#include <stdio.h>
#include <gmp.h>

// gcc ackermann.c -lgmp -o ackermann 

static mpz_t k;

void f(mpz_t r, mpz_t n, mpz_t m)
{
  mpz_t one,nMinus1,mMinus1,result;
  
  mpz_add_ui( k,k,1);

 /*  printf("f("); */
/*   mpz_out_str( stdout, 10, n); */
/*   printf(","); */
/*   mpz_out_str( stdout, 10, m); */
/*   printf(")\n"); */

  if (mpz_cmp_ui( n,0) == 0) {
    mpz_add_ui( r,m,1);
  }
  else if  (mpz_cmp_ui( m,0) == 0) {
    mpz_init( nMinus1);
    mpz_sub_ui( nMinus1,n,1);
    mpz_init_set_ui( one,1);
    f( r,nMinus1,one);
    mpz_clear( one);
    mpz_clear( nMinus1);
  }
  else {
    mpz_init( mMinus1);
    mpz_sub_ui( mMinus1,m,1);
    mpz_init( result);
    f( result,n,mMinus1);
    mpz_clear( mMinus1);
    mpz_init( nMinus1);
    mpz_sub_ui( nMinus1,n,1);
    f( r,nMinus1,result);
    mpz_clear( nMinus1);
    mpz_clear( result);
  }
}

int main ( int argc, char *argv[])
{ 
  mpz_t m,n,r;

  if (argc != 3) {
    fprintf(stderr,"usage: ackermann n m\n");
    return 1;
  }
  
  mpz_init( n);
  mpz_init( m);
  mpz_init( r);
  mpz_init_set_ui(k,0);

  mpz_set_str( n, argv[1], 0);
  mpz_set_str( m, argv[2], 0);

  f(r,n,m);

  printf("result = ");
  mpz_out_str( stdout, 10, r);
  printf("\n");

  printf("calls = ");
  mpz_out_str( stdout, 10, k);
  printf("\n");
 
  mpz_clear( r);
  mpz_clear( m);
  mpz_clear( n);

  return 0;
}