#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 int uint64_t;

/* Variables and functions */
void threefish_subkey(int s, int words, uint64_t *key, uint64_t *tweak,
                      uint64_t *subkey) {
  for (int i = 0; i < words; i++)
    subkey[i] = key[(s + i) % (words + 1)];
  subkey[words - 3] += tweak[s % 3];
  subkey[words - 2] += tweak[(s + 1) % 3];
  subkey[words - 1] += s;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<threefish_subkey>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %esi,-0x8(%rbp)
mov    %rdx,-0x10(%rbp)
mov    %rcx,-0x18(%rbp)
mov    %r8,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
jge    1163 <threefish_subkey+0x63>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    -0x24(%rbp),%eax
mov    -0x8(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    -0x30(%rbp),%rax
movslq %edx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    111d <threefish_subkey+0x1d>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    $0x3,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    -0x40(%rbp),%rax
movslq %edx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%ecx
sub    $0x3,%ecx
movslq %ecx,%rcx
add    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    $0x3,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    -0x38(%rbp),%rax
movslq %edx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%ecx
sub    $0x2,%ecx
movslq %ecx,%rcx
add    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x4(%rbp),%edx
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
add    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<threefish_subkey>:
push   %r15
push   %r14
push   %rbx
test   %esi,%esi
jle    117b <threefish_subkey+0x7b>
mov    %rdx,%r9
lea    0x1(%rsi),%r11d
mov    %esi,%r14d
cmp    $0x1,%esi
jne    111c <threefish_subkey+0x1c>
xor    %ebx,%ebx
jmp    1163 <threefish_subkey+0x63>
mov    %r14d,%r15d
and    $0xfffffffe,%r15d
xor    %ebx,%ebx
mov    %edi,%r10d
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %r10d,%eax
cltd
idiv   %r11d
movslq %edx,%rax
mov    (%r9,%rax,4),%eax
mov    %eax,(%r8,%rbx,4)
lea    0x1(%r10),%eax
cltd
idiv   %r11d
movslq %edx,%rax
mov    (%r9,%rax,4),%eax
mov    %eax,0x4(%r8,%rbx,4)
add    $0x2,%rbx
add    $0x2,%r10d
cmp    %rbx,%r15
jne    1130 <threefish_subkey+0x30>
test   $0x1,%r14b
je     117b <threefish_subkey+0x7b>
lea    (%rbx,%rdi,1),%eax
cltd
idiv   %r11d
movslq %edx,%rax
mov    (%r9,%rax,4),%eax
mov    %eax,(%r8,%rbx,4)
movslq %edi,%rax
imul   $0x55555556,%rax,%rdx
mov    %rdx,%rdi
shr    $0x3f,%rdi
shr    $0x20,%rdx
add    %edi,%edx
lea    (%rdx,%rdx,2),%edx
mov    %eax,%edi
sub    %edx,%edi
movslq %edi,%rdx
mov    (%rcx,%rdx,4),%edx
movslq %esi,%rsi
add    %edx,-0xc(%r8,%rsi,4)
lea    0x1(%rax),%edx
movslq %edx,%rdx
imul   $0x55555556,%rdx,%rdx
mov    %rdx,%rdi
shr    $0x3f,%rdi
shr    $0x20,%rdx
add    %edi,%edx
lea    (%rdx,%rdx,2),%edx
neg    %edx
add    %eax,%edx
add    $0x1,%edx
movslq %edx,%rdx
mov    (%rcx,%rdx,4),%ecx
add    %ecx,-0x8(%r8,%rsi,4)
add    %eax,-0x4(%r8,%rsi,4)
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %r15
ret

LLVM IR (-O0):
define void @threefish_subkey(i32 %0, i32 %1, i32* %2, i32* %3, i32* %4) {
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32*
%9 = alloca i32*
%10 = alloca i32*
%11 = alloca i32
store i32 %0, i32* %6
store i32 %1, i32* %7
store i32* %2, i32** %8
store i32* %3, i32** %9
store i32* %4, i32** %10
store i32 0, i32* %11
br label %12
12: ; preds = %31, %5
%13 = load i32, i32* %11
%14 = load i32, i32* %7
%15 = icmp slt i32 %13, %14
br i1 %15, label %16, label %34
16: ; preds = %12
%17 = load i32*, i32** %8
%18 = load i32, i32* %6
%19 = load i32, i32* %11
%20 = add nsw i32 %18, %19
%21 = load i32, i32* %7
%22 = add nsw i32 %21, 1
%23 = srem i32 %20, %22
%24 = sext i32 %23 to i64
%25 = getelementptr inbounds i32, i32* %17, i64 %24
%26 = load i32, i32* %25
%27 = load i32*, i32** %10
%28 = load i32, i32* %11
%29 = sext i32 %28 to i64
%30 = getelementptr inbounds i32, i32* %27, i64 %29
store i32 %26, i32* %30
br label %31
31: ; preds = %16
%32 = load i32, i32* %11
%33 = add nsw i32 %32, 1
store i32 %33, i32* %11
br label %12
34: ; preds = %12
%35 = load i32*, i32** %9
%36 = load i32, i32* %6
%37 = srem i32 %36, 3
%38 = sext i32 %37 to i64
%39 = getelementptr inbounds i32, i32* %35, i64 %38
%40 = load i32, i32* %39
%41 = load i32*, i32** %10
%42 = load i32, i32* %7
%43 = sub nsw i32 %42, 3
%44 = sext i32 %43 to i64
%45 = getelementptr inbounds i32, i32* %41, i64 %44
%46 = load i32, i32* %45
%47 = add nsw i32 %46, %40
store i32 %47, i32* %45
%48 = load i32*, i32** %9
%49 = load i32, i32* %6
%50 = add nsw i32 %49, 1
%51 = srem i32 %50, 3
%52 = sext i32 %51 to i64
%53 = getelementptr inbounds i32, i32* %48, i64 %52
%54 = load i32, i32* %53
%55 = load i32*, i32** %10
%56 = load i32, i32* %7
%57 = sub nsw i32 %56, 2
%58 = sext i32 %57 to i64
%59 = getelementptr inbounds i32, i32* %55, i64 %58
%60 = load i32, i32* %59
%61 = add nsw i32 %60, %54
store i32 %61, i32* %59
%62 = load i32, i32* %6
%63 = load i32*, i32** %10
%64 = load i32, i32* %7
%65 = sub nsw i32 %64, 1
%66 = sext i32 %65 to i64
%67 = getelementptr inbounds i32, i32* %63, i64 %66
%68 = load i32, i32* %67
%69 = add nsw i32 %68, %62
store i32 %69, i32* %67
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @threefish_subkey(i32 %0, i32 %1, i32* nocapture %2, i32* nocapture %3, i32* nocapture %4) {
%6 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %6, label %7, label %25
7: ; preds = %5
%8 = add nuw nsw i32 %1, 1
%9 = zext i32 %1 to i64
%10 = and i64 %9, 1
%11 = icmp eq i32 %1, 1
br i1 %11, label %14, label %12
12: ; preds = %7
%13 = and i64 %9, 4294967294
br label %50
14: ; preds = %50, %7
%15 = phi i64 [ 0, %7 ], [ %68, %50 ]
%16 = icmp eq i64 %10, 0
br i1 %16, label %25, label %17
17: ; preds = %14
%18 = trunc i64 %15 to i32
%19 = add i32 %18, %0
%20 = srem i32 %19, %8
%21 = sext i32 %20 to i64
%22 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %21
%23 = load i32, i32* %22
%24 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %15
store i32 %23, i32* %24
br label %25
25: ; preds = %17, %14, %5
%26 = srem i32 %0, 3
%27 = sext i32 %26 to i64
%28 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 %27
%29 = load i32, i32* %28
%30 = add nsw i32 %1, -3
%31 = sext i32 %30 to i64
%32 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %31
%33 = load i32, i32* %32
%34 = add nsw i32 %33, %29
store i32 %34, i32* %32
%35 = add nsw i32 %0, 1
%36 = srem i32 %35, 3
%37 = sext i32 %36 to i64
%38 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 %37
%39 = load i32, i32* %38
%40 = add nsw i32 %1, -2
%41 = sext i32 %40 to i64
%42 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %41
%43 = load i32, i32* %42
%44 = add nsw i32 %43, %39
store i32 %44, i32* %42
%45 = add nsw i32 %1, -1
%46 = sext i32 %45 to i64
%47 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %46
%48 = load i32, i32* %47
%49 = add nsw i32 %48, %0
store i32 %49, i32* %47
ret void
50: ; preds = %50, %12
%51 = phi i64 [ 0, %12 ], [ %68, %50 ]
%52 = phi i64 [ 0, %12 ], [ %69, %50 ]
%53 = trunc i64 %51 to i32
%54 = add i32 %53, %0
%55 = srem i32 %54, %8
%56 = sext i32 %55 to i64
%57 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %56
%58 = load i32, i32* %57
%59 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %51
store i32 %58, i32* %59
%60 = or i64 %51, 1
%61 = trunc i64 %60 to i32
%62 = add i32 %61, %0
%63 = srem i32 %62, %8
%64 = sext i32 %63 to i64
%65 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %64
%66 = load i32, i32* %65
%67 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %60
store i32 %66, i32* %67
%68 = add nuw nsw i64 %51, 2
%69 = add i64 %52, 2
%70 = icmp eq i64 %69, %13
br i1 %70, label %14, label %50
}