#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;
typedef int int16_t;

/* Variables and functions */
scalar_t__ const abs(scalar_t__ const);
scalar_t__ q15_div(scalar_t__ const, scalar_t__ const);
scalar_t__ q15_mul(scalar_t__ const, scalar_t__ const);
int16_t fxpt_atan2(const int32_t y, const int32_t x) {
  static const int32_t k1 = 2847;
  static const int32_t k2 = 11039;
  if (x == y) {
    if (y > 0) {
      return 8192;
    } else if (y < 0) {
      return 40960;
    } else {
      return 0;
    }
  }
  const int32_t abs_y = abs(y), abs_x = abs(x);
  if (abs_x > abs_y) {
    const int32_t y_over_x = q15_div(y, x);
    const int32_t correction = q15_mul(k1, abs(y_over_x));
    const int32_t unrotated = q15_mul(k2 - correction, y_over_x);
    if (x > 0) {
      return unrotated;
    } else {
      return 32768 + unrotated;
    }
  } else {
    const int32_t x_over_y = q15_div(x, y);
    const int32_t correction = q15_mul(k1, abs(x_over_y));
    const int32_t unrotated = q15_mul(k2 - correction, x_over_y);
    if (y > 0) {
      return 16384 - unrotated;
    } else {
      return 49152 - unrotated;
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<fxpt_atan2>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x60,%rsp
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
mov    %rsi,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
cmp    -0x10(%rbp),%rax
jne    1188 <fxpt_atan2+0x58>
cmpq   $0x0,-0x10(%rbp)
jle    1165 <fxpt_atan2+0x35>
movl   $0x2000,-0x4(%rbp)
jmp    1283 <fxpt_atan2+0x153>
cmpq   $0x0,-0x10(%rbp)
jge    117c <fxpt_atan2+0x4c>
movl   $0xa000,-0x4(%rbp)
jmp    1283 <fxpt_atan2+0x153>
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
jmp    1283 <fxpt_atan2+0x153>
mov    -0x10(%rbp),%rdi
call   1030 <abs@plt>
mov    %rax,-0x20(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rdi
call   1030 <abs@plt>
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
cmp    -0x20(%rbp),%rax
jle    121a <fxpt_atan2+0xea>
mov    -0x10(%rbp),%rdi
mov    -0x18(%rbp),%rsi
call   1050 <q15_div@plt>
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rdi
call   1030 <abs@plt>
mov    %rax,%rsi
mov    $0xb1f,%edi
call   1040 <q15_mul@plt>
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    $0x2b1f,%edi
sub    -0x38(%rbp),%rdi
mov    -0x30(%rbp),%rsi
call   1040 <q15_mul@plt>
mov    %rax,-0x40(%rbp)
cmpq   $0x0,-0x18(%rbp)
jle    1208 <fxpt_atan2+0xd8>
mov    -0x40(%rbp),%rax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    1283 <fxpt_atan2+0x153>
mov    -0x40(%rbp),%rax
add    $0x8000,%rax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    1283 <fxpt_atan2+0x153>
mov    -0x18(%rbp),%rdi
mov    -0x10(%rbp),%rsi
call   1050 <q15_div@plt>
mov    %rax,-0x48(%rbp)
mov    -0x48(%rbp),%rdi
call   1030 <abs@plt>
mov    %rax,%rsi
mov    $0xb1f,%edi
call   1040 <q15_mul@plt>
mov    %rax,-0x50(%rbp)
mov    $0x2b1f,%edi
sub    -0x50(%rbp),%rdi
mov    -0x48(%rbp),%rsi
call   1040 <q15_mul@plt>
mov    %rax,-0x58(%rbp)
cmpq   $0x0,-0x10(%rbp)
jle    1277 <fxpt_atan2+0x147>
mov    $0x4000,%eax
sub    -0x58(%rbp),%rax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    1283 <fxpt_atan2+0x153>
mov    $0xc000,%eax
sub    -0x58(%rbp),%rax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x60,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<fxpt_atan2>:
push   %r14
push   %rbx
push   %rax
mov    %rsi,%rbx
cmp    %rdi,%rsi
jne    114c <fxpt_atan2+0x2c>
mov    $0x2000,%eax
test   %rbx,%rbx
jg     11f1 <fxpt_atan2+0xd1>
xor    %ecx,%ecx
test   %rbx,%rbx
mov    $0xa000,%eax
cmove  %ecx,%eax
jmp    11f1 <fxpt_atan2+0xd1>
mov    %rdi,%r14
mov    %rdi,%rax
neg    %rax
cmovs  %rdi,%rax
mov    %rbx,%rcx
neg    %rcx
cmovs  %rbx,%rcx
cmp    %rax,%rcx
jbe    11aa <fxpt_atan2+0x8a>
mov    %r14,%rdi
mov    %rbx,%rsi
call   1040 <q15_div@plt>
mov    %rax,%r14
mov    %rax,%rsi
neg    %rsi
cmovs  %rax,%rsi
mov    $0xb1f,%edi
call   1030 <q15_mul@plt>
mov    $0x2b1f,%edi
sub    %rax,%rdi
mov    %r14,%rsi
call   1030 <q15_mul@plt>
mov    %rax,%rcx
add    $0x8000,%eax
test   %rbx,%rbx
cmovg  %ecx,%eax
jmp    11f1 <fxpt_atan2+0xd1>
mov    %rbx,%rdi
mov    %r14,%rsi
call   1040 <q15_div@plt>
mov    %rax,%rbx
mov    %rax,%rsi
neg    %rsi
cmovs  %rax,%rsi
mov    $0xb1f,%edi
call   1030 <q15_mul@plt>
mov    $0x2b1f,%edi
sub    %rax,%rdi
mov    %rbx,%rsi
call   1030 <q15_mul@plt>
mov    %rax,%rcx
xor    %eax,%eax
test   %r14,%r14
setle  %al
shl    $0xf,%eax
sub    %ecx,%eax
add    $0x4000,%eax
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r14
ret

LLVM IR (-O0):
@fxpt_atan2.k1 = internal constant i64 2847
@fxpt_atan2.k2 = internal constant i64 11039
define i32 @fxpt_atan2(i64 %0, i64 %1) {
%3 = alloca i32
%4 = alloca i64
%5 = alloca i64
%6 = alloca i64
%7 = alloca i64
%8 = alloca i64
%9 = alloca i64
%10 = alloca i64
%11 = alloca i64
%12 = alloca i64
%13 = alloca i64
store i64 %0, i64* %4
store i64 %1, i64* %5
%14 = load i64, i64* %5
%15 = load i64, i64* %4
%16 = icmp eq i64 %14, %15
br i1 %16, label %17, label %26
17: ; preds = %2
%18 = load i64, i64* %4
%19 = icmp sgt i64 %18, 0
br i1 %19, label %20, label %21
20: ; preds = %17
store i32 8192, i32* %3
br label %75
21: ; preds = %17
%22 = load i64, i64* %4
%23 = icmp slt i64 %22, 0
br i1 %23, label %24, label %25
24: ; preds = %21
store i32 40960, i32* %3
br label %75
25: ; preds = %21
store i32 0, i32* %3
br label %75
26: ; preds = %2
%27 = load i64, i64* %4
%28 = call i64 @abs(i64 %27)
store i64 %28, i64* %6
%29 = load i64, i64* %5
%30 = call i64 @abs(i64 %29)
store i64 %30, i64* %7
%31 = load i64, i64* %7
%32 = load i64, i64* %6
%33 = icmp sgt i64 %31, %32
br i1 %33, label %34, label %54
34: ; preds = %26
%35 = load i64, i64* %4
%36 = load i64, i64* %5
%37 = call i64 @q15_div(i64 %35, i64 %36)
store i64 %37, i64* %8
%38 = load i64, i64* %8
%39 = call i64 @abs(i64 %38)
%40 = call i64 @q15_mul(i64 2847, i64 %39)
store i64 %40, i64* %9
%41 = load i64, i64* %9
%42 = sub nsw i64 11039, %41
%43 = load i64, i64* %8
%44 = call i64 @q15_mul(i64 %42, i64 %43)
store i64 %44, i64* %10
%45 = load i64, i64* %5
%46 = icmp sgt i64 %45, 0
br i1 %46, label %47, label %50
47: ; preds = %34
%48 = load i64, i64* %10
%49 = trunc i64 %48 to i32
store i32 %49, i32* %3
br label %75
50: ; preds = %34
%51 = load i64, i64* %10
%52 = add nsw i64 32768, %51
%53 = trunc i64 %52 to i32
store i32 %53, i32* %3
br label %75
54: ; preds = %26
%55 = load i64, i64* %5
%56 = load i64, i64* %4
%57 = call i64 @q15_div(i64 %55, i64 %56)
store i64 %57, i64* %11
%58 = load i64, i64* %11
%59 = call i64 @abs(i64 %58)
%60 = call i64 @q15_mul(i64 2847, i64 %59)
store i64 %60, i64* %12
%61 = load i64, i64* %12
%62 = sub nsw i64 11039, %61
%63 = load i64, i64* %11
%64 = call i64 @q15_mul(i64 %62, i64 %63)
store i64 %64, i64* %13
%65 = load i64, i64* %4
%66 = icmp sgt i64 %65, 0
br i1 %66, label %67, label %71
67: ; preds = %54
%68 = load i64, i64* %13
%69 = sub nsw i64 16384, %68
%70 = trunc i64 %69 to i32
store i32 %70, i32* %3
br label %75
71: ; preds = %54
%72 = load i64, i64* %13
%73 = sub nsw i64 49152, %72
%74 = trunc i64 %73 to i32
store i32 %74, i32* %3
br label %75
75: ; preds = %71, %67, %50, %47, %25, %24, %20
%76 = load i32, i32* %3
ret i32 %76
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @fxpt_atan2(i64 %0, i64 %1) {
%3 = icmp eq i64 %1, %0
br i1 %3, label %4, label %9
4: ; preds = %2
%5 = icmp sgt i64 %1, 0
br i1 %5, label %33, label %6
6: ; preds = %4
%7 = icmp eq i64 %1, 0
%8 = select i1 %7, i32 0, i32 40960
br label %33
9: ; preds = %2
%10 = tail call i64 @llvm.abs.i64(i64 %0, i1 true)
%11 = tail call i64 @llvm.abs.i64(i64 %1, i1 true)
%12 = icmp ugt i64 %11, %10
br i1 %12, label %13, label %23
13: ; preds = %9
%14 = tail call i64 @q15_div(i64 %0, i64 %1)
%15 = tail call i64 @llvm.abs.i64(i64 %14, i1 true)
%16 = tail call i64 @q15_mul(i64 2847, i64 %15)
%17 = sub nsw i64 11039, %16
%18 = tail call i64 @q15_mul(i64 %17, i64 %14)
%19 = icmp sgt i64 %1, 0
%20 = trunc i64 %18 to i32
%21 = add i32 %20, 32768
%22 = select i1 %19, i32 %20, i32 %21
br label %33
23: ; preds = %9
%24 = tail call i64 @q15_div(i64 %1, i64 %0)
%25 = tail call i64 @llvm.abs.i64(i64 %24, i1 true)
%26 = tail call i64 @q15_mul(i64 2847, i64 %25)
%27 = sub nsw i64 11039, %26
%28 = tail call i64 @q15_mul(i64 %27, i64 %24)
%29 = icmp sgt i64 %0, 0
%30 = trunc i64 %28 to i32
%31 = select i1 %29, i32 16384, i32 49152
%32 = sub i32 %31, %30
br label %33
33: ; preds = %13, %23, %6, %4
%34 = phi i32 [ 8192, %4 ], [ %8, %6 ], [ %22, %13 ], [ %32, %23 ]
ret i32 %34
}