef, i32 undef, i32 undef)
br label %25
23: ; preds = %16
%24 = tail call i32 @mpz_add(i32 undef, i32 undef, i32 undef)
br label %25
25: ; preds = %23, %21
%26 = lshr i64 %19, 63
%27 = sub i64 %26, %19
%28 = mul nsw i64 %27, 3
%29 = add nsw i64 %28, -1
%30 = mul nsw i64 %29, %27
%31 = sdiv i64 %30, -2
%32 = add nuw nsw i64 %18, 1
%33 = add i64 %31, %0
%34 = icmp sgt i64 %33, -1
br i1 %34, label %16, label %35
35: ; preds = %25, %11
%36 = load i32, i32* %4
%37 = tail call i32 @mpz_set(i32 %36, i32 undef)
%38 = tail call i32 @mpz_set(i32 %2, i32 undef)
%39 = tail call i32 @mpz_clear(i32 undef)
%40 = tail call i32 @mpz_clear(i32 undef)
br label %41
41: ; preds = %35, %8
ret void
}