int mp_sqrt(int n, int radix, int in[], int out[], int tmp1[], int tmp2[],
            int nfft, double tmp1fft[], double tmp2fft[], int ip[],
            double w[]) {
  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 ip[], double w[], 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, ip, w, &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   %r15
push   %r14
push   %rbx
sub    $0x78,%rsp
mov    0x30(%rbp),%rax
mov    0x28(%rbp),%rax
mov    0x20(%rbp),%rax
mov    0x18(%rbp),%rax
mov    0x10(%rbp),%eax
mov    %edi,-0x20(%rbp)
mov    %esi,-0x24(%rbp)
mov    %rdx,-0x30(%rbp)
mov    %rcx,-0x38(%rbp)
mov    %r8,-0x40(%rbp)
mov    %r9,-0x48(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rax
cmpl   $0x0,(%rax)
jge    118f <mp_sqrt+0x4f>
movl   $0xffffffff,-0x1c(%rbp)
jmp    12ed <mp_sqrt+0x1ad>
mov    -0x30(%rbp),%rax
cmpl   $0x0,(%rax)
jne    11b7 <mp_sqrt+0x77>
mov    -0x20(%rbp),%edi
mov    -0x24(%rbp),%esi
mov    -0x38(%rbp),%rdx
call   1060 <mp_load_0@plt>
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
jmp    12ed <mp_sqrt+0x1ad>
jmp    11bc <mp_sqrt+0x7c>
mov    -0x24(%rbp),%edi
mov    0x10(%rbp),%esi
call   1040 <mp_get_nfft_init@plt>
mov    %eax,-0x50(%rbp)
mov    -0x50(%rbp),%eax
add    $0x2,%eax
mov    %eax,-0x4c(%rbp)
mov    -0x4c(%rbp),%eax
cmp    -0x20(%rbp),%eax
jle    11e5 <mp_sqrt+0xa5>
mov    -0x20(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4c(%rbp)
mov    -0x4c(%rbp),%edi
mov    -0x24(%rbp),%esi
mov    -0x30(%rbp),%rdx
mov    -0x38(%rbp),%rcx
mov    -0x40(%rbp),%r8
call   1050 <mp_sqrt_init@plt>
movl   $0x0,-0x5c(%rbp)
movl   $0x8,-0x54(%rbp)
mov    -0x50(%rbp),%eax
add    $0x2,%eax
mov    %eax,-0x4c(%rbp)
mov    -0x4c(%rbp),%eax
cmp    -0x20(%rbp),%eax
jle    1225 <mp_sqrt+0xe5>
mov    -0x20(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4c(%rbp)
mov    -0x4c(%rbp),%edi
mov    -0x24(%rbp),%esi
mov    -0x30(%rbp),%rdx
mov    -0x38(%rbp),%rcx
mov    -0x40(%rbp),%r8
mov    -0x48(%rbp),%r9
mov    -0x50(%rbp),%r15d
mov    0x18(%rbp),%r14
mov    0x20(%rbp),%rbx
mov    0x28(%rbp),%r11
mov    0x30(%rbp),%r10
lea    -0x5c(%rbp),%rax
mov    %r15d,(%rsp)
mov    %r14,0x8(%rsp)
mov    %rbx,0x10(%rsp)
mov    %r11,0x18(%rsp)
mov    %r10,0x20(%rsp)
mov    %rax,0x28(%rsp)
call   1030 <mp_sqrt_newton@plt>
mov    %eax,-0x58(%rbp)
mov    -0x54(%rbp),%eax
imul   -0x50(%rbp),%eax
cmp    0x10(%rbp),%eax
jl     12b1 <mp_sqrt+0x171>
movl   $0x0,-0x54(%rbp)
mov    -0x58(%rbp),%eax
shl    $0x1,%eax
mov    -0x4c(%rbp),%ecx
sub    $0x2,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jg     12ac <mp_sqrt+0x16c>
mov    -0x50(%rbp),%eax
sar    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x50(%rbp)
jmp    12d1 <mp_sqrt+0x191>
imul   $0x3,-0x58(%rbp),%eax
mov    -0x4c(%rbp),%ecx
sub    $0x2,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    12cc <mp_sqrt+0x18c>
mov    -0x50(%rbp),%eax
sar    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x50(%rbp)
jmp    12d1 <mp_sqrt+0x191>
mov    -0x50(%rbp),%eax
shl    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x50(%rbp)
mov    -0x50(%rbp),%eax
cmp    0x10(%rbp),%eax
jle    120a <mp_sqrt+0xca>
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x78,%rsp
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %r15
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     124a <mp_sqrt+0x10a>
mov    %edi,%ebx
je     1251 <mp_sqrt+0x111>
mov    %rdx,%rbp
mov    0x60(%rsp),%r14d
mov    0x4(%rsp),%r12d
mov    %r12d,%edi
mov    %r14d,%esi
call   1040 <mp_get_nfft_init@plt>
mov    %eax,%r15d
lea    0x2(%r15),%edi
cmp    %ebx,%edi
cmovg  %ebx,%edi
mov    %r12d,%esi
mov    %rbp,%rdx
mov    0x8(%rsp),%rcx
mov    0x18(%rsp),%r8
call   1050 <mp_sqrt_init@plt>
movl   $0x0,0x14(%rsp)
mov    $0x8,%r13d
jmp    11dc <mp_sqrt+0x9c>
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    %r14d,%r15d
jg     1261 <mp_sqrt+0x121>
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   0x88(%rsp)
push   0x88(%rsp)
push   0x88(%rsp)
push   0x88(%rsp)
push   %r15
call   1030 <mp_sqrt_newton@plt>
add    $0x30,%rsp
mov    %r13d,%ecx
imul   %r15d,%ecx
cmp    %r14d,%ecx
jl     11c0 <mp_sqrt+0x80>
add    %eax,%eax
add    $0xfffffffe,%r12d
cmp    %r12d,%eax
setle  %cl
xor    %r13d,%r13d
jmp    11cd <mp_sqrt+0x8d>
mov    $0xffffffff,%eax
jmp    1263 <mp_sqrt+0x123>
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, i32* %9, double* %10) {
%12 = alloca i32
%13 = alloca i32
%14 = alloca i32
%15 = alloca i32*
%16 = alloca i32*
%17 = alloca i32*
%18 = alloca i32*
%19 = alloca i32
%20 = alloca double*
%21 = alloca double*
%22 = alloca i32*
%23 = alloca double*
%24 = alloca i32
%25 = alloca i32
%26 = alloca i32
%27 = alloca i32
%28 = alloca i32
store i32 %0, i32* %13
store i32 %1, i32* %14
store i32* %2, i32** %15
store i32* %3, i32** %16
store i32* %4, i32** %17
store i32* %5, i32** %18
store i32 %6, i32* %19
store double* %7, double** %20
store double* %8, double** %21
store i32* %9, i32** %22
store double* %10, double** %23
%29 = load i32*, i32** %15
%30 = getelementptr inbounds i32, i32* %29, i64 0
%31 = load i32, i32* %30
%32 = icmp slt i32 %31, 0
br i1 %32, label %33, label %34
33: ; preds = %11
store i32 -1, i32* %12
br label %115
34: ; preds = %11
%35 = load i32*, i32** %15
%36 = getelementptr inbounds i32, i32* %35, i64 0
%37 = load i32, i32* %36
%38 = icmp eq i32 %37, 0
br i1 %38, label %39, label %43
39: ; preds = %34
%40 = load i32, i32* %13
%41 = load i32, i32* %14
%42 = load i32*, i32** %16
store i32 0, i32* %12
br label %115
43: ; preds = %34
br label %44
44: ; preds = %43
%45 = load i32, i32* %14
%46 = load i32, i32* %19
%47 = call i32 @mp_get_nfft_init(i32 %45, i32 %46)
store i32 %47, i32* %25
%48 = load i32, i32* %25
%49 = add nsw i32 %48, 2
store i32 %49, i32* %24
%50 = load i32, i32* %24
%51 = load i32, i32* %13
%52 = icmp sgt i32 %50, %51
br i1 %52, label %53, label %55
53: ; preds = %44
%54 = load i32, i32* %13
store i32 %54, i32* %24
br label %55
55: ; preds = %53, %44
%56 = load i32, i32* %24
%57 = load i32, i32* %14
%58 = load i32*, i32** %15
%59 = load i32*, i32** %16
%60 = load i32*, i32** %17
store i32 0, i32* %28
store i32 8, i32* %26
br label %61
61: ; preds = %110, %55
%62 = load i32, i32* %25
%63 = add nsw i32 %62, 2
store i32 %63, i32* %24
%64 = load i32, i32* %24
%65 = load i32, i32* %13
%66 = icmp sgt i32 %64, %65
br i1 %66, label %67, label %69
67: ; preds = %61
%68 = load i32, i32* %13
store i32 %68, i32* %24
br label %69
69: ; preds = %67, %61
%70 = load i32, i32* %24
%71 = load i32, i32* %14
%72 = load i32*, i32** %15
%73 = load i32*, i32** %16
%74 = load i32*, i32** %17
%75 = load i32*, i32** %18
%76 = load i32, i32* %25
%77 = load double*, double** %20
%78 = load double*, double** %21
%79 = load i32*, i32** %22
%80 = load double*, double** %23
%81 = call i32 @mp_sqrt_newton(i32 %70, i32 %71, i32* %72, i32* %73, i32* %74, i32* %75, i32 %76, double* %77, double* %78, i32* %79, double* %80, i32* %28)
store i32 %81, i32* %27
%82 = load i32, i32* %26
%83 = load i32, i32* %25
%84 = mul nsw i32 %82, %83
%85 = load i32, i32* %19
%86 = icmp sge i32 %84, %85
br i1 %86, label %87, label %97
87: ; preds = %69
store i32 0, i32* %26
%88 = load i32, i32* %27
%89 = mul nsw i32 2, %88
%90 = load i32, i32* %24
%91 = sub nsw i32 %90, 2
%92 = icmp sle i32 %89, %91
br i1 %92, label %93, label %96
93: ; preds = %87
%94 = load i32, i32* %25
%95 = ashr i32 %94, 1
store i32 %95, i32* %25
br label %96
96: ; preds = %93, %87
br label %107
97: ; preds = %69
%98 = load i32, i32* %27
%99 = mul nsw i32 3, %98
%100 = load i32, i32* %24
%101 = sub nsw i32 %100, 2
%102 = icmp slt i32 %99, %101
br i1 %102, label %103, label %106
103: ; preds = %97
%104 = load i32, i32* %25
%105 = ashr i32 %104, 1
store i32 %105, i32* %25
br label %106
106: ; preds = %103, %97
br label %107
107: ; preds = %106, %96
%108 = load i32, i32* %25
%109 = shl i32 %108, 1
store i32 %109, i32* %25
br label %110
110: ; preds = %107
%111 = load i32, i32* %25
%112 = load i32, i32* %19
%113 = icmp sle i32 %111, %112
br i1 %113, label %61, label %114
114: ; preds = %110
store i32 0, i32* %12
br label %115
115: ; preds = %114, %39, %33
%116 = load i32, i32* %12
ret i32 %116
}

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, i32* %9, double* %10) {
%12 = alloca i32
%13 = bitcast i32* %12 to i8*
%14 = load i32, i32* %2
%15 = icmp slt i32 %14, 0
br i1 %15, label %48, label %16
16: ; preds = %11
%17 = icmp eq i32 %14, 0
br i1 %17, label %18, label %19
18: ; preds = %16
tail call void @mp_load_0(i32 %0, i32 %1, i32* %3)
br label %48
19: ; preds = %16
%20 = tail call i32 @mp_get_nfft_init(i32 %1, i32 %6)
%21 = add nsw i32 %20, 2
%22 = icmp sgt i32 %21, %0
%23 = select i1 %22, i32 %0, i32 %21
tail call void @mp_sqrt_init(i32 %23, i32 %1, i32* %2, i32* %3, i32* %4)
store i32 0, i32* %12
br label %24
24: ; preds = %41, %19
%25 = phi i32 [ %20, %19 ], [ %46, %41 ]
%26 = phi i32 [ 8, %19 ], [ %43, %41 ]
%27 = add nsw i32 %25, 2
%28 = icmp sgt i32 %27, %0
%29 = select i1 %28, i32 %0, i32 %27
%30 = call i32 @mp_sqrt_newton(i32 %29, i32 %1, i32* %2, i32* %3, i32* %4, i32* %5, i32 %25, double* %7, double* %8, i32* %9, double* %10, i32* %12)
%31 = mul nsw i32 %26, %25
%32 = icmp slt i32 %31, %6
br i1 %32, label %37, label %33
33: ; preds = %24
%34 = shl nsw i32 %30, 1
%35 = add nsw i32 %29, -2
%36 = icmp sle i32 %34, %35
br label %41
37: ; preds = %24
%38 = mul nsw i32 %30, 3
%39 = add nsw i32 %29, -2
%40 = icmp slt i32 %38, %39
br label %41
41: ; preds = %37, %33
%42 = phi i1 [ %36, %33 ], [ %40, %37 ]
%43 = phi i32 [ 0, %33 ], [ %26, %37 ]
%44 = zext i1 %42 to i32
%45 = ashr i32 %25, %44
%46 = shl i32 %45, 1
%47 = icmp sgt i32 %46, %6
br i1 %47, label %48, label %24
48: ; preds = %41, %11, %18
%49 = phi i32 [ 0, %18 ], [ -1, %11 ], [ 0, %41 ]
ret i32 %49
}