int mp_sqrt(int n, int radix, int in[], int out[], int tmp1[], int tmp2[],
            int nfft, double tmp1fft[], double tmp2fft[]) {
  void mp_load_0(int n, int radix, int out[]);
  int mp_get_nfft_init(int radix, int nfft_max);
  void mp_sqrt_init(int n, int radix, int in[], int out[], int out_rev[]);
  int mp_sqrt_newton(int n, int radix, int in[], int inout[], int inout_rev[],
                     int tmp[], int nfft, double tmp1fft[], double tmp2fft[],
                     int *n_tmp1fft);
  int n_nwt, nfft_nwt, thr, prc, n_tmp1fft;
  if (in[0] < 0) {
    return -1;
  } else if (in[0] == 0) {
    mp_load_0(n, radix, out);
    return 0;
  }
  nfft_nwt = mp_get_nfft_init(radix, nfft);
  n_nwt = nfft_nwt + 2;
  if (n_nwt > n) {
    n_nwt = n;
  }
  mp_sqrt_init(n_nwt, radix, in, out, tmp1);
  n_tmp1fft = 0;
  thr = 8;
  do {
    n_nwt = nfft_nwt + 2;
    if (n_nwt > n) {
      n_nwt = n;
    }
    prc = mp_sqrt_newton(n_nwt, radix, in, out, tmp1, tmp2, nfft_nwt, tmp1fft,
                         tmp2fft, &n_tmp1fft);
    if (thr * nfft_nwt >= nfft) {
      thr = 0;
      if (2 * prc <= n_nwt - 2) {
        nfft_nwt >>= 1;
      }
    } else {
      if (3 * prc < n_nwt - 2) {
        nfft_nwt >>= 1;
      }
    }
    nfft_nwt <<= 1;
  } while (nfft_nwt <= nfft);
  return 0;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<mp_sqrt>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
push   %rbx
sub    $0x68,%rsp
mov    0x20(%rbp),%rax
mov    0x18(%rbp),%rax
mov    0x10(%rbp),%eax
mov    %edi,-0x10(%rbp)
mov    %esi,-0x14(%rbp)
mov    %rdx,-0x20(%rbp)
mov    %rcx,-0x28(%rbp)
mov    %r8,-0x30(%rbp)
mov    %r9,-0x38(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
cmpl   $0x0,(%rax)
jge    1183 <mp_sqrt+0x43>
movl   $0xffffffff,-0xc(%rbp)
jmp    12cd <mp_sqrt+0x18d>
mov    -0x20(%rbp),%rax
cmpl   $0x0,(%rax)
jne    11ab <mp_sqrt+0x6b>
mov    -0x10(%rbp),%edi
mov    -0x14(%rbp),%esi
mov    -0x28(%rbp),%rdx
call   1060 <mp_load_0@plt>
movl   $0x0,-0xc(%rbp)
jmp    12cd <mp_sqrt+0x18d>
jmp    11b0 <mp_sqrt+0x70>
mov    -0x14(%rbp),%edi
mov    0x10(%rbp),%esi
call   1040 <mp_get_nfft_init@plt>
mov    %eax,-0x40(%rbp)
mov    -0x40(%rbp),%eax
add    $0x2,%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jle    11d9 <mp_sqrt+0x99>
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
mov    -0x3c(%rbp),%edi
mov    -0x14(%rbp),%esi
mov    -0x20(%rbp),%rdx
mov    -0x28(%rbp),%rcx
mov    -0x30(%rbp),%r8
call   1050 <mp_sqrt_init@plt>
movl   $0x0,-0x4c(%rbp)
movl   $0x8,-0x44(%rbp)
mov    -0x40(%rbp),%eax
add    $0x2,%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jle    1219 <mp_sqrt+0xd9>
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
mov    -0x3c(%rbp),%edi
mov    -0x14(%rbp),%esi
mov    -0x20(%rbp),%rdx
mov    -0x28(%rbp),%rcx
mov    -0x30(%rbp),%r8
mov    -0x38(%rbp),%r9
mov    -0x40(%rbp),%ebx
mov    0x18(%rbp),%r11
mov    0x20(%rbp),%r10
lea    -0x4c(%rbp),%rax
mov    %ebx,(%rsp)
mov    %r11,0x8(%rsp)
mov    %r10,0x10(%rsp)
mov    %rax,0x18(%rsp)
call   1030 <mp_sqrt_newton@plt>
mov    %eax,-0x48(%rbp)
mov    -0x44(%rbp),%eax
imul   -0x40(%rbp),%eax
cmp    0x10(%rbp),%eax
jl     1291 <mp_sqrt+0x151>
movl   $0x0,-0x44(%rbp)
mov    -0x48(%rbp),%eax
shl    $0x1,%eax
mov    -0x3c(%rbp),%ecx
sub    $0x2,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jg     128c <mp_sqrt+0x14c>
mov    -0x40(%rbp),%eax
sar    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x40(%rbp)
jmp    12b1 <mp_sqrt+0x171>
imul   $0x3,-0x48(%rbp),%eax
mov    -0x3c(%rbp),%ecx
sub    $0x2,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    12ac <mp_sqrt+0x16c>
mov    -0x40(%rbp),%eax
sar    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x40(%rbp)
jmp    12b1 <mp_sqrt+0x171>
mov    -0x40(%rbp),%eax
shl    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x40(%rbp)
mov    -0x40(%rbp),%eax
cmp    0x10(%rbp),%eax
jle    11fe <mp_sqrt+0xbe>
movl   $0x0,-0xc(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x68,%rsp
pop    %rbx
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<mp_sqrt>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x28,%rsp
mov    %r9,0x20(%rsp)
mov    %r8,0x18(%rsp)
mov    %rcx,0x8(%rsp)
mov    %esi,0x4(%rsp)
cmpl   $0x0,(%rdx)
js     1232 <mp_sqrt+0xf2>
mov    %edi,%ebx
je     1239 <mp_sqrt+0xf9>
mov    %rdx,%rbp
mov    0x60(%rsp),%r13d
mov    0x4(%rsp),%r14d
mov    %r14d,%edi
mov    %r13d,%esi
call   1040 <mp_get_nfft_init@plt>
mov    %eax,%r15d
lea    0x2(%r15),%edi
cmp    %ebx,%edi
cmovg  %ebx,%edi
mov    %r14d,%esi
mov    %rbp,%rdx
mov    0x8(%rsp),%rcx
mov    0x18(%rsp),%r8
call   1050 <mp_sqrt_init@plt>
movl   $0x0,0x14(%rsp)
mov    $0x8,%r14d
jmp    11d8 <mp_sqrt+0x98>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
lea    (%rax,%rax,2),%eax
add    $0xfffffffe,%r12d
cmp    %r12d,%eax
setl   %cl
sar    %cl,%r15d
add    %r15d,%r15d
cmp    %r13d,%r15d
jg     1249 <mp_sqrt+0x109>
lea    0x2(%r15),%r12d
cmp    %ebx,%r12d
cmovg  %ebx,%r12d
mov    %r12d,%edi
mov    0x4(%rsp),%esi
mov    %rbp,%rdx
mov    0x8(%rsp),%rcx
mov    0x18(%rsp),%r8
mov    0x20(%rsp),%r9
lea    0x14(%rsp),%rax
push   %rax
push   0x78(%rsp)
push   0x78(%rsp)
push   %r15
call   1030 <mp_sqrt_newton@plt>
add    $0x20,%rsp
mov    %r14d,%ecx
imul   %r15d,%ecx
cmp    %r13d,%ecx
jl     11c0 <mp_sqrt+0x80>
add    %eax,%eax
add    $0xfffffffe,%r12d
cmp    %r12d,%eax
setle  %cl
xor    %r14d,%r14d
jmp    11cd <mp_sqrt+0x8d>
mov    $0xffffffff,%eax
jmp    124b <mp_sqrt+0x10b>
mov    %ebx,%edi
mov    0x4(%rsp),%esi
mov    0x8(%rsp),%rdx
call   1060 <mp_load_0@plt>
xor    %eax,%eax
add    $0x28,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

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

LLVM IR (-O2):
define i32 @mp_sqrt(i32 %0, i32 %1, i32* %2, i32* %3, i32* %4, i32* %5, i32 %6, double* %7, double* %8) {
%10 = alloca i32
%11 = bitcast i32* %10 to i8*
%12 = load i32, i32* %2
%13 = icmp slt i32 %12, 0
br i1 %13, label %46, label %14
14: ; preds = %9
%15 = icmp eq i32 %12, 0
br i1 %15, label %16, label %17
16: ; preds = %14
tail call void @mp_load_0(i32 %0, i32 %1, i32* %3)
br label %46
17: ; preds = %14
%18 = tail call i32 @mp_get_nfft_init(i32 %1, i32 %6)
%19 = add nsw i32 %18, 2
%20 = icmp sgt i32 %19, %0
%21 = select i1 %20, i32 %0, i32 %19
tail call void @mp_sqrt_init(i32 %21, i32 %1, i32* %2, i32* %3, i32* %4)
store i32 0, i32* %10
br label %22
22: ; preds = %39, %17
%23 = phi i32 [ %18, %17 ], [ %44, %39 ]
%24 = phi i32 [ 8, %17 ], [ %41, %39 ]
%25 = add nsw i32 %23, 2
%26 = icmp sgt i32 %25, %0
%27 = select i1 %26, i32 %0, i32 %25
%28 = call i32 @mp_sqrt_newton(i32 %27, i32 %1, i32* %2, i32* %3, i32* %4, i32* %5, i32 %23, double* %7, double* %8, i32* %10)
%29 = mul nsw i32 %24, %23
%30 = icmp slt i32 %29, %6
br i1 %30, label %35, label %31
31: ; preds = %22
%32 = shl nsw i32 %28, 1
%33 = add nsw i32 %27, -2
%34 = icmp sle i32 %32, %33
br label %39
35: ; preds = %22
%36 = mul nsw i32 %28, 3
%37 = add nsw i32 %27, -2
%38 = icmp slt i32 %36, %37
br label %39
39: ; preds = %35, %31
%40 = phi i1 [ %34, %31 ], [ %38, %35 ]
%41 = phi i32 [ 0, %31 ], [ %24, %35 ]
%42 = zext i1 %40 to i32
%43 = ashr i32 %23, %42
%44 = shl i32 %43, 1
%45 = icmp sgt i32 %44, %6
br i1 %45, label %46, label %22
46: ; preds = %39, %9, %16
%47 = phi i32 [ 0, %16 ], [ -1, %9 ], [ 0, %39 ]
ret i32 %47
}