#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__ uint64_t;

/* Variables and functions */
scalar_t__ F(unsigned int, scalar_t__, scalar_t__);
uint64_t do_unshuffle(unsigned r, uint64_t a, uint64_t b, uint64_t m,
                      uint64_t seed) {
  uint64_t L, R, tmp;
  if (r & 1) {
    R = m % a;
    L = m / a;
  } else {
    L = m % a;
    R = m / a;
  }
  for (unsigned j = r; j >= 1; j--) {
    tmp = F(j, L, seed) - R;
    if (j & 1) {
      if (tmp > R) {
        tmp = a - (tmp % a);
        if (tmp == a)
          tmp = 0;
      } else {
        tmp %= a;
      }
    } else {
      if (tmp > R) {
        tmp = b - (tmp % b);
        if (tmp == b)
          tmp = 0;
      } else {
        tmp %= b;
      }
    }
    R = L;
    L = tmp;
  }
  return a * R + L;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<do_unshuffle>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x60,%rsp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
mov    %r8,-0x28(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
and    $0x1,%eax
cmp    $0x0,%eax
je     115b <do_unshuffle+0x4b>
mov    -0x20(%rbp),%rax
cqto
idivq  -0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x38(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
cqto
idivq  -0x10(%rbp)
mov    %rax,-0x30(%rbp)
jmp    1177 <do_unshuffle+0x67>
mov    -0x20(%rbp),%rax
cqto
idivq  -0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x30(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
cqto
idivq  -0x10(%rbp)
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x44(%rbp)
cmpl   $0x1,-0x44(%rbp)
jb     1284 <do_unshuffle+0x174>
mov    -0x44(%rbp),%edi
mov    -0x30(%rbp),%rsi
mov    -0x28(%rbp),%rdx
call   1030 <F@plt>
sub    -0x38(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
mov    -0x44(%rbp),%eax
and    $0x1,%eax
cmp    $0x0,%eax
je     120a <do_unshuffle+0xfa>
mov    -0x40(%rbp),%rax
cmp    -0x38(%rbp),%rax
jle    11f4 <do_unshuffle+0xe4>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x50(%rbp)
mov    -0x40(%rbp),%rax
cqto
idivq  -0x10(%rbp)
mov    -0x50(%rbp),%rax
sub    %rdx,%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
mov    -0x40(%rbp),%rax
cmp    -0x10(%rbp),%rax
jne    11ef <do_unshuffle+0xdf>
movq   $0x0,-0x40(%rbp)
jmp    1205 <do_unshuffle+0xf5>
mov    -0x10(%rbp),%rcx
mov    -0x40(%rbp),%rax
cqto
idiv   %rcx
mov    %rdx,-0x40(%rbp)
jmp    1266 <do_unshuffle+0x156>
mov    -0x40(%rbp),%rax
cmp    -0x38(%rbp),%rax
jle    1250 <do_unshuffle+0x140>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x58(%rbp)
mov    -0x40(%rbp),%rax
cqto
idivq  -0x18(%rbp)
mov    -0x58(%rbp),%rax
sub    %rdx,%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
mov    -0x40(%rbp),%rax
cmp    -0x18(%rbp),%rax
jne    124b <do_unshuffle+0x13b>
movq   $0x0,-0x40(%rbp)
jmp    1261 <do_unshuffle+0x151>
mov    -0x18(%rbp),%rcx
mov    -0x40(%rbp),%rax
cqto
idiv   %rcx
mov    %rdx,-0x40(%rbp)
jmp    1266 <do_unshuffle+0x156>
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    -0x40(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    -0x44(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x44(%rbp)
jmp    117d <do_unshuffle+0x6d>
mov    -0x10(%rbp),%rax
imul   -0x38(%rbp),%rax
add    -0x30(%rbp),%rax
add    $0x60,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<do_unshuffle>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    %r8,%r14
mov    %rcx,%rax
mov    %rdx,%r15
mov    %rsi,%r12
mov    %edi,%ebp
or     %rsi,%rcx
shr    $0x20,%rcx
je     1160 <do_unshuffle+0x50>
cqto
idiv   %r12
mov    %rax,%r13
test   $0x1,%bpl
jne    116e <do_unshuffle+0x5e>
mov    %r13,%rbx
test   %ebp,%ebp
jne    1192 <do_unshuffle+0x82>
imul   %r12,%r13
add    %rdx,%r13
mov    %r13,%rax
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret
xor    %edx,%edx
div    %r12d
mov    %eax,%r13d
test   $0x1,%bpl
je     1140 <do_unshuffle+0x30>
mov    %rdx,%rbx
mov    %r13,%rdx
jmp    1192 <do_unshuffle+0x82>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
sub    %rdx,%rax
test   %rdx,%rdx
cmovne %rax,%rdx
mov    %r13,%rbx
add    $0xffffffff,%ebp
je     1147 <do_unshuffle+0x37>
mov    %rdx,%r13
mov    %ebp,%edi
mov    %rdx,%rsi
mov    %r14,%rdx
call   1030 <F@plt>
mov    %rax,%rcx
sub    %rbx,%rcx
mov    %rcx,%rax
test   $0x1,%bpl
jne    11d0 <do_unshuffle+0xc0>
or     %r15,%rax
shr    $0x20,%rax
je     11e8 <do_unshuffle+0xd8>
mov    %rcx,%rax
cqto
idiv   %r15
cmp    %rbx,%rcx
jle    118a <do_unshuffle+0x7a>
jmp    11f4 <do_unshuffle+0xe4>
nopl   0x0(%rax)
or     %r12,%rax
shr    $0x20,%rax
je     11f9 <do_unshuffle+0xe9>
mov    %rcx,%rax
cqto
idiv   %r12
cmp    %rbx,%rcx
jle    118a <do_unshuffle+0x7a>
jmp    1205 <do_unshuffle+0xf5>
mov    %ecx,%eax
xor    %edx,%edx
div    %r15d
cmp    %rbx,%rcx
jle    118a <do_unshuffle+0x7a>
mov    %r15,%rax
jmp    1180 <do_unshuffle+0x70>
mov    %ecx,%eax
xor    %edx,%edx
div    %r12d
cmp    %rbx,%rcx
jle    118a <do_unshuffle+0x7a>
mov    %r12,%rax
jmp    1180 <do_unshuffle+0x70>

LLVM IR (-O0):
define i64 @do_unshuffle(i32 %0, i64 %1, i64 %2, i64 %3, i64 %4) {
%6 = alloca i32
%7 = alloca i64
%8 = alloca i64
%9 = alloca i64
%10 = alloca i64
%11 = alloca i64
%12 = alloca i64
%13 = alloca i64
%14 = alloca i32
store i32 %0, i32* %6
store i64 %1, i64* %7
store i64 %2, i64* %8
store i64 %3, i64* %9
store i64 %4, i64* %10
%15 = load i32, i32* %6
%16 = and i32 %15, 1
%17 = icmp ne i32 %16, 0
br i1 %17, label %18, label %25
18: ; preds = %5
%19 = load i64, i64* %9
%20 = load i64, i64* %7
%21 = srem i64 %19, %20
store i64 %21, i64* %12
%22 = load i64, i64* %9
%23 = load i64, i64* %7
%24 = sdiv i64 %22, %23
store i64 %24, i64* %11
br label %32
25: ; preds = %5
%26 = load i64, i64* %9
%27 = load i64, i64* %7
%28 = srem i64 %26, %27
store i64 %28, i64* %11
%29 = load i64, i64* %9
%30 = load i64, i64* %7
%31 = sdiv i64 %29, %30
store i64 %31, i64* %12
br label %32
32: ; preds = %25, %18
%33 = load i32, i32* %6
store i32 %33, i32* %14
br label %34
34: ; preds = %90, %32
%35 = load i32, i32* %14
%36 = icmp uge i32 %35, 1
br i1 %36, label %37, label %93
37: ; preds = %34
%38 = load i32, i32* %14
%39 = load i64, i64* %11
%40 = load i64, i64* %10
%41 = call i64 @F(i32 %38, i64 %39, i64 %40)
%42 = load i64, i64* %12
%43 = sub nsw i64 %41, %42
store i64 %43, i64* %13
%44 = load i32, i32* %14
%45 = and i32 %44, 1
%46 = icmp ne i32 %45, 0
br i1 %46, label %47, label %67
47: ; preds = %37
%48 = load i64, i64* %13
%49 = load i64, i64* %12
%50 = icmp sgt i64 %48, %49
br i1 %50, label %51, label %62
51: ; preds = %47
%52 = load i64, i64* %7
%53 = load i64, i64* %13
%54 = load i64, i64* %7
%55 = srem i64 %53, %54
%56 = sub nsw i64 %52, %55
store i64 %56, i64* %13
%57 = load i64, i64* %13
%58 = load i64, i64* %7
%59 = icmp eq i64 %57, %58
br i1 %59, label %60, label %61
60: ; preds = %51
store i64 0, i64* %13
br label %61
61: ; preds = %60, %51
br label %66
62: ; preds = %47
%63 = load i64, i64* %7
%64 = load i64, i64* %13
%65 = srem i64 %64, %63
store i64 %65, i64* %13
br label %66
66: ; preds = %62, %61
br label %87
67: ; preds = %37
%68 = load i64, i64* %13
%69 = load i64, i64* %12
%70 = icmp sgt i64 %68, %69
br i1 %70, label %71, label %82
71: ; preds = %67
%72 = load i64, i64* %8
%73 = load i64, i64* %13
%74 = load i64, i64* %8
%75 = srem i64 %73, %74
%76 = sub nsw i64 %72, %75
store i64 %76, i64* %13
%77 = load i64, i64* %13
%78 = load i64, i64* %8
%79 = icmp eq i64 %77, %78
br i1 %79, label %80, label %81
80: ; preds = %71
store i64 0, i64* %13
br label %81
81: ; preds = %80, %71
br label %86
82: ; preds = %67
%83 = load i64, i64* %8
%84 = load i64, i64* %13
%85 = srem i64 %84, %83
store i64 %85, i64* %13
br label %86
86: ; preds = %82, %81
br label %87
87: ; preds = %86, %66
%88 = load i64, i64* %11
store i64 %88, i64* %12
%89 = load i64, i64* %13
store i64 %89, i64* %11
br label %90
90: ; preds = %87
%91 = load i32, i32* %14
%92 = add i32 %91, -1
store i32 %92, i32* %14
br label %34
93: ; preds = %34
%94 = load i64, i64* %7
%95 = load i64, i64* %12
%96 = mul nsw i64 %94, %95
%97 = load i64, i64* %11
%98 = add nsw i64 %96, %97
ret i64 %98
}

LLVM IR (-O2):
define i64 @do_unshuffle(i32 %0, i64 %1, i64 %2, i64 %3, i64 %4) {
%6 = and i32 %0, 1
%7 = icmp eq i32 %6, 0
%8 = srem i64 %3, %1
%9 = sdiv i64 %3, %1
br i1 %7, label %10, label %12
10: ; preds = %5
%11 = icmp eq i32 %0, 0
br i1 %11, label %15, label %12
12: ; preds = %5, %10
%13 = phi i64 [ %9, %10 ], [ %8, %5 ]
%14 = phi i64 [ %8, %10 ], [ %9, %5 ]
br label %20
15: ; preds = %41, %10
%16 = phi i64 [ %8, %10 ], [ %42, %41 ]
%17 = phi i64 [ %9, %10 ], [ %23, %41 ]
%18 = mul nsw i64 %17, %1
%19 = add nsw i64 %18, %16
ret i64 %19
20: ; preds = %12, %41
%21 = phi i32 [ %43, %41 ], [ %0, %12 ]
%22 = phi i64 [ %23, %41 ], [ %13, %12 ]
%23 = phi i64 [ %42, %41 ], [ %14, %12 ]
%24 = tail call i64 @F(i32 %21, i64 %23, i64 %4)
%25 = sub nsw i64 %24, %22
%26 = and i32 %21, 1
%27 = icmp eq i32 %26, 0
%28 = icmp sgt i64 %25, %22
br i1 %27, label %35, label %29
29: ; preds = %20
%30 = srem i64 %25, %1
br i1 %28, label %31, label %41
31: ; preds = %29
%32 = sub nsw i64 %1, %30
%33 = icmp eq i64 %30, 0
%34 = select i1 %33, i64 0, i64 %32
br label %41
35: ; preds = %20
%36 = srem i64 %25, %2
br i1 %28, label %37, label %41
37: ; preds = %35
%38 = sub nsw i64 %2, %36
%39 = icmp eq i64 %36, 0
%40 = select i1 %39, i64 0, i64 %38
br label %41
41: ; preds = %35, %29, %37, %31
%42 = phi i64 [ %34, %31 ], [ %40, %37 ], [ %30, %29 ], [ %36, %35 ]
%43 = add i32 %21, -1
%44 = icmp eq i32 %43, 0
br i1 %44, label %15, label %20
}