#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 */
long inv_q29_mult(long const, long const);
void inv_quaternion_to_rotation(const long *quat, long *rot) {
  rot[0] = inv_q29_mult(quat[1], quat[1]) + inv_q29_mult(quat[0], quat[0]) -
           1073741824L;
  rot[1] = inv_q29_mult(quat[1], quat[2]) - inv_q29_mult(quat[3], quat[0]);
  rot[2] = inv_q29_mult(quat[1], quat[3]) + inv_q29_mult(quat[2], quat[0]);
  rot[3] = inv_q29_mult(quat[1], quat[2]) + inv_q29_mult(quat[3], quat[0]);
  rot[4] = inv_q29_mult(quat[2], quat[2]) + inv_q29_mult(quat[0], quat[0]) -
           1073741824L;
  rot[5] = inv_q29_mult(quat[2], quat[3]) - inv_q29_mult(quat[1], quat[0]);
  rot[6] = inv_q29_mult(quat[1], quat[3]) - inv_q29_mult(quat[2], quat[0]);
  rot[7] = inv_q29_mult(quat[2], quat[3]) + inv_q29_mult(quat[1], quat[0]);
  rot[8] = inv_q29_mult(quat[3], quat[3]) + inv_q29_mult(quat[0], quat[0]) -
           1073741824L;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<inv_quaternion_to_rotation>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x60,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    0x8(%rax),%rdi
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    0x8(%rax),%rsi
call   1030 <inv_q29_mult@plt>
mov    %rax,-0x58(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    (%rax),%rdi
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    (%rax),%rsi
call   1030 <inv_q29_mult@plt>
mov    -0x58(%rbp),%rcx
add    %rax,%rcx
sub    $0x40000000,%rcx
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rcx,(%rax)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    0x8(%rax),%rdi
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    0x10(%rax),%rsi
call   1030 <inv_q29_mult@plt>
mov    %rax,-0x50(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    0x18(%rax),%rdi
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    (%rax),%rsi
call   1030 <inv_q29_mult@plt>
mov    -0x50(%rbp),%rcx
sub    %rax,%rcx
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rcx,0x8(%rax)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    0x8(%rax),%rdi
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    0x18(%rax),%rsi
call   1030 <inv_q29_mult@plt>
mov    %rax,-0x48(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    0x10(%rax),%rdi
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    (%rax),%rsi
call   1030 <inv_q29_mult@plt>
mov    -0x48(%rbp),%rcx
add    %rax,%rcx
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rcx,0x10(%rax)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    0x8(%rax),%rdi
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    0x10(%rax),%rsi
call   1030 <inv_q29_mult@plt>
mov    %rax,-0x40(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    0x18(%rax),%rdi
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    (%rax),%rsi
call   1030 <inv_q29_mult@plt>
mov    -0x40(%rbp),%rcx
add    %rax,%rcx
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rcx,0x18(%rax)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    0x10(%rax),%rdi
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    0x10(%rax),%rsi
call   1030 <inv_q29_mult@plt>
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    (%rax),%rdi
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    (%rax),%rsi
call   1030 <inv_q29_mult@plt>
mov    -0x38(%rbp),%rcx
add    %rax,%rcx
sub    $0x40000000,%rcx
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rcx,0x20(%rax)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    0x10(%rax),%rdi
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    0x18(%rax),%rsi
call   1030 <inv_q29_mult@plt>
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    0x8(%rax),%rdi
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    (%rax),%rsi
call   1030 <inv_q29_mult@plt>
mov    -0x30(%rbp),%rcx
sub    %rax,%rcx
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rcx,0x28(%rax)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    0x8(%rax),%rdi
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    0x18(%rax),%rsi
call   1030 <inv_q29_mult@plt>
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    0x10(%rax),%rdi
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    (%rax),%rsi
call   1030 <inv_q29_mult@plt>
mov    -0x28(%rbp),%rcx
sub    %rax,%rcx
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rcx,0x30(%rax)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    0x10(%rax),%rdi
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    0x18(%rax),%rsi
call   1030 <inv_q29_mult@plt>
mov    %rax,-0x20(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    0x8(%rax),%rdi
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    (%rax),%rsi
call   1030 <inv_q29_mult@plt>
mov    -0x20(%rbp),%rcx
add    %rax,%rcx
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rcx,0x38(%rax)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    0x18(%rax),%rdi
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    0x18(%rax),%rsi
call   1030 <inv_q29_mult@plt>
mov    %rax,-0x18(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    (%rax),%rdi
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    (%rax),%rsi
call   1030 <inv_q29_mult@plt>
mov    -0x18(%rbp),%rcx
add    %rax,%rcx
sub    $0x40000000,%rcx
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rcx,0x40(%rax)
add    $0x60,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<inv_quaternion_to_rotation>:
push   %r15
push   %r14
push   %rbx
mov    %rsi,%r14
mov    %rdi,%rbx
mov    0x8(%rdi),%rdi
mov    %rdi,%rsi
call   1030 <inv_q29_mult@plt>
mov    %rax,%r15
mov    (%rbx),%rdi
mov    %rdi,%rsi
call   1030 <inv_q29_mult@plt>
add    %r15,%rax
add    $0xffffffffc0000000,%rax
mov    %rax,(%r14)
mov    0x8(%rbx),%rdi
mov    0x10(%rbx),%rsi
call   1030 <inv_q29_mult@plt>
mov    %rax,%r15
mov    (%rbx),%rsi
mov    0x18(%rbx),%rdi
call   1030 <inv_q29_mult@plt>
sub    %rax,%r15
mov    %r15,0x8(%r14)
mov    0x8(%rbx),%rdi
mov    0x18(%rbx),%rsi
call   1030 <inv_q29_mult@plt>
mov    %rax,%r15
mov    (%rbx),%rsi
mov    0x10(%rbx),%rdi
call   1030 <inv_q29_mult@plt>
add    %r15,%rax
mov    %rax,0x10(%r14)
mov    0x8(%rbx),%rdi
mov    0x10(%rbx),%rsi
call   1030 <inv_q29_mult@plt>
mov    %rax,%r15
mov    (%rbx),%rsi
mov    0x18(%rbx),%rdi
call   1030 <inv_q29_mult@plt>
add    %r15,%rax
mov    %rax,0x18(%r14)
mov    0x10(%rbx),%rdi
mov    %rdi,%rsi
call   1030 <inv_q29_mult@plt>
mov    %rax,%r15
mov    (%rbx),%rdi
mov    %rdi,%rsi
call   1030 <inv_q29_mult@plt>
add    %r15,%rax
add    $0xffffffffc0000000,%rax
mov    %rax,0x20(%r14)
mov    0x10(%rbx),%rdi
mov    0x18(%rbx),%rsi
call   1030 <inv_q29_mult@plt>
mov    %rax,%r15
mov    (%rbx),%rsi
mov    0x8(%rbx),%rdi
call   1030 <inv_q29_mult@plt>
sub    %rax,%r15
mov    %r15,0x28(%r14)
mov    0x8(%rbx),%rdi
mov    0x18(%rbx),%rsi
call   1030 <inv_q29_mult@plt>
mov    %rax,%r15
mov    (%rbx),%rsi
mov    0x10(%rbx),%rdi
call   1030 <inv_q29_mult@plt>
sub    %rax,%r15
mov    %r15,0x30(%r14)
mov    0x10(%rbx),%rdi
mov    0x18(%rbx),%rsi
call   1030 <inv_q29_mult@plt>
mov    %rax,%r15
mov    (%rbx),%rsi
mov    0x8(%rbx),%rdi
call   1030 <inv_q29_mult@plt>
add    %r15,%rax
mov    %rax,0x38(%r14)
mov    0x18(%rbx),%rdi
mov    %rdi,%rsi
call   1030 <inv_q29_mult@plt>
mov    %rax,%r15
mov    (%rbx),%rdi
mov    %rdi,%rsi
call   1030 <inv_q29_mult@plt>
add    %r15,%rax
add    $0xffffffffc0000000,%rax
mov    %rax,0x40(%r14)
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %r15
ret

LLVM IR (-O0):
define void @inv_quaternion_to_rotation(i64* %0, i64* %1) {
%3 = alloca i64*
%4 = alloca i64*
store i64* %0, i64** %3
store i64* %1, i64** %4
%5 = load i64*, i64** %3
%6 = getelementptr inbounds i64, i64* %5, i64 1
%7 = load i64, i64* %6
%8 = load i64*, i64** %3
%9 = getelementptr inbounds i64, i64* %8, i64 1
%10 = load i64, i64* %9
%11 = call i64 @inv_q29_mult(i64 %7, i64 %10)
%12 = load i64*, i64** %3
%13 = getelementptr inbounds i64, i64* %12, i64 0
%14 = load i64, i64* %13
%15 = load i64*, i64** %3
%16 = getelementptr inbounds i64, i64* %15, i64 0
%17 = load i64, i64* %16
%18 = call i64 @inv_q29_mult(i64 %14, i64 %17)
%19 = add nsw i64 %11, %18
%20 = sub nsw i64 %19, 1073741824
%21 = load i64*, i64** %4
%22 = getelementptr inbounds i64, i64* %21, i64 0
store i64 %20, i64* %22
%23 = load i64*, i64** %3
%24 = getelementptr inbounds i64, i64* %23, i64 1
%25 = load i64, i64* %24
%26 = load i64*, i64** %3
%27 = getelementptr inbounds i64, i64* %26, i64 2
%28 = load i64, i64* %27
%29 = call i64 @inv_q29_mult(i64 %25, i64 %28)
%30 = load i64*, i64** %3
%31 = getelementptr inbounds i64, i64* %30, i64 3
%32 = load i64, i64* %31
%33 = load i64*, i64** %3
%34 = getelementptr inbounds i64, i64* %33, i64 0
%35 = load i64, i64* %34
%36 = call i64 @inv_q29_mult(i64 %32, i64 %35)
%37 = sub nsw i64 %29, %36
%38 = load i64*, i64** %4
%39 = getelementptr inbounds i64, i64* %38, i64 1
store i64 %37, i64* %39
%40 = load i64*, i64** %3
%41 = getelementptr inbounds i64, i64* %40, i64 1
%42 = load i64, i64* %41
%43 = load i64*, i64** %3
%44 = getelementptr inbounds i64, i64* %43, i64 3
%45 = load i64, i64* %44
%46 = call i64 @inv_q29_mult(i64 %42, i64 %45)
%47 = load i64*, i64** %3
%48 = getelementptr inbounds i64, i64* %47, i64 2
%49 = load i64, i64* %48
%50 = load i64*, i64** %3
%51 = getelementptr inbounds i64, i64* %50, i64 0
%52 = load i64, i64* %51
%53 = call i64 @inv_q29_mult(i64 %49, i64 %52)
%54 = add nsw i64 %46, %53
%55 = load i64*, i64** %4
%56 = getelementptr inbounds i64, i64* %55, i64 2
store i64 %54, i64* %56
%57 = load i64*, i64** %3
%58 = getelementptr inbounds i64, i64* %57, i64 1
%59 = load i64, i64* %58
%60 = load i64*, i64** %3
%61 = getelementptr inbounds i64, i64* %60, i64 2
%62 = load i64, i64* %61
%63 = call i64 @inv_q29_mult(i64 %59, i64 %62)
%64 = load i64*, i64** %3
%65 = getelementptr inbounds i64, i64* %64, i64 3
%66 = load i64, i64* %65
%67 = load i64*, i64** %3
%68 = getelementptr inbounds i64, i64* %67, i64 0
%69 = load i64, i64* %68
%70 = call i64 @inv_q29_mult(i64 %66, i64 %69)
%71 = add nsw i64 %63, %70
%72 = load i64*, i64** %4
%73 = getelementptr inbounds i64, i64* %72, i64 3
store i64 %71, i64* %73
%74 = load i64*, i64** %3
%75 = getelementptr inbounds i64, i64* %74, i64 2
%76 = load i64, i64* %75
%77 = load i64*, i64** %3
%78 = getelementptr inbounds i64, i64* %77, i64 2
%79 = load i64, i64* %78
%80 = call i64 @inv_q29_mult(i64 %76, i64 %79)
%81 = load i64*, i64** %3
%82 = getelementptr inbounds i64, i64* %81, i64 0
%83 = load i64, i64* %82
%84 = load i64*, i64** %3
%85 = getelementptr inbounds i64, i64* %84, i64 0
%86 = load i64, i64* %85
%87 = call i64 @inv_q29_mult(i64 %83, i64 %86)
%88 = add nsw i64 %80, %87
%89 = sub nsw i64 %88, 1073741824
%90 = load i64*, i64** %4
%91 = getelementptr inbounds i64, i64* %90, i64 4
store i64 %89, i64* %91
%92 = load i64*, i64** %3
%93 = getelementptr inbounds i64, i64* %92, i64 2
%94 = load i64, i64* %93
%95 = load i64*, i64** %3
%96 = getelementptr inbounds i64, i64* %95, i64 3
%97 = load i64, i64* %96
%98 = call i64 @inv_q29_mult(i64 %94, i64 %97)
%99 = load i64*, i64** %3
%100 = getelementptr inbounds i64, i64* %99, i64 1
%101 = load i64, i64* %100
%102 = load i64*, i64** %3
%103 = getelementptr inbounds i64, i64* %102, i64 0
%104 = load i64, i64* %103
%105 = call i64 @inv_q29_mult(i64 %101, i64 %104)
%106 = sub nsw i64 %98, %105
%107 = load i64*, i64** %4
%108 = getelementptr inbounds i64, i64* %107, i64 5
store i64 %106, i64* %108
%109 = load i64*, i64** %3
%110 = getelementptr inbounds i64, i64* %109, i64 1
%111 = load i64, i64* %110
%112 = load i64*, i64** %3
%113 = getelementptr inbounds i64, i64* %112, i64 3
%114 = load i64, i64* %113
%115 = call i64 @inv_q29_mult(i64 %111, i64 %114)
%116 = load i64*, i64** %3
%117 = getelementptr inbounds i64, i64* %116, i64 2
%118 = load i64, i64* %117
%119 = load i64*, i64** %3
%120 = getelementptr inbounds i64, i64* %119, i64 0
%121 = load i64, i64* %120
%122 = call i64 @inv_q29_mult(i64 %118, i64 %121)
%123 = sub nsw i64 %115, %122
%124 = load i64*, i64** %4
%125 = getelementptr inbounds i64, i64* %124, i64 6
store i64 %123, i64* %125
%126 = load i64*, i64** %3
%127 = getelementptr inbounds i64, i64* %126, i64 2
%128 = load i64, i64* %127
%129 = load i64*, i64** %3
%130 = getelementptr inbounds i64, i64* %129, i64 3
%131 = load i64, i64* %130
%132 = call i64 @inv_q29_mult(i64 %128, i64 %131)
%133 = load i64*, i64** %3
%134 = getelementptr inbounds i64, i64* %133, i64 1
%135 = load i64, i64* %134
%136 = load i64*, i64** %3
%137 = getelementptr inbounds i64, i64* %136, i64 0
%138 = load i64, i64* %137
%139 = call i64 @inv_q29_mult(i64 %135, i64 %138)
%140 = add nsw i64 %132, %139
%141 = load i64*, i64** %4
%142 = getelementptr inbounds i64, i64* %141, i64 7
store i64 %140, i64* %142
%143 = load i64*, i64** %3
%144 = getelementptr inbounds i64, i64* %143, i64 3
%145 = load i64, i64* %144
%146 = load i64*, i64** %3
%147 = getelementptr inbounds i64, i64* %146, i64 3
%148 = load i64, i64* %147
%149 = call i64 @inv_q29_mult(i64 %145, i64 %148)
%150 = load i64*, i64** %3
%151 = getelementptr inbounds i64, i64* %150, i64 0
%152 = load i64, i64* %151
%153 = load i64*, i64** %3
%154 = getelementptr inbounds i64, i64* %153, i64 0
%155 = load i64, i64* %154
%156 = call i64 @inv_q29_mult(i64 %152, i64 %155)
%157 = add nsw i64 %149, %156
%158 = sub nsw i64 %157, 1073741824
%159 = load i64*, i64** %4
%160 = getelementptr inbounds i64, i64* %159, i64 8
store i64 %158, i64* %160
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @inv_quaternion_to_rotation(i64* nocapture %0, i64* nocapture writeonly %1) {
%3 = getelementptr inbounds i64, i64* %0, i64 1
%4 = load i64, i64* %3
%5 = tail call i64 @inv_q29_mult(i64 %4, i64 %4)
%6 = load i64, i64* %0
%7 = tail call i64 @inv_q29_mult(i64 %6, i64 %6)
%8 = add i64 %5, -1073741824
%9 = add i64 %8, %7
store i64 %9, i64* %1
%10 = load i64, i64* %3
%11 = getelementptr inbounds i64, i64* %0, i64 2
%12 = load i64, i64* %11
%13 = tail call i64 @inv_q29_mult(i64 %10, i64 %12)
%14 = getelementptr inbounds i64, i64* %0, i64 3
%15 = load i64, i64* %14
%16 = load i64, i64* %0
%17 = tail call i64 @inv_q29_mult(i64 %15, i64 %16)
%18 = sub nsw i64 %13, %17
%19 = getelementptr inbounds i64, i64* %1, i64 1
store i64 %18, i64* %19
%20 = load i64, i64* %3
%21 = load i64, i64* %14
%22 = tail call i64 @inv_q29_mult(i64 %20, i64 %21)
%23 = load i64, i64* %11
%24 = load i64, i64* %0
%25 = tail call i64 @inv_q29_mult(i64 %23, i64 %24)
%26 = add nsw i64 %25, %22
%27 = getelementptr inbounds i64, i64* %1, i64 2
store i64 %26, i64* %27
%28 = load i64, i64* %3
%29 = load i64, i64* %11
%30 = tail call i64 @inv_q29_mult(i64 %28, i64 %29)
%31 = load i64, i64* %14
%32 = load i64, i64* %0
%33 = tail call i64 @inv_q29_mult(i64 %31, i64 %32)
%34 = add nsw i64 %33, %30
%35 = getelementptr inbounds i64, i64* %1, i64 3
store i64 %34, i64* %35
%36 = load i64, i64* %11
%37 = tail call i64 @inv_q29_mult(i64 %36, i64 %36)
%38 = load i64, i64* %0
%39 = tail call i64 @inv_q29_mult(i64 %38, i64 %38)
%40 = add i64 %37, -1073741824
%41 = add i64 %40, %39
%42 = getelementptr inbounds i64, i64* %1, i64 4
store i64 %41, i64* %42
%43 = load i64, i64* %11
%44 = load i64, i64* %14
%45 = tail call i64 @inv_q29_mult(i64 %43, i64 %44)
%46 = load i64, i64* %3
%47 = load i64, i64* %0
%48 = tail call i64 @inv_q29_mult(i64 %46, i64 %47)
%49 = sub nsw i64 %45, %48
%50 = getelementptr inbounds i64, i64* %1, i64 5
store i64 %49, i64* %50
%51 = load i64, i64* %3
%52 = load i64, i64* %14
%53 = tail call i64 @inv_q29_mult(i64 %51, i64 %52)
%54 = load i64, i64* %11
%55 = load i64, i64* %0
%56 = tail call i64 @inv_q29_mult(i64 %54, i64 %55)
%57 = sub nsw i64 %53, %56
%58 = getelementptr inbounds i64, i64* %1, i64 6
store i64 %57, i64* %58
%59 = load i64, i64* %11
%60 = load i64, i64* %14
%61 = tail call i64 @inv_q29_mult(i64 %59, i64 %60)
%62 = load i64, i64* %3
%63 = load i64, i64* %0
%64 = tail call i64 @inv_q29_mult(i64 %62, i64 %63)
%65 = add nsw i64 %64, %61
%66 = getelementptr inbounds i64, i64* %1, i64 7
store i64 %65, i64* %66
%67 = load i64, i64* %14
%68 = tail call i64 @inv_q29_mult(i64 %67, i64 %67)
%69 = load i64, i64* %0
%70 = tail call i64 @inv_q29_mult(i64 %69, i64 %69)
%71 = add i64 %68, -1073741824
%72 = add i64 %71, %70
%73 = getelementptr inbounds i64, i64* %1, i64 8
store i64 %72, i64* %73
ret void
}