#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 uint64_t;

/* Variables and functions */
int F(unsigned int, int, int);
uint64_t do_shuffle(unsigned r, uint64_t a, uint64_t b, uint64_t m,
                    uint64_t seed) {
  uint64_t tmp;
  uint64_t L = m % a;
  uint64_t R = m / a;
  for (unsigned j = 1; j <= r; j++) {
    tmp = (j & 1) ? (L + F(j, R, seed)) % a : (L + F(j, R, seed)) % b;
    L = R;
    R = tmp;
  }
  return (r & 1) ? a * L + R : a * R + L;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<do_shuffle>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x40,%rsp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %esi,-0x8(%rbp)
mov    %edx,-0xc(%rbp)
mov    %ecx,-0x10(%rbp)
mov    %r8d,-0x14(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
cltd
idivl  -0x8(%rbp)
mov    %edx,-0x1c(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
cltd
idivl  -0x8(%rbp)
mov    %eax,-0x20(%rbp)
movl   $0x1,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
ja     11c7 <do_shuffle+0xb7>
mov    -0x24(%rbp),%eax
and    $0x1,%eax
cmp    $0x0,%eax
je     1185 <do_shuffle+0x75>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%edi
mov    -0x20(%rbp),%esi
mov    -0x14(%rbp),%edx
call   1030 <F@plt>
mov    %eax,%ecx
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    %ecx,%eax
cltd
idivl  -0x8(%rbp)
mov    %edx,-0x28(%rbp)
jmp    11a7 <do_shuffle+0x97>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%edi
mov    -0x20(%rbp),%esi
mov    -0x14(%rbp),%edx
call   1030 <F@plt>
mov    %eax,%ecx
mov    -0x30(%rbp),%eax
add    %ecx,%eax
cltd
idivl  -0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    1143 <do_shuffle+0x33>
mov    -0x4(%rbp),%eax
and    $0x1,%eax
cmp    $0x0,%eax
je     11e8 <do_shuffle+0xd8>
mov    -0x8(%rbp),%eax
imul   -0x1c(%rbp),%eax
add    -0x20(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
jmp    11f5 <do_shuffle+0xe5>
mov    -0x8(%rbp),%eax
imul   -0x20(%rbp),%eax
add    -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
add    $0x40,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<do_shuffle>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    %ecx,%eax
mov    %edx,%r15d
mov    %esi,%r13d
cltd
idiv   %esi
mov    %edx,%ebp
mov    %eax,%edx
test   %edi,%edi
je     116e <do_shuffle+0x5e>
mov    %r8d,%r12d
mov    $0x1,%ebx
mov    %edi,0x4(%rsp)
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %edx,%r14d
mov    %ebx,%edi
mov    %edx,%esi
mov    %r12d,%edx
call   1030 <F@plt>
mov    0x4(%rsp),%edi
add    %ebp,%eax
test   $0x1,%bl
mov    %r13d,%ecx
cmove  %r15d,%ecx
cltd
idiv   %ecx
add    $0x1,%ebx
mov    %r14d,%ebp
cmp    %edi,%ebx
jbe    1140 <do_shuffle+0x30>
jmp    1171 <do_shuffle+0x61>
mov    %ebp,%r14d
mov    %r14d,%eax
imul   %r13d,%eax
add    %edx,%eax
imul   %r13d,%edx
add    %r14d,%edx
test   $0x1,%dil
cmovne %eax,%edx
mov    %edx,%eax
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @do_shuffle(i32 %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3, i32 %4) {
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
%13 = alloca i32
%14 = alloca i32
store i32 %0, i32* %6
store i32 %1, i32* %7
store i32 %2, i32* %8
store i32 %3, i32* %9
store i32 %4, i32* %10
%15 = load i32, i32* %9
%16 = load i32, i32* %7
%17 = srem i32 %15, %16
store i32 %17, i32* %12
%18 = load i32, i32* %9
%19 = load i32, i32* %7
%20 = sdiv i32 %18, %19
store i32 %20, i32* %13
store i32 1, i32* %14
br label %21
21: ; preds = %51, %5
%22 = load i32, i32* %14
%23 = load i32, i32* %6
%24 = icmp ule i32 %22, %23
br i1 %24, label %25, label %54
25: ; preds = %21
%26 = load i32, i32* %14
%27 = and i32 %26, 1
%28 = icmp ne i32 %27, 0
br i1 %28, label %29, label %38
29: ; preds = %25
%30 = load i32, i32* %12
%31 = load i32, i32* %14
%32 = load i32, i32* %13
%33 = load i32, i32* %10
%34 = call i32 @F(i32 %31, i32 %32, i32 %33)
%35 = add nsw i32 %30, %34
%36 = load i32, i32* %7
%37 = srem i32 %35, %36
br label %47
38: ; preds = %25
%39 = load i32, i32* %12
%40 = load i32, i32* %14
%41 = load i32, i32* %13
%42 = load i32, i32* %10
%43 = call i32 @F(i32 %40, i32 %41, i32 %42)
%44 = add nsw i32 %39, %43
%45 = load i32, i32* %8
%46 = srem i32 %44, %45
br label %47
47: ; preds = %38, %29
%48 = phi i32 [ %37, %29 ], [ %46, %38 ]
store i32 %48, i32* %11
%49 = load i32, i32* %13
store i32 %49, i32* %12
%50 = load i32, i32* %11
store i32 %50, i32* %13
br label %51
51: ; preds = %47
%52 = load i32, i32* %14
%53 = add i32 %52, 1
store i32 %53, i32* %14
br label %21
54: ; preds = %21
%55 = load i32, i32* %6
%56 = and i32 %55, 1
%57 = icmp ne i32 %56, 0
br i1 %57, label %58, label %64
58: ; preds = %54
%59 = load i32, i32* %7
%60 = load i32, i32* %12
%61 = mul nsw i32 %59, %60
%62 = load i32, i32* %13
%63 = add nsw i32 %61, %62
br label %70
64: ; preds = %54
%65 = load i32, i32* %7
%66 = load i32, i32* %13
%67 = mul nsw i32 %65, %66
%68 = load i32, i32* %12
%69 = add nsw i32 %67, %68
br label %70
70: ; preds = %64, %58
%71 = phi i32 [ %63, %58 ], [ %69, %64 ]
ret i32 %71
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @do_shuffle(i32 %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3, i32 %4) {
%6 = srem i32 %3, %1
%7 = sdiv i32 %3, %1
%8 = icmp eq i32 %0, 0
br i1 %8, label %9, label %19
9: ; preds = %19, %5
%10 = phi i32 [ %6, %5 ], [ %21, %19 ]
%11 = phi i32 [ %7, %5 ], [ %28, %19 ]
%12 = and i32 %0, 1
%13 = icmp eq i32 %12, 0
%14 = mul nsw i32 %10, %1
%15 = add nsw i32 %14, %11
%16 = mul nsw i32 %11, %1
%17 = add nsw i32 %16, %10
%18 = select i1 %13, i32 %17, i32 %15
ret i32 %18
19: ; preds = %5, %19
%20 = phi i32 [ %29, %19 ], [ 1, %5 ]
%21 = phi i32 [ %28, %19 ], [ %7, %5 ]
%22 = phi i32 [ %21, %19 ], [ %6, %5 ]
%23 = and i32 %20, 1
%24 = icmp eq i32 %23, 0
%25 = tail call i32 @F(i32 %20, i32 %21, i32 %4)
%26 = add nsw i32 %25, %22
%27 = select i1 %24, i32 %2, i32 %1
%28 = srem i32 %26, %27
%29 = add i32 %20, 1
%30 = icmp ugt i32 %29, %0
br i1 %30, label %9, label %19
}