#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 */

/* Variables and functions */
long fixdiv32(long, long);
int fixmul32(long, int);
long fixsqrt32(long);
void durbin(long r[], int p, long k[], long *g) {
  int i, j;
  long a[10 + 1], at[10 + 1], e;
  for (i = 0; i <= p; i++)
    a[i] = at[i] = 0;
  e = r[0];
  for (i = 1; i <= p; i++) {
    k[i] = -r[i];
    for (j = 1; j < i; j++) {
      at[j] = a[j];
      k[i] -= fixmul32(a[j], r[i - j]);
    }
    if (e == 0) {
      *g = 0;
      return;
    }
    k[i] = fixdiv32(k[i], e);
    a[i] = k[i];
    for (j = 1; j < i; j++)
      a[j] = at[j] + fixmul32(k[i], at[i - j]);
    e = fixmul32(e, (((1) << 20) - fixmul32(k[i], k[i])));
  }
  if (e < 0) {
    e = 0;
  }
  *g = fixsqrt32(e);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<durbin>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x100,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jg     1188 <durbin+0x58>
movslq -0x24(%rbp),%rax
movq   $0x0,-0xe0(%rbp,%rax,8)
movslq -0x24(%rbp),%rax
movq   $0x0,-0x80(%rbp,%rax,8)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    1151 <durbin+0x21>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    (%rax),%rax
mov    %rax,-0xe8(%rbp)
movl   $0x1,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jg     134d <durbin+0x21d>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
xor    %edx,%edx
sub    (%rax,%rcx,8),%rdx
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
movl   $0x1,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
cmp    -0x24(%rbp),%eax
jge    1230 <durbin+0x100>
movslq -0x28(%rbp),%rax
mov    -0x80(%rbp,%rax,8),%rcx
movslq -0x28(%rbp),%rax
mov    %rcx,-0xe0(%rbp,%rax,8)
ff
movslq -0x28(%rbp),%rax
mov    -0x80(%rbp,%rax,8),%rdi
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
sub    -0x28(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
mov    %eax,%esi
call   1030 <fixmul32@plt>
movslq %eax,%rsi
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rdx
sub    %rsi,%rdx
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    11ca <durbin+0x9a>
cmpq   $0x0,-0xe8(%rbp)
jne    124e <durbin+0x11e>
mov    -0x20(%rbp),%rax
movq   $0x0,(%rax)
jmp    137c <durbin+0x24c>
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rdi
mov    -0xe8(%rbp),%rsi
call   1040 <fixdiv32@plt>
mov    %rax,%rdx
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rcx
movslq -0x24(%rbp),%rax
mov    %rcx,-0x80(%rbp,%rax,8)
movl   $0x1,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
cmp    -0x24(%rbp),%eax
jge    12f6 <durbin+0x1c6>
movslq -0x28(%rbp),%rax
mov    -0xe0(%rbp,%rax,8),%rax
ff
mov    %rax,-0xf0(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rdi
mov    -0x24(%rbp),%eax
sub    -0x28(%rbp),%eax
cltq
mov    -0xe0(%rbp,%rax,8),%rax
ff
mov    %eax,%esi
call   1030 <fixmul32@plt>
mov    -0xf0(%rbp),%rcx
cltq
add    %rax,%rcx
movslq -0x28(%rbp),%rax
mov    %rcx,-0x80(%rbp,%rax,8)
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    1291 <durbin+0x161>
mov    -0xe8(%rbp),%rax
mov    %rax,-0xf8(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rdi
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
mov    %eax,%esi
call   1030 <fixmul32@plt>
mov    -0xf8(%rbp),%rdi
mov    $0x100000,%esi
sub    %eax,%esi
call   1030 <fixmul32@plt>
cltq
mov    %rax,-0xe8(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    119d <durbin+0x6d>
cmpq   $0x0,-0xe8(%rbp)
jge    1366 <durbin+0x236>
movq   $0x0,-0xe8(%rbp)
mov    -0xe8(%rbp),%rdi
call   1050 <fixsqrt32@plt>
mov    %rax,%rcx
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %rcx,(%rax)
add    $0x100,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<durbin>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0xe8,%rsp
mov    %rcx,%r14
mov    %rdi,%r13
test   %esi,%esi
mov    %rcx,(%rsp)
js     12c1 <durbin+0x181>
mov    %rdx,%r12
mov    %esi,%ebx
mov    %esi,%eax
lea    0x8(,%rax,8),%rbp
lea    0x90(%rsp),%rdi
mov    %rdi,0x10(%rsp)
xor    %esi,%esi
mov    %rbp,%rdx
call   1050 <memset@plt>
lea    0x30(%rsp),%rdi
xor    %esi,%esi
mov    %rbp,%rdx
call   1050 <memset@plt>
mov    0x0(%r13),%rax
test   %ebx,%ebx
je     12c5 <durbin+0x185>
add    $0x1,%ebx
mov    %rbx,0x20(%rsp)
mov    $0x1,%r14d
xor    %r15d,%r15d
mov    %r13,0x8(%rsp)
mov    %r13,0x28(%rsp)
jmp    120e <durbin+0xce>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %edi,%esi
call   1030 <fixmul32@plt>
mov    $0x100000,%esi
sub    %eax,%esi
mov    0x18(%rsp),%rdi
call   1030 <fixmul32@plt>
cltq
add    $0x1,%r14
addq   $0x8,0x8(%rsp)
add    $0x8,%r15
addq   $0x8,0x10(%rsp)
cmp    0x20(%rsp),%r14
mov    0x28(%rsp),%r13
je     12c5 <durbin+0x185>
mov    %rax,0x18(%rsp)
mov    0x0(%r13,%r14,8),%rax
xor    %edi,%edi
sub    %rax,%rdi
mov    %rdi,(%r12,%r14,8)
cmp    $0x2,%r14
jb     125e <durbin+0x11e>
xor    %ebp,%ebp
mov    0x8(%rsp),%rbx
xchg   %ax,%ax
mov    0x38(%rsp,%rbp,1),%rdi
mov    %rdi,0x98(%rsp,%rbp,1)
mov    (%rbx),%esi
call   1030 <fixmul32@plt>
cltq
mov    (%r12,%r14,8),%rdi
sub    %rax,%rdi
mov    %rdi,(%r12,%r14,8)
add    $0xfffffffffffffff8,%rbx
add    $0x8,%rbp
cmp    %rbp,%r15
jne    1230 <durbin+0xf0>
mov    0x18(%rsp),%rsi
test   %rsi,%rsi
je     12ec <durbin+0x1ac>
call   1040 <fixdiv32@plt>
mov    %rax,%rdi
mov    %rax,(%r12,%r14,8)
mov    %rax,0x30(%rsp,%r14,8)
cmp    $0x2,%r14
jb     11d0 <durbin+0x90>
xor    %ebp,%ebp
mov    0x10(%rsp),%r13
xchg   %ax,%ax
mov    0x98(%rsp,%rbp,1),%rbx
mov    0x0(%r13),%esi
call   1030 <fixmul32@plt>
cltq
add    %rbx,%rax
mov    %rax,0x38(%rsp,%rbp,1)
mov    (%r12,%r14,8),%rdi
add    $0xfffffffffffffff8,%r13
add    $0x8,%rbp
cmp    %rbp,%r15
jne    1290 <durbin+0x150>
jmp    11d0 <durbin+0x90>
mov    0x0(%r13),%rax
xor    %edi,%edi
test   %rax,%rax
cmovns %rax,%rdi
call   1060 <fixsqrt32@plt>
mov    (%rsp),%rcx
mov    %rax,(%rcx)
add    $0xe8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret
mov    (%rsp),%rcx
xor    %eax,%eax
jmp    12d7 <durbin+0x197>

LLVM IR (-O0):
define void @durbin(i64* %0, i32 %1, i64* %2, i64* %3) {
%5 = alloca i64*
%6 = alloca i32
%7 = alloca i64*
%8 = alloca i64*
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca [11 x i64]
%12 = alloca [11 x i64]
%13 = alloca i64
store i64* %0, i64** %5
store i32 %1, i32* %6
store i64* %2, i64** %7
store i64* %3, i64** %8
store i32 0, i32* %9
br label %14
14: ; preds = %25, %4
%15 = load i32, i32* %9
%16 = load i32, i32* %6
%17 = icmp sle i32 %15, %16
br i1 %17, label %18, label %28
18: ; preds = %14
%19 = load i32, i32* %9
%20 = sext i32 %19 to i64
%21 = getelementptr inbounds [11 x i64], [11 x i64]* %12, i64 0, i64 %20
store i64 0, i64* %21
%22 = load i32, i32* %9
%23 = sext i32 %22 to i64
%24 = getelementptr inbounds [11 x i64], [11 x i64]* %11, i64 0, i64 %23
store i64 0, i64* %24
br label %25
25: ; preds = %18
%26 = load i32, i32* %9
%27 = add nsw i32 %26, 1
store i32 %27, i32* %9
br label %14
28: ; preds = %14
%29 = load i64*, i64** %5
%30 = getelementptr inbounds i64, i64* %29, i64 0
%31 = load i64, i64* %30
store i64 %31, i64* %13
store i32 1, i32* %9
br label %32
32: ; preds = %154, %28
%33 = load i32, i32* %9
%34 = load i32, i32* %6
%35 = icmp sle i32 %33, %34
br i1 %35, label %36, label %157
36: ; preds = %32
%37 = load i64*, i64** %5
%38 = load i32, i32* %9
%39 = sext i32 %38 to i64
%40 = getelementptr inbounds i64, i64* %37, i64 %39
%41 = load i64, i64* %40
%42 = sub nsw i64 0, %41
%43 = load i64*, i64** %7
%44 = load i32, i32* %9
%45 = sext i32 %44 to i64
%46 = getelementptr inbounds i64, i64* %43, i64 %45
store i64 %42, i64* %46
store i32 1, i32* %10
br label %47
47: ; preds = %79, %36
%48 = load i32, i32* %10
%49 = load i32, i32* %9
%50 = icmp slt i32 %48, %49
br i1 %50, label %51, label %82
51: ; preds = %47
%52 = load i32, i32* %10
%53 = sext i32 %52 to i64
%54 = getelementptr inbounds [11 x i64], [11 x i64]* %11, i64 0, i64 %53
%55 = load i64, i64* %54
%56 = load i32, i32* %10
%57 = sext i32 %56 to i64
%58 = getelementptr inbounds [11 x i64], [11 x i64]* %12, i64 0, i64 %57
store i64 %55, i64* %58
%59 = load i32, i32* %10
%60 = sext i32 %59 to i64
%61 = getelementptr inbounds [11 x i64], [11 x i64]* %11, i64 0, i64 %60
%62 = load i64, i64* %61
%63 = load i64*, i64** %5
%64 = load i32, i32* %9
%65 = load i32, i32* %10
%66 = sub nsw i32 %64, %65
%67 = sext i32 %66 to i64
%68 = getelementptr inbounds i64, i64* %63, i64 %67
%69 = load i64, i64* %68
%70 = trunc i64 %69 to i32
%71 = call i32 @fixmul32(i64 %62, i32 %70)
%72 = sext i32 %71 to i64
%73 = load i64*, i64** %7
%74 = load i32, i32* %9
%75 = sext i32 %74 to i64
%76 = getelementptr inbounds i64, i64* %73, i64 %75
%77 = load i64, i64* %76
%78 = sub nsw i64 %77, %72
store i64 %78, i64* %76
br label %79
79: ; preds = %51
%80 = load i32, i32* %10
%81 = add nsw i32 %80, 1
store i32 %81, i32* %10
br label %47
82: ; preds = %47
%83 = load i64, i64* %13
%84 = icmp eq i64 %83, 0
br i1 %84, label %85, label %87
85: ; preds = %82
%86 = load i64*, i64** %8
store i64 0, i64* %86
br label %165
87: ; preds = %82
%88 = load i64*, i64** %7
%89 = load i32, i32* %9
%90 = sext i32 %89 to i64
%91 = getelementptr inbounds i64, i64* %88, i64 %90
%92 = load i64, i64* %91
%93 = load i64, i64* %13
%94 = call i64 @fixdiv32(i64 %92, i64 %93)
%95 = load i64*, i64** %7
%96 = load i32, i32* %9
%97 = sext i32 %96 to i64
%98 = getelementptr inbounds i64, i64* %95, i64 %97
store i64 %94, i64* %98
%99 = load i64*, i64** %7
%100 = load i32, i32* %9
%101 = sext i32 %100 to i64
%102 = getelementptr inbounds i64, i64* %99, i64 %101
%103 = load i64, i64* %102
%104 = load i32, i32* %9
%105 = sext i32 %104 to i64
%106 = getelementptr inbounds [11 x i64], [11 x i64]* %11, i64 0, i64 %105
store i64 %103, i64* %106
store i32 1, i32* %10
br label %107
107: ; preds = %134, %87
%108 = load i32, i32* %10
%109 = load i32, i32* %9
%110 = icmp slt i32 %108, %109
br i1 %110, label %111, label %137
111: ; preds = %107
%112 = load i32, i32* %10
%113 = sext i32 %112 to i64
%114 = getelementptr inbounds [11 x i64], [11 x i64]* %12, i64 0, i64 %113
%115 = load i64, i64* %114
%116 = load i64*, i64** %7
%117 = load i32, i32* %9
%118 = sext i32 %117 to i64
%119 = getelementptr inbounds i64, i64* %116, i64 %118
%120 = load i64, i64* %119
%121 = load i32, i32* %9
%122 = load i32, i32* %10
%123 = sub nsw i32 %121, %122
%124 = sext i32 %123 to i64
%125 = getelementptr inbounds [11 x i64], [11 x i64]* %12, i64 0, i64 %124
%126 = load i64, i64* %125
%127 = trunc i64 %126 to i32
%128 = call i32 @fixmul32(i64 %120, i32 %127)
%129 = sext i32 %128 to i64
%130 = add nsw i64 %115, %129
%131 = load i32, i32* %10
%132 = sext i32 %131 to i64
%133 = getelementptr inbounds [11 x i64], [11 x i64]* %11, i64 0, i64 %132
store i64 %130, i64* %133
br label %134
134: ; preds = %111
%135 = load i32, i32* %10
%136 = add nsw i32 %135, 1
store i32 %136, i32* %10
br label %107
137: ; preds = %107
%138 = load i64, i64* %13
%139 = load i64*, i64** %7
%140 = load i32, i32* %9
%141 = sext i32 %140 to i64
%142 = getelementptr inbounds i64, i64* %139, i64 %141
%143 = load i64, i64* %142
%144 = load i64*, i64** %7
%145 = load i32, i32* %9
%146 = sext i32 %145 to i64
%147 = getelementptr inbounds i64, i64* %144, i64 %146
%148 = load i64, i64* %147
%149 = trunc i64 %148 to i32
%150 = call i32 @fixmul32(i64 %143, i32 %149)
%151 = sub nsw i32 1048576, %150
%152 = call i32 @fixmul32(i64 %138, i32 %151)
%153 = sext i32 %152 to i64
store i64 %153, i64* %13
br label %154
154: ; preds = %137
%155 = load i32, i32* %9
%156 = add nsw i32 %155, 1
store i32 %156, i32* %9
br label %32
157: ; preds = %32
%158 = load i64, i64* %13
%159 = icmp slt i64 %158, 0
br i1 %159, label %160, label %161
160: ; preds = %157
store i64 0, i64* %13
br label %161
161: ; preds = %160, %157
%162 = load i64, i64* %13
%163 = call i64 @fixsqrt32(i64 %162)
%164 = load i64*, i64** %8
store i64 %163, i64* %164
br label %165
165: ; preds = %161, %85
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @durbin(i64* nocapture %0, i32 %1, i64* nocapture %2, i64* nocapture writeonly %3) {
%5 = alloca [11 x i64]
%6 = bitcast [11 x i64]* %5 to i8*
%7 = alloca [11 x i64]
%8 = bitcast [11 x i64]* %7 to i8*
%9 = icmp slt i32 %1, 0
br i1 %9, label %10, label %12
10: ; preds = %4
%11 = load i64, i64* %0
br label %75
12: ; preds = %4
%13 = zext i32 %1 to i64
%14 = shl nuw nsw i64 %13, 3
%15 = add nuw nsw i64 %14, 8
%16 = load i64, i64* %0
%17 = icmp eq i32 %1, 0
br i1 %17, label %75, label %18
18: ; preds = %12
%19 = add nuw i32 %1, 1
%20 = zext i32 %19 to i64
br label %21
21: ; preds = %18, %66
%22 = phi i64 [ 1, %18 ], [ %73, %66 ]
%23 = phi i64 [ %16, %18 ], [ %72, %66 ]
%24 = getelementptr inbounds i64, i64* %0, i64 %22
%25 = load i64, i64* %24
%26 = sub nsw i64 0, %25
%27 = getelementptr inbounds i64, i64* %2, i64 %22
store i64 %26, i64* %27
%28 = icmp ugt i64 %22, 1
br i1 %28, label %29, label %44
29: ; preds = %21, %29
%30 = phi i64 [ %42, %29 ], [ 1, %21 ]
%31 = getelementptr inbounds [11 x i64], [11 x i64]* %5, i64 0, i64 %30
%32 = load i64, i64* %31
%33 = getelementptr inbounds [11 x i64], [11 x i64]* %7, i64 0, i64 %30
store i64 %32, i64* %33
%34 = sub nsw i64 %22, %30
%35 = getelementptr inbounds i64, i64* %0, i64 %34
%36 = load i64, i64* %35
%37 = trunc i64 %36 to i32
%38 = tail call i32 @fixmul32(i64 %32, i32 %37)
%39 = sext i32 %38 to i64
%40 = load i64, i64* %27
%41 = sub nsw i64 %40, %39
store i64 %41, i64* %27
%42 = add nuw nsw i64 %30, 1
%43 = icmp eq i64 %42, %22
br i1 %43, label %44, label %29
44: ; preds = %29, %21
%45 = phi i64 [ %26, %21 ], [ %41, %29 ]
%46 = icmp eq i64 %23, 0
br i1 %46, label %80, label %47
47: ; preds = %44
%48 = tail call i64 @fixdiv32(i64 %45, i64 %23)
store i64 %48, i64* %27
%49 = getelementptr inbounds [11 x i64], [11 x i64]* %5, i64 0, i64 %22
store i64 %48, i64* %49
br i1 %28, label %50, label %66
50: ; preds = %47, %50
%51 = phi i64 [ %65, %50 ], [ %48, %47 ]
%52 = phi i64 [ %63, %50 ], [ 1, %47 ]
%53 = getelementptr inbounds [11 x i64], [11 x i64]* %7, i64 0, i64 %52
%54 = load i64, i64* %53
%55 = sub nsw i64 %22, %52
%56 = getelementptr inbounds [11 x i64], [11 x i64]* %7, i64 0, i64 %55
%57 = load i64, i64* %56
%58 = trunc i64 %57 to i32
%59 = tail call i32 @fixmul32(i64 %51, i32 %58)
%60 = sext i32 %59 to i64
%61 = add nsw i64 %54, %60
%62 = getelementptr inbounds [11 x i64], [11 x i64]* %5, i64 0, i64 %52
store i64 %61, i64* %62
%63 = add nuw nsw i64 %52, 1
%64 = icmp eq i64 %63, %22
%65 = load i64, i64* %27
br i1 %64, label %66, label %50
66: ; preds = %50, %47
%67 = phi i64 [ %48, %47 ], [ %65, %50 ]
%68 = trunc i64 %67 to i32
%69 = tail call i32 @fixmul32(i64 %67, i32 %68)
%70 = sub nsw i32 1048576, %69
%71 = tail call i32 @fixmul32(i64 %23, i32 %70)
%72 = sext i32 %71 to i64
%73 = add nuw nsw i64 %22, 1
%74 = icmp eq i64 %73, %20
br i1 %74, label %75, label %21
75: ; preds = %66, %10, %12
%76 = phi i64 [ %16, %12 ], [ %11, %10 ], [ %72, %66 ]
%77 = icmp sgt i64 %76, 0
%78 = select i1 %77, i64 %76, i64 0
%79 = tail call i64 @fixsqrt32(i64 %78)
br label %80
80: ; preds = %44, %75
%81 = phi i64 [ %79, %75 ], [ 0, %44 ]
store i64 %81, i64* %3
ret void
}