unsigned halton3_inverse(unsigned index, const unsigned digits) {
  unsigned result = 0;
  for (unsigned d = 0; d < digits; ++d) {
    result = result * 3 + index % 3;
    index /= 3;
  }
  return result;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<halton3_inverse>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %esi,-0x8(%rbp)
movl   $0x0,-0xc(%rbp)
movl   $0x0,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
jae    115c <halton3_inverse+0x5c>
imul   $0x3,-0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    $0x3,%ecx
xor    %edx,%edx
div    %ecx
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    %edx,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    $0x3,%ecx
xor    %edx,%edx
div    %ecx
mov    %eax,-0x4(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    1118 <halton3_inverse+0x18>
mov    -0xc(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<halton3_inverse>:
test   %esi,%esi
je     1113 <halton3_inverse+0x13>
cmp    $0x1,%esi
jne    1116 <halton3_inverse+0x16>
xor    %ecx,%ecx
test   $0x1,%sil
jne    1178 <halton3_inverse+0x78>
jmp    1190 <halton3_inverse+0x90>
xor    %eax,%eax
ret
mov    %esi,%ecx
and    $0xfffffffe,%ecx
xor    %eax,%eax
mov    $0xaaaaaaab,%r8d
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
lea    (%rax,%rax,2),%r9d
mov    %edi,%r10d
mov    %r10,%rax
imul   %r8,%rax
shr    $0x21,%rax
lea    (%rax,%rax,2),%edx
sub    %edx,%edi
add    %r9d,%edi
lea    (%rdi,%rdi,2),%edx
mov    %rax,%rdi
imul   %r8,%rdi
shr    $0x21,%rdi
lea    (%rdi,%rdi,2),%edi
sub    %edi,%eax
add    %edx,%eax
imul   $0x38e38e39,%r10,%rdi
shr    $0x21,%rdi
add    $0xfffffffe,%ecx
jne    1130 <halton3_inverse+0x30>
lea    (%rax,%rax,2),%ecx
test   $0x1,%sil
je     1190 <halton3_inverse+0x90>
mov    %edi,%eax
mov    $0xaaaaaaab,%edx
imul   %rax,%rdx
shr    $0x21,%rdx
lea    (%rdx,%rdx,2),%eax
sub    %eax,%edi
add    %edi,%ecx
mov    %ecx,%eax
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @halton3_inverse(i32 %0, i32 %1) {
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
store i32 %0, i32* %3
store i32 %1, i32* %4
store i32 0, i32* %5
store i32 0, i32* %6
br label %7
7: ; preds = %19, %2
%8 = load i32, i32* %6
%9 = load i32, i32* %4
%10 = icmp ult i32 %8, %9
br i1 %10, label %11, label %22
11: ; preds = %7
%12 = load i32, i32* %5
%13 = mul i32 %12, 3
%14 = load i32, i32* %3
%15 = urem i32 %14, 3
%16 = add i32 %13, %15
store i32 %16, i32* %5
%17 = load i32, i32* %3
%18 = udiv i32 %17, 3
store i32 %18, i32* %3
br label %19
19: ; preds = %11
%20 = load i32, i32* %6
%21 = add i32 %20, 1
store i32 %21, i32* %6
br label %7
22: ; preds = %7
%23 = load i32, i32* %5
ret i32 %23
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @halton3_inverse(i32 %0, i32 %1) {
%3 = icmp eq i32 %1, 0
br i1 %3, label %19, label %4
4: ; preds = %2
%5 = and i32 %1, 1
%6 = icmp eq i32 %1, 1
br i1 %6, label %11, label %7
7: ; preds = %4
%8 = and i32 %1, -2
br label %21
9: ; preds = %21
%10 = mul i32 %31, 3
br label %11
11: ; preds = %9, %4
%12 = phi i32 [ undef, %4 ], [ %31, %9 ]
%13 = phi i32 [ 0, %4 ], [ %10, %9 ]
%14 = phi i32 [ %0, %4 ], [ %32, %9 ]
%15 = icmp eq i32 %5, 0
br i1 %15, label %19, label %16
16: ; preds = %11
%17 = urem i32 %14, 3
%18 = add i32 %13, %17
br label %19
19: ; preds = %16, %11, %2
%20 = phi i32 [ 0, %2 ], [ %12, %11 ], [ %18, %16 ]
ret i32 %20
21: ; preds = %21, %7
%22 = phi i32 [ 0, %7 ], [ %31, %21 ]
%23 = phi i32 [ %0, %7 ], [ %32, %21 ]
%24 = phi i32 [ 0, %7 ], [ %33, %21 ]
%25 = mul i32 %22, 3
%26 = urem i32 %23, 3
%27 = add i32 %25, %26
%28 = udiv i32 %23, 3
%29 = mul i32 %27, 3
%30 = urem i32 %28, 3
%31 = add i32 %29, %30
%32 = udiv i32 %23, 9
%33 = add i32 %24, 2
%34 = icmp eq i32 %33, %8
br i1 %34, label %9, label %21
}