#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 */
int /*<<< orphan*/ assert(int);
__attribute__((unused)) unsigned long ularith_invmod(const unsigned long n) {
  unsigned long r;
  assert(n % 2UL != 0UL);
  r = (3UL * n) ^ 2UL;
  r = 2UL * r - (unsigned int)r * (unsigned int)r * (unsigned int)n;
  r = 2UL * r - (unsigned int)r * (unsigned int)r * (unsigned int)n;
  r = 2UL * r - (unsigned int)r * (unsigned int)r * (unsigned int)n;
  unsigned int k = (unsigned int)(r * n >> 32);
  k *= (unsigned int)r;
  r = r - ((unsigned long)k << 32);
  return r;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<ularith_invmod>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x20,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
and    $0x1,%rax
cmp    $0x0,%rax
setne  %al
and    $0x1,%al
movzbl %al,%edi
call   1030 <assert@plt>
imul   $0x3,-0x8(%rbp),%rax
xor    $0x2,%rax
mov    %rax,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
shl    $0x1,%rax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
mov    -0x10(%rbp),%rdx
imul   %edx,%ecx
mov    -0x8(%rbp),%rdx
imul   %edx,%ecx
mov    %ecx,%ecx
sub    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
shl    $0x1,%rax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
mov    -0x10(%rbp),%rdx
imul   %edx,%ecx
mov    -0x8(%rbp),%rdx
imul   %edx,%ecx
mov    %ecx,%ecx
sub    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
shl    $0x1,%rax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
mov    -0x10(%rbp),%rdx
imul   %edx,%ecx
mov    -0x8(%rbp),%rdx
imul   %edx,%ecx
mov    %ecx,%ecx
sub    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
imul   -0x8(%rbp),%rax
shr    $0x20,%rax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
imul   -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
shl    $0x20,%rcx
sub    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<ularith_invmod>:
push   %rbx
mov    %rdi,%rbx
and    $0x1,%edi
call   1030 <assert@plt>
lea    (%rbx,%rbx,2),%rax
xor    $0x2,%rax
lea    (%rax,%rax,1),%rcx
mov    %eax,%edx
imul   %ebx,%edx
imul   %eax,%edx
sub    %rdx,%rcx
lea    (%rcx,%rcx,1),%rdx
mov    %ecx,%eax
imul   %ebx,%eax
imul   %ecx,%eax
sub    %rax,%rdx
lea    (%rdx,%rdx,1),%rax
mov    %edx,%ecx
imul   %ebx,%ecx
imul   %edx,%ecx
sub    %rcx,%rax
imul   %rax,%rbx
shr    $0x20,%rbx
imul   %eax,%ebx
shl    $0x20,%rbx
sub    %rbx,%rax
pop    %rbx
ret

LLVM IR (-O0):
define i64 @ularith_invmod(i64 %0) {
%2 = alloca i64
%3 = alloca i64
%4 = alloca i32
store i64 %0, i64* %2
%5 = load i64, i64* %2
%6 = urem i64 %5, 2
%7 = icmp ne i64 %6, 0
%8 = zext i1 %7 to i32
%9 = call i32 @assert(i32 %8)
%10 = load i64, i64* %2
%11 = mul i64 3, %10
%12 = xor i64 %11, 2
store i64 %12, i64* %3
%13 = load i64, i64* %3
%14 = mul i64 2, %13
%15 = load i64, i64* %3
%16 = trunc i64 %15 to i32
%17 = load i64, i64* %3
%18 = trunc i64 %17 to i32
%19 = mul i32 %16, %18
%20 = load i64, i64* %2
%21 = trunc i64 %20 to i32
%22 = mul i32 %19, %21
%23 = zext i32 %22 to i64
%24 = sub i64 %14, %23
store i64 %24, i64* %3
%25 = load i64, i64* %3
%26 = mul i64 2, %25
%27 = load i64, i64* %3
%28 = trunc i64 %27 to i32
%29 = load i64, i64* %3
%30 = trunc i64 %29 to i32
%31 = mul i32 %28, %30
%32 = load i64, i64* %2
%33 = trunc i64 %32 to i32
%34 = mul i32 %31, %33
%35 = zext i32 %34 to i64
%36 = sub i64 %26, %35
store i64 %36, i64* %3
%37 = load i64, i64* %3
%38 = mul i64 2, %37
%39 = load i64, i64* %3
%40 = trunc i64 %39 to i32
%41 = load i64, i64* %3
%42 = trunc i64 %41 to i32
%43 = mul i32 %40, %42
%44 = load i64, i64* %2
%45 = trunc i64 %44 to i32
%46 = mul i32 %43, %45
%47 = zext i32 %46 to i64
%48 = sub i64 %38, %47
store i64 %48, i64* %3
%49 = load i64, i64* %3
%50 = load i64, i64* %2
%51 = mul i64 %49, %50
%52 = lshr i64 %51, 32
%53 = trunc i64 %52 to i32
store i32 %53, i32* %4
%54 = load i64, i64* %3
%55 = trunc i64 %54 to i32
%56 = load i32, i32* %4
%57 = mul i32 %56, %55
store i32 %57, i32* %4
%58 = load i64, i64* %3
%59 = load i32, i32* %4
%60 = zext i32 %59 to i64
%61 = shl i64 %60, 32
%62 = sub i64 %58, %61
store i64 %62, i64* %3
%63 = load i64, i64* %3
ret i64 %63
}

LLVM IR (-O2):
define i64 @ularith_invmod(i64 %0) {
%2 = trunc i64 %0 to i32
%3 = and i32 %2, 1
%4 = tail call i32 @assert(i32 %3)
%5 = mul i64 %0, 3
%6 = xor i64 %5, 2
%7 = shl i64 %6, 1
%8 = mul i64 %6, %0
%9 = mul i64 %8, %6
%10 = and i64 %9, 4294967295
%11 = sub i64 %7, %10
%12 = shl i64 %11, 1
%13 = mul i64 %11, %0
%14 = mul i64 %13, %11
%15 = and i64 %14, 4294967295
%16 = sub i64 %12, %15
%17 = shl i64 %16, 1
%18 = mul i64 %16, %0
%19 = mul i64 %18, %16
%20 = and i64 %19, 4294967295
%21 = sub i64 %17, %20
%22 = mul i64 %21, %0
%23 = lshr i64 %22, 32
%24 = mul i64 %21, -4294967296
%25 = mul i64 %24, %23
%26 = add i64 %25, %21
ret i64 %26
}