#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 scalar_t__ int32_t;

/* Variables and functions */
scalar_t__ abs(scalar_t__);
int32_t filter_quadratic(int32_t cur, int32_t val, int32_t thr, int32_t *d) {
  int32_t diff = val - cur, df, lpf;
  if (d) {
    if ((diff < 0 && *d < 0) || (diff > 0 && *d > 0))
      *d += diff;
    else
      *d = diff;
    df = *d;
  } else
    df = diff;
  df = abs(df);
  if (df < thr)
    lpf = ((df * df) << 11) / (thr * thr);
  else if (df < thr * 2) {
    int32_t t = (df << 11) / thr - (1 << 12);
    lpf = -((t * t) >> 11) + (1 << 12);
  } else
    lpf = 1 << 12;
  return (cur * ((1 << 12) - lpf) + lpf * val) >> 12;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<filter_quadratic>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x40,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
sub    -0x8(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
cmpq   $0x0,-0x20(%rbp)
je     119f <filter_quadratic+0x8f>
cmpq   $0x0,-0x28(%rbp)
jge    1158 <filter_quadratic+0x48>
mov    -0x20(%rbp),%rax
cmpq   $0x0,(%rax)
jl     1171 <filter_quadratic+0x61>
cmpq   $0x0,-0x28(%rbp)
jle    1184 <filter_quadratic+0x74>
mov    -0x20(%rbp),%rax
cmpq   $0x0,(%rax)
jle    1184 <filter_quadratic+0x74>
mov    -0x28(%rbp),%rcx
mov    -0x20(%rbp),%rax
add    (%rax),%rcx
mov    %rcx,(%rax)
jmp    118f <filter_quadratic+0x7f>
mov    -0x28(%rbp),%rcx
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %rcx,(%rax)
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    (%rax),%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
jmp    11a7 <filter_quadratic+0x97>
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rdi
call   1030 <abs@plt>
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rax
cmp    -0x18(%rbp),%rax
jge    11e6 <filter_quadratic+0xd6>
mov    -0x30(%rbp),%rax
imul   -0x30(%rbp),%rax
shl    $0xb,%rax
mov    -0x18(%rbp),%rcx
imul   -0x18(%rbp),%rcx
cqto
idiv   %rcx
mov    %rax,-0x38(%rbp)
jmp    1241 <filter_quadratic+0x131>
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%rcx
shl    $0x1,%rcx
cmp    %rcx,%rax
jge    1234 <filter_quadratic+0x124>
mov    -0x30(%rbp),%rax
shl    $0xb,%rax
cqto
idivq  -0x18(%rbp)
sub    $0x1000,%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
mov    -0x40(%rbp),%rcx
imul   -0x40(%rbp),%rcx
sar    $0xb,%rcx
xor    %eax,%eax
sub    %rcx,%rax
add    $0x1000,%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
jmp    123c <filter_quadratic+0x12c>
movq   $0x1000,-0x38(%rbp)
jmp    1241 <filter_quadratic+0x131>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    $0x1000,%ecx
sub    -0x38(%rbp),%rcx
imul   %rcx,%rax
mov    -0x38(%rbp),%rcx
imul   -0x10(%rbp),%rcx
add    %rcx,%rax
sar    $0xc,%rax
add    $0x40,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<filter_quadratic>:
mov    %rdx,%r8
mov    %rsi,%rax
sub    %rdi,%rax
test   %rcx,%rcx
je     1131 <filter_quadratic+0x31>
test   %rax,%rax
js     111f <filter_quadratic+0x1f>
je     112c <filter_quadratic+0x2c>
mov    (%rcx),%rdx
test   %rdx,%rdx
jg     1127 <filter_quadratic+0x27>
jmp    112e <filter_quadratic+0x2e>
mov    (%rcx),%rdx
test   %rdx,%rdx
jns    112e <filter_quadratic+0x2e>
add    %rdx,%rax
jmp    112e <filter_quadratic+0x2e>
xor    %eax,%eax
mov    %rax,(%rcx)
mov    %rax,%rcx
neg    %rcx
cmovs  %rax,%rcx
cmp    %r8,%rcx
jge    115f <filter_quadratic+0x5f>
imul   %rax,%rax
shl    $0xb,%rax
imul   %r8,%r8
mov    %rax,%rcx
or     %r8,%rcx
shr    $0x20,%rcx
je     118a <filter_quadratic+0x8a>
cqto
idiv   %r8
jmp    11b1 <filter_quadratic+0xb1>
lea    (%r8,%r8,1),%rdx
mov    $0x1000,%eax
cmp    %rdx,%rcx
jge    11b1 <filter_quadratic+0xb1>
shl    $0xb,%rcx
mov    %rcx,%rax
or     %r8,%rax
shr    $0x20,%rax
je     1191 <filter_quadratic+0x91>
mov    %rcx,%rax
cqto
idiv   %r8
mov    %rax,%rcx
jmp    119a <filter_quadratic+0x9a>
xor    %edx,%edx
div    %r8d
jmp    11b1 <filter_quadratic+0xb1>
mov    %ecx,%eax
xor    %edx,%edx
div    %r8d
mov    %eax,%ecx
add    $0xfffffffffffff000,%rcx
imul   %rcx,%rcx
shr    $0xb,%rcx
mov    $0x1000,%eax
sub    %rcx,%rax
mov    $0x1000,%ecx
sub    %rax,%rcx
imul   %rdi,%rcx
imul   %rax,%rsi
add    %rcx,%rsi
sar    $0xc,%rsi
mov    %rsi,%rax
ret

LLVM IR (-O0):
define i64 @filter_quadratic(i64 %0, i64 %1, i64 %2, i64* %3) {
%5 = alloca i64
%6 = alloca i64
%7 = alloca i64
%8 = alloca i64*
%9 = alloca i64
%10 = alloca i64
%11 = alloca i64
%12 = alloca i64
store i64 %0, i64* %5
store i64 %1, i64* %6
store i64 %2, i64* %7
store i64* %3, i64** %8
%13 = load i64, i64* %6
%14 = load i64, i64* %5
%15 = sub nsw i64 %13, %14
store i64 %15, i64* %9
%16 = load i64*, i64** %8
%17 = icmp ne i64* %16, null
br i1 %17, label %18, label %43
18: ; preds = %4
%19 = load i64, i64* %9
%20 = icmp slt i64 %19, 0
br i1 %20, label %21, label %25
21: ; preds = %18
%22 = load i64*, i64** %8
%23 = load i64, i64* %22
%24 = icmp slt i64 %23, 0
br i1 %24, label %32, label %25
25: ; preds = %21, %18
%26 = load i64, i64* %9
%27 = icmp sgt i64 %26, 0
br i1 %27, label %28, label %37
28: ; preds = %25
%29 = load i64*, i64** %8
%30 = load i64, i64* %29
%31 = icmp sgt i64 %30, 0
br i1 %31, label %32, label %37
32: ; preds = %28, %21
%33 = load i64, i64* %9
%34 = load i64*, i64** %8
%35 = load i64, i64* %34
%36 = add nsw i64 %35, %33
store i64 %36, i64* %34
br label %40
37: ; preds = %28, %25
%38 = load i64, i64* %9
%39 = load i64*, i64** %8
store i64 %38, i64* %39
br label %40
40: ; preds = %37, %32
%41 = load i64*, i64** %8
%42 = load i64, i64* %41
store i64 %42, i64* %10
br label %45
43: ; preds = %4
%44 = load i64, i64* %9
store i64 %44, i64* %10
br label %45
45: ; preds = %43, %40
%46 = load i64, i64* %10
%47 = call i64 @abs(i64 %46)
store i64 %47, i64* %10
%48 = load i64, i64* %10
%49 = load i64, i64* %7
%50 = icmp slt i64 %48, %49
br i1 %50, label %51, label %60
51: ; preds = %45
%52 = load i64, i64* %10
%53 = load i64, i64* %10
%54 = mul nsw i64 %52, %53
%55 = shl i64 %54, 11
%56 = load i64, i64* %7
%57 = load i64, i64* %7
%58 = mul nsw i64 %56, %57
%59 = sdiv i64 %55, %58
store i64 %59, i64* %11
br label %79
60: ; preds = %45
%61 = load i64, i64* %10
%62 = load i64, i64* %7
%63 = mul nsw i64 %62, 2
%64 = icmp slt i64 %61, %63
br i1 %64, label %65, label %77
65: ; preds = %60
%66 = load i64, i64* %10
%67 = shl i64 %66, 11
%68 = load i64, i64* %7
%69 = sdiv i64 %67, %68
%70 = sub nsw i64 %69, 4096
store i64 %70, i64* %12
%71 = load i64, i64* %12
%72 = load i64, i64* %12
%73 = mul nsw i64 %71, %72
%74 = ashr i64 %73, 11
%75 = sub nsw i64 0, %74
%76 = add nsw i64 %75, 4096
store i64 %76, i64* %11
br label %78
77: ; preds = %60
store i64 4096, i64* %11
br label %78
78: ; preds = %77, %65
br label %79
79: ; preds = %78, %51
%80 = load i64, i64* %5
%81 = load i64, i64* %11
%82 = sub nsw i64 4096, %81
%83 = mul nsw i64 %80, %82
%84 = load i64, i64* %11
%85 = load i64, i64* %6
%86 = mul nsw i64 %84, %85
%87 = add nsw i64 %83, %86
%88 = ashr i64 %87, 12
ret i64 %88
}

LLVM IR (-O2):
define i64 @filter_quadratic(i64 %0, i64 %1, i64 %2, i64* %3) {
%5 = sub nsw i64 %1, %0
%6 = icmp eq i64* %3, null
br i1 %6, label %22, label %7
7: ; preds = %4
%8 = icmp slt i64 %5, 0
br i1 %8, label %9, label %12
9: ; preds = %7
%10 = load i64, i64* %3
%11 = icmp slt i64 %10, 0
br i1 %11, label %17, label %20
12: ; preds = %7
%13 = icmp eq i64 %5, 0
br i1 %13, label %20, label %14
14: ; preds = %12
%15 = load i64, i64* %3
%16 = icmp sgt i64 %15, 0
br i1 %16, label %17, label %20
17: ; preds = %14, %9
%18 = phi i64 [ %15, %14 ], [ %10, %9 ]
%19 = add nsw i64 %18, %5
br label %20
20: ; preds = %9, %12, %14, %17
%21 = phi i64 [ %19, %17 ], [ %5, %14 ], [ 0, %12 ], [ %5, %9 ]
store i64 %21, i64* %3
br label %22
22: ; preds = %4, %20
%23 = phi i64 [ %21, %20 ], [ %5, %4 ]
%24 = tail call i64 @llvm.abs.i64(i64 %23, i1 true)
%25 = icmp slt i64 %24, %2
br i1 %25, label %26, label %31
26: ; preds = %22
%27 = shl i64 %23, 11
%28 = mul i64 %27, %23
%29 = mul nsw i64 %2, %2
%30 = sdiv i64 %28, %29
br label %41
31: ; preds = %22
%32 = shl nsw i64 %2, 1
%33 = icmp slt i64 %24, %32
br i1 %33, label %34, label %41
34: ; preds = %31
%35 = shl i64 %24, 11
%36 = sdiv i64 %35, %2
%37 = add nsw i64 %36, -4096
%38 = mul nsw i64 %37, %37
%39 = lshr i64 %38, 11
%40 = sub nsw i64 4096, %39
br label %41
41: ; preds = %31, %34, %26
%42 = phi i64 [ %30, %26 ], [ %40, %34 ], [ 4096, %31 ]
%43 = sub nsw i64 4096, %42
%44 = mul nsw i64 %43, %0
%45 = mul nsw i64 %42, %1
%46 = add nsw i64 %44, %45
%47 = ashr i64 %46, 12
ret i64 %47
}