#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 */
scalar_t__ mandelbrot_in_biggest_mu_atom(long double, long double, long double);
scalar_t__ mandelbrot_in_cardioid(long double, long double, long double);
long double sqrtl(long double);
unsigned mandelbrot_it(unsigned maxit, long double *cx, long double *cy,
                       long double *modulus) {
  unsigned it = 1;
  long double x;
  long double y;
  long double xc;
  long double yc;
  long double x2;
  long double y2;
  x = xc = *cx;
  y = yc = *cy;
  x2 = x * x;
  y2 = y * y;
  if (mandelbrot_in_cardioid(x, y, y2))
    return 0;
  else if (mandelbrot_in_biggest_mu_atom(x, y, y2))
    return 0;
  while ((x2 + y2) < 4 && it++ < maxit) {
    y = 2 * x * y + yc;
    x = x2 - y2 + xc;
    x2 = x * x;
    y2 = y * y;
  }
  if (it >= maxit || it == 0)
    return 0;
  unsigned n = 2;
  while (n--) {
    y = 2 * x * y + yc;
    x = x2 - y2 + xc;
    x2 = x * x;
    y2 = y * y;
  }
  if (modulus)
    *modulus = sqrtl(x2 + y2);
  return it;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<mandelbrot_it>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0xd0,%rsp
mov    %edi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
movl   $0x1,-0x24(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
fldt   (%rax)
fld    %st(0)
fstpt  -0x60(%rbp)
fstpt  -0x40(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
fldt   (%rax)
fld    %st(0)
fstpt  -0x70(%rbp)
fstpt  -0x50(%rbp)
fldt   -0x40(%rbp)
fmul   %st,%st(0)
fstpt  -0x80(%rbp)
fldt   -0x50(%rbp)
fmul   %st,%st(0)
fstpt  -0x90(%rbp)
fldt   -0x40(%rbp)
fldt   -0x50(%rbp)
fldt   -0x90(%rbp)
mov    %rsp,%rax
fstpt  0x20(%rax)
fstpt  0x10(%rax)
fstpt  (%rax)
call   1030 <mandelbrot_in_cardioid@plt>
cmp    $0x0,%rax
je     11b2 <mandelbrot_it+0x82>
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
jmp    1330 <mandelbrot_it+0x200>
fldt   -0x40(%rbp)
fldt   -0x50(%rbp)
fldt   -0x90(%rbp)
mov    %rsp,%rax
fstpt  0x20(%rax)
fstpt  0x10(%rax)
fstpt  (%rax)
call   1050 <mandelbrot_in_biggest_mu_atom@plt>
cmp    $0x0,%rax
je     11e4 <mandelbrot_it+0xb4>
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
jmp    1330 <mandelbrot_it+0x200>
jmp    11e9 <mandelbrot_it+0xb9>
jmp    11ee <mandelbrot_it+0xbe>
fldt   -0x80(%rbp)
fldt   -0x90(%rbp)
faddp  %st,%st(1)
xor    %eax,%eax
flds   0xdff(%rip)
fucomip %st(1),%st
fstp   %st(0)
mov    %al,-0x95(%rbp)
jbe    122d <mandelbrot_it+0xfd>
jmp    1216 <mandelbrot_it+0xe6>
mov    -0x24(%rbp),%eax
mov    %eax,%ecx
add    $0x1,%ecx
mov    %ecx,-0x24(%rbp)
cmp    -0x8(%rbp),%eax
setb   %al
mov    %al,-0x95(%rbp)
mov    -0x95(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    1240 <mandelbrot_it+0x110>
jmp    127f <mandelbrot_it+0x14f>
fldt   -0x40(%rbp)
fadd   %st,%st(0)
fldt   -0x50(%rbp)
fldt   -0x70(%rbp)
fxch   %st(2)
fmulp  %st,%st(1)
faddp  %st,%st(1)
fstpt  -0x50(%rbp)
fldt   -0x80(%rbp)
fldt   -0x90(%rbp)
fsubrp %st,%st(1)
fldt   -0x60(%rbp)
faddp  %st,%st(1)
fstpt  -0x40(%rbp)
fldt   -0x40(%rbp)
fmul   %st,%st(0)
fstpt  -0x80(%rbp)
fldt   -0x50(%rbp)
fmul   %st,%st(0)
fstpt  -0x90(%rbp)
jmp    11ee <mandelbrot_it+0xbe>
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
jae    1295 <mandelbrot_it+0x165>
cmpl   $0x0,-0x24(%rbp)
jne    12a1 <mandelbrot_it+0x171>
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
jmp    1330 <mandelbrot_it+0x200>
movl   $0x2,-0x94(%rbp)
mov    -0x94(%rbp),%eax
mov    %eax,%ecx
add    $0xffffffff,%ecx
mov    %ecx,-0x94(%rbp)
cmp    $0x0,%eax
je     1304 <mandelbrot_it+0x1d4>
fldt   -0x40(%rbp)
fadd   %st,%st(0)
fldt   -0x50(%rbp)
fldt   -0x70(%rbp)
fxch   %st(2)
fmulp  %st,%st(1)
faddp  %st,%st(1)
fstpt  -0x50(%rbp)
fldt   -0x80(%rbp)
fldt   -0x90(%rbp)
fsubrp %st,%st(1)
fldt   -0x60(%rbp)
faddp  %st,%st(1)
fstpt  -0x40(%rbp)
fldt   -0x40(%rbp)
fmul   %st,%st(0)
fstpt  -0x80(%rbp)
fldt   -0x50(%rbp)
fmul   %st,%st(0)
fstpt  -0x90(%rbp)
jmp    12ab <mandelbrot_it+0x17b>
cmpq   $0x0,-0x20(%rbp)
je     132a <mandelbrot_it+0x1fa>
fldt   -0x80(%rbp)
fldt   -0x90(%rbp)
faddp  %st,%st(1)
mov    %rsp,%rax
fstpt  (%rax)
call   1040 <sqrtl@plt>
mov    -0x20(%rbp),%rax
fstpt  (%rax)
mov    -0x24(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0xd0,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<mandelbrot_it>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %rbx
sub    $0x68,%rsp
mov    %rcx,%r14
mov    %edi,%r15d
fldt   (%rsi)
fldt   (%rdx)
fld    %st(0)
fmul   %st(1),%st
fld    %st(0)
fstpt  0x50(%rsp)
fstpt  0x20(%rsp)
fld    %st(0)
fstpt  0x44(%rsp)
fstpt  0x10(%rsp)
fld    %st(0)
fstpt  0x38(%rsp)
fstpt  (%rsp)
call   1030 <mandelbrot_in_cardioid@plt>
xor    %ebx,%ebx
test   %rax,%rax
jne    1290 <mandelbrot_it+0x160>
fldt   0x38(%rsp)
fld    %st(0)
fmul   %st(1),%st
fstpt  0x5c(%rsp)
fldt   0x50(%rsp)
fstpt  0x20(%rsp)
fldt   0x44(%rsp)
fstpt  0x10(%rsp)
fstpt  (%rsp)
call   1050 <mandelbrot_in_biggest_mu_atom@plt>
test   %rax,%rax
jne    1290 <mandelbrot_it+0x160>
fldt   0x44(%rsp)
fldt   0x38(%rsp)
fldt   0x50(%rsp)
fldt   0x5c(%rsp)
fld    %st(0)
fadd   %st(2),%st
mov    $0x1,%ebp
flds   0xe3f(%rip)
fucomi %st(1),%st
fstp   %st(1)
jbe    1219 <mandelbrot_it+0xe9>
cmp    $0x2,%r15d
mov    $0x1,%ebp
mov    $0x1,%ecx
cmovae %r15d,%ecx
lea    0x1(%rcx),%eax
fld    %st(4)
xchg   %ax,%ax
cmp    %ebp,%ecx
je     121f <mandelbrot_it+0xef>
fxch   %st(4)
fadd   %st,%st(0)
fmulp  %st,%st(4)
fxch   %st(3)
fadd   %st(4),%st
fxch   %st(1)
fsubp  %st,%st(2)
fldt   0x38(%rsp)
faddp  %st,%st(2)
fld    %st(1)
fmul   %st(2),%st
fld    %st(1)
fmul   %st(2),%st
fld    %st(1)
fadd   %st(1),%st
add    $0x1,%ebp
fxch   %st(5)
fucomi %st(5),%st
fstp   %st(5)
fxch   %st(3)
fxch   %st(4)
fxch   %st(1)
fxch   %st(2)
ja     11e0 <mandelbrot_it+0xb0>
jmp    1227 <mandelbrot_it+0xf7>
fstp   %st(0)
fld    %st(3)
jmp    1223 <mandelbrot_it+0xf3>
fstp   %st(1)
mov    %eax,%ebp
fldz
fxch   %st(1)
fstp   %st(1)
cmp    %r15d,%ebp
jae    127a <mandelbrot_it+0x14a>
test   %ebp,%ebp
fxch   %st(4)
fxch   %st(1)
fxch   %st(2)
je     129a <mandelbrot_it+0x16a>
fxch   %st(3)
fadd   %st,%st(0)
fmulp  %st,%st(4)
fadd   %st,%st(3)
fxch   %st(1)
fsubp  %st,%st(2)
fldt   0x38(%rsp)
fadd   %st,%st(2)
test   %r14,%r14
je     1286 <mandelbrot_it+0x156>
fld    %st(2)
fadd   %st(3),%st
fmul   %st(4),%st
faddp  %st,%st(2)
fxch   %st(1)
fmul   %st,%st(0)
fxch   %st(2)
fmul   %st,%st(0)
fxch   %st(3)
fmul   %st,%st(0)
fsubrp %st,%st(3)
faddp  %st,%st(2)
fxch   %st(1)
fmul   %st,%st(0)
faddp  %st,%st(1)
fstpt  (%rsp)
call   1040 <sqrtl@plt>
fstpt  (%r14)
jmp    128e <mandelbrot_it+0x15e>
fstp   %st(0)
fstp   %st(2)
fstp   %st(1)
fstp   %st(1)
fstp   %st(0)
jmp    1290 <mandelbrot_it+0x160>
fstp   %st(3)
fstp   %st(1)
fstp   %st(1)
fstp   %st(0)
mov    %ebp,%ebx
fldz
fldz
fldz
fldz
fldz
fstp   %st(4)
fstp   %st(2)
fstp   %st(0)
fstp   %st(0)
fstp   %st(0)
mov    %ebx,%eax
add    $0x68,%rsp
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @mandelbrot_it(i32 %0, x86_fp80* %1, x86_fp80* %2, x86_fp80* %3) {
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca x86_fp80*
%8 = alloca x86_fp80*
%9 = alloca x86_fp80*
%10 = alloca i32
%11 = alloca x86_fp80
%12 = alloca x86_fp80
%13 = alloca x86_fp80
%14 = alloca x86_fp80
%15 = alloca x86_fp80
%16 = alloca x86_fp80
%17 = alloca i32
store i32 %0, i32* %6
store x86_fp80* %1, x86_fp80** %7
store x86_fp80* %2, x86_fp80** %8
store x86_fp80* %3, x86_fp80** %9
store i32 1, i32* %10
%18 = load x86_fp80*, x86_fp80** %7
%19 = load x86_fp80, x86_fp80* %18
store x86_fp80 %19, x86_fp80* %13
store x86_fp80 %19, x86_fp80* %11
%20 = load x86_fp80*, x86_fp80** %8
%21 = load x86_fp80, x86_fp80* %20
store x86_fp80 %21, x86_fp80* %14
store x86_fp80 %21, x86_fp80* %12
%22 = load x86_fp80, x86_fp80* %11
%23 = load x86_fp80, x86_fp80* %11
%24 = fmul x86_fp80 %22, %23
store x86_fp80 %24, x86_fp80* %15
%25 = load x86_fp80, x86_fp80* %12
%26 = load x86_fp80, x86_fp80* %12
%27 = fmul x86_fp80 %25, %26
store x86_fp80 %27, x86_fp80* %16
%28 = load x86_fp80, x86_fp80* %11
%29 = load x86_fp80, x86_fp80* %12
%30 = load x86_fp80, x86_fp80* %16
%31 = call i64 @mandelbrot_in_cardioid(x86_fp80 %28, x86_fp80 %29, x86_fp80 %30)
%32 = icmp ne i64 %31, 0
br i1 %32, label %33, label %34
33: ; preds = %4
store i32 0, i32* %5
br label %113
34: ; preds = %4
%35 = load x86_fp80, x86_fp80* %11
%36 = load x86_fp80, x86_fp80* %12
%37 = load x86_fp80, x86_fp80* %16
%38 = call i64 @mandelbrot_in_biggest_mu_atom(x86_fp80 %35, x86_fp80 %36, x86_fp80 %37)
%39 = icmp ne i64 %38, 0
br i1 %39, label %40, label %41
40: ; preds = %34
store i32 0, i32* %5
br label %113
41: ; preds = %34
br label %42
42: ; preds = %41
br label %43
43: ; preds = %55, %42
%44 = load x86_fp80, x86_fp80* %15
%45 = load x86_fp80, x86_fp80* %16
%46 = fadd x86_fp80 %44, %45
%47 = fcmp olt x86_fp80 %46, 0xK40018000000000000000
br i1 %47, label %48, label %53
48: ; preds = %43
%49 = load i32, i32* %10
%50 = add i32 %49, 1
store i32 %50, i32* %10
%51 = load i32, i32* %6
%52 = icmp ult i32 %49, %51
br label %53
53: ; preds = %48, %43
%54 = phi i1 [ false, %43 ], [ %52, %48 ]
br i1 %54, label %55, label %72
55: ; preds = %53
%56 = load x86_fp80, x86_fp80* %11
%57 = fmul x86_fp80 0xK40008000000000000000, %56
%58 = load x86_fp80, x86_fp80* %12
%59 = load x86_fp80, x86_fp80* %14
%60 = call x86_fp80 @llvm.fmuladd.f80(x86_fp80 %57, x86_fp80 %58, x86_fp80 %59)
store x86_fp80 %60, x86_fp80* %12
%61 = load x86_fp80, x86_fp80* %15
%62 = load x86_fp80, x86_fp80* %16
%63 = fsub x86_fp80 %61, %62
%64 = load x86_fp80, x86_fp80* %13
%65 = fadd x86_fp80 %63, %64
store x86_fp80 %65, x86_fp80* %11
%66 = load x86_fp80, x86_fp80* %11
%67 = load x86_fp80, x86_fp80* %11
%68 = fmul x86_fp80 %66, %67
store x86_fp80 %68, x86_fp80* %15
%69 = load x86_fp80, x86_fp80* %12
%70 = load x86_fp80, x86_fp80* %12
%71 = fmul x86_fp80 %69, %70
store x86_fp80 %71, x86_fp80* %16
br label %43
72: ; preds = %53
%73 = load i32, i32* %10
%74 = load i32, i32* %6
%75 = icmp uge i32 %73, %74
br i1 %75, label %79, label %76
76: ; preds = %72
%77 = load i32, i32* %10
%78 = icmp eq i32 %77, 0
br i1 %78, label %79, label %80
79: ; preds = %76, %72
store i32 0, i32* %5
br label %113
80: ; preds = %76
store i32 2, i32* %17
br label %81
81: ; preds = %85, %80
%82 = load i32, i32* %17
%83 = add i32 %82, -1
store i32 %83, i32* %17
%84 = icmp ne i32 %82, 0
br i1 %84, label %85, label %102
85: ; preds = %81
%86 = load x86_fp80, x86_fp80* %11
%87 = fmul x86_fp80 0xK40008000000000000000, %86
%88 = load x86_fp80, x86_fp80* %12
%89 = load x86_fp80, x86_fp80* %14
%90 = call x86_fp80 @llvm.fmuladd.f80(x86_fp80 %87, x86_fp80 %88, x86_fp80 %89)
store x86_fp80 %90, x86_fp80* %12
%91 = load x86_fp80, x86_fp80* %15
%92 = load x86_fp80, x86_fp80* %16
%93 = fsub x86_fp80 %91, %92
%94 = load x86_fp80, x86_fp80* %13
%95 = fadd x86_fp80 %93, %94
store x86_fp80 %95, x86_fp80* %11
%96 = load x86_fp80, x86_fp80* %11
%97 = load x86_fp80, x86_fp80* %11
%98 = fmul x86_fp80 %96, %97
store x86_fp80 %98, x86_fp80* %15
%99 = load x86_fp80, x86_fp80* %12
%100 = load x86_fp80, x86_fp80* %12
%101 = fmul x86_fp80 %99, %100
store x86_fp80 %101, x86_fp80* %16
br label %81
102: ; preds = %81
%103 = load x86_fp80*, x86_fp80** %9
%104 = icmp ne x86_fp80* %103, null
br i1 %104, label %105, label %111
105: ; preds = %102
%106 = load x86_fp80, x86_fp80* %15
%107 = load x86_fp80, x86_fp80* %16
%108 = fadd x86_fp80 %106, %107
%109 = call x86_fp80 @sqrtl(x86_fp80 %108)
%110 = load x86_fp80*, x86_fp80** %9
store x86_fp80 %109, x86_fp80* %110
br label %111
111: ; preds = %105, %102
%112 = load i32, i32* %10
store i32 %112, i32* %5
br label %113
113: ; preds = %111, %79, %40, %33
%114 = load i32, i32* %5
ret i32 %114
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @mandelbrot_it(i32 %0, x86_fp80* nocapture %1, x86_fp80* nocapture %2, x86_fp80* writeonly %3) {
%5 = load x86_fp80, x86_fp80* %1
%6 = load x86_fp80, x86_fp80* %2
%7 = fmul x86_fp80 %6, %6
%8 = tail call i64 @mandelbrot_in_cardioid(x86_fp80 %5, x86_fp80 %6, x86_fp80 %7)
%9 = icmp eq i64 %8, 0
br i1 %9, label %10, label %63
10: ; preds = %4
%11 = fmul x86_fp80 %5, %5
%12 = tail call i64 @mandelbrot_in_biggest_mu_atom(x86_fp80 %5, x86_fp80 %6, x86_fp80 %7)
%13 = icmp eq i64 %12, 0
br i1 %13, label %14, label %63
14: ; preds = %10
%15 = fadd x86_fp80 %11, %7
%16 = fcmp olt x86_fp80 %15, 0xK40018000000000000000
br i1 %16, label %17, label %37
17: ; preds = %14
%18 = call i32 @llvm.umax.i32(i32 %0, i32 1)
%19 = add i32 %18, 1
br label %20
20: ; preds = %17, %28
%21 = phi x86_fp80 [ %34, %28 ], [ %7, %17 ]
%22 = phi x86_fp80 [ %33, %28 ], [ %11, %17 ]
%23 = phi i32 [ %26, %28 ], [ 1, %17 ]
%24 = phi x86_fp80 [ %32, %28 ], [ %5, %17 ]
%25 = phi x86_fp80 [ %30, %28 ], [ %6, %17 ]
%26 = add i32 %23, 1
%27 = icmp eq i32 %23, %18
br i1 %27, label %37, label %28
28: ; preds = %20
%29 = fmul x86_fp80 %24, 0xK40008000000000000000
%30 = tail call x86_fp80 @llvm.fmuladd.f80(x86_fp80 %29, x86_fp80 %25, x86_fp80 %6)
%31 = fsub x86_fp80 %22, %21
%32 = fadd x86_fp80 %5, %31
%33 = fmul x86_fp80 %32, %32
%34 = fmul x86_fp80 %30, %30
%35 = fadd x86_fp80 %33, %34
%36 = fcmp olt x86_fp80 %35, 0xK40018000000000000000
br i1 %36, label %20, label %37
37: ; preds = %20, %28, %14
%38 = phi x86_fp80 [ %6, %14 ], [ %25, %20 ], [ %30, %28 ]
%39 = phi x86_fp80 [ %5, %14 ], [ %24, %20 ], [ %32, %28 ]
%40 = phi x86_fp80 [ %11, %14 ], [ %22, %20 ], [ %33, %28 ]
%41 = phi x86_fp80 [ %7, %14 ], [ %21, %20 ], [ %34, %28 ]
%42 = phi i32 [ 1, %14 ], [ %19, %20 ], [ %26, %28 ]
%43 = icmp uge i32 %42, %0
%44 = icmp eq i32 %42, 0
%45 = or i1 %43, %44
br i1 %45, label %63, label %46
46: ; preds = %37
%47 = fmul x86_fp80 %39, 0xK40008000000000000000
%48 = tail call x86_fp80 @llvm.fmuladd.f80(x86_fp80 %47, x86_fp80 %38, x86_fp80 %6)
%49 = fsub x86_fp80 %40, %41
%50 = fadd x86_fp80 %5, %49
%51 = icmp eq x86_fp80* %3, null
br i1 %51, label %63, label %52
52: ; preds = %46
%53 = fmul x86_fp80 %50, 0xK40008000000000000000
%54 = tail call x86_fp80 @llvm.fmuladd.f80(x86_fp80 %53, x86_fp80 %48, x86_fp80 %6)
%55 = fmul x86_fp80 %54, %54
%56 = fmul x86_fp80 %50, %50
%57 = fmul x86_fp80 %48, %48
%58 = fsub x86_fp80 %56, %57
%59 = fadd x86_fp80 %5, %58
%60 = fmul x86_fp80 %59, %59
%61 = fadd x86_fp80 %60, %55
%62 = tail call x86_fp80 @sqrtl(x86_fp80 %61)
store x86_fp80 %62, x86_fp80* %3
br label %63
63: ; preds = %46, %52, %37, %10, %4
%64 = phi i32 [ 0, %4 ], [ 0, %10 ], [ 0, %37 ], [ %42, %52 ], [ %42, %46 ]
ret i32 %64
}