int mp_invisqrt(int n, int radix, int in, int out[], int tmp1[], int tmp2[],
                int nfft, double tmp1fft[], double tmp2fft[]) {
  int mp_get_nfft_init(int radix, int nfft_max);
  void mp_invisqrt_init(int n, int radix, int in, int out[]);
  int mp_invisqrt_newton(int n, int radix, int in, int inout[], int tmp1[],
                         int tmp2[], int nfft, double tmp1fft[],
                         double tmp2fft[]);
  int n_nwt, nfft_nwt, thr, prc;
  if (in <= 0) {
    return -1;
  }
  nfft_nwt = mp_get_nfft_init(radix, nfft);
  n_nwt = nfft_nwt + 2;
  if (n_nwt > n) {
    n_nwt = n;
  }
  mp_invisqrt_init(n_nwt, radix, in, out);
  thr = 8;
  do {
    n_nwt = nfft_nwt + 2;
    if (n_nwt > n) {
      n_nwt = n;
    }
    prc = mp_invisqrt_newton(n_nwt, radix, in, out, tmp1, tmp2, nfft_nwt,
                             tmp1fft, tmp2fft);
    if (thr * nfft_nwt >= nfft) {
      thr = 0;
      if (2 * prc <= n_nwt - 2) {
        nfft_nwt >>= 1;
      }
    } else {
      if (3 * prc < n_nwt - 2) {
        nfft_nwt >>= 1;
      }
    }
    nfft_nwt <<= 1;
  } while (nfft_nwt <= nfft);
  return 0;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<mp_invisqrt>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x50,%rsp
mov    0x20(%rbp),%rax
mov    0x18(%rbp),%rax
mov    0x10(%rbp),%eax
mov    %edi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
mov    %rcx,-0x18(%rbp)
mov    %r8,-0x20(%rbp)
mov    %r9,-0x28(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x10(%rbp)
jg     116e <mp_invisqrt+0x3e>
movl   $0xffffffff,-0x4(%rbp)
jmp    1277 <mp_invisqrt+0x147>
mov    -0xc(%rbp),%edi
mov    0x10(%rbp),%esi
call   1030 <mp_get_nfft_init@plt>
mov    %eax,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%eax
add    $0x2,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
jle    1197 <mp_invisqrt+0x67>
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%edi
mov    -0xc(%rbp),%esi
mov    -0x10(%rbp),%edx
mov    -0x18(%rbp),%rcx
call   1040 <mp_invisqrt_init@plt>
movl   $0x8,-0x34(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%eax
add    $0x2,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
jle    11cb <mp_invisqrt+0x9b>
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%edi
mov    -0xc(%rbp),%esi
mov    -0x10(%rbp),%edx
mov    -0x18(%rbp),%rcx
mov    -0x20(%rbp),%r8
mov    -0x28(%rbp),%r9
mov    -0x30(%rbp),%r11d
mov    0x18(%rbp),%r10
mov    0x20(%rbp),%rax
mov    %r11d,(%rsp)
mov    %r10,0x8(%rsp)
mov    %rax,0x10(%rsp)
call   1050 <mp_invisqrt_newton@plt>
mov    %eax,-0x38(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
imul   -0x30(%rbp),%eax
cmp    0x10(%rbp),%eax
jl     123b <mp_invisqrt+0x10b>
movl   $0x0,-0x34(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%eax
shl    $0x1,%eax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
sub    $0x2,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jg     1236 <mp_invisqrt+0x106>
mov    -0x30(%rbp),%eax
sar    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
jmp    125b <mp_invisqrt+0x12b>
imul   $0x3,-0x38(%rbp),%eax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
sub    $0x2,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    1256 <mp_invisqrt+0x126>
mov    -0x30(%rbp),%eax
sar    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
jmp    125b <mp_invisqrt+0x12b>
mov    -0x30(%rbp),%eax
shl    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%eax
cmp    0x10(%rbp),%eax
jle    11b0 <mp_invisqrt+0x80>
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x50,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<mp_invisqrt>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x18,%rsp
mov    %r9,0x10(%rsp)
mov    %r8,0x8(%rsp)
test   %edx,%edx
jle    1212 <mp_invisqrt+0xe2>
mov    %rcx,%r14
mov    %edx,%r13d
mov    %esi,%r12d
mov    %edi,%ebx
mov    0x50(%rsp),%ebp
mov    %esi,%edi
mov    %ebp,%esi
call   1030 <mp_get_nfft_init@plt>
mov    %eax,%r15d
lea    0x2(%r15),%edi
cmp    %ebx,%edi
cmovg  %ebx,%edi
mov    %r12d,0x4(%rsp)
mov    %r12d,%esi
mov    %r13d,(%rsp)
mov    %r13d,%edx
mov    %r14,%r13
mov    %r14,%rcx
call   1040 <mp_invisqrt_init@plt>
mov    $0x8,%r14d
jmp    11b8 <mp_invisqrt+0x88>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
lea    (%rax,%rax,2),%eax
add    $0xfffffffe,%r12d
cmp    %r12d,%eax
setl   %cl
sar    %cl,%r15d
add    %r15d,%r15d
cmp    %ebp,%r15d
jg     120e <mp_invisqrt+0xde>
lea    0x2(%r15),%r12d
cmp    %ebx,%r12d
cmovg  %ebx,%r12d
sub    $0x8,%rsp
mov    %r12d,%edi
mov    0xc(%rsp),%esi
mov    0x8(%rsp),%edx
mov    %r13,%rcx
mov    0x10(%rsp),%r8
mov    0x18(%rsp),%r9
push   0x68(%rsp)
push   0x68(%rsp)
push   %r15
call   1050 <mp_invisqrt_newton@plt>
add    $0x20,%rsp
mov    %r14d,%ecx
imul   %r15d,%ecx
cmp    %ebp,%ecx
jl     11a0 <mp_invisqrt+0x70>
add    %eax,%eax
add    $0xfffffffe,%r12d
cmp    %r12d,%eax
setle  %cl
xor    %r14d,%r14d
jmp    11ad <mp_invisqrt+0x7d>
xor    %eax,%eax
jmp    1217 <mp_invisqrt+0xe7>
mov    $0xffffffff,%eax
add    $0x18,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

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

LLVM IR (-O2):
define i32 @mp_invisqrt(i32 %0, i32 %1, i32 %2, i32* %3, i32* %4, i32* %5, i32 %6, double* %7, double* %8) {
%10 = icmp slt i32 %2, 1
br i1 %10, label %40, label %11
11: ; preds = %9
%12 = tail call i32 @mp_get_nfft_init(i32 %1, i32 %6)
%13 = add nsw i32 %12, 2
%14 = icmp sgt i32 %13, %0
%15 = select i1 %14, i32 %0, i32 %13
tail call void @mp_invisqrt_init(i32 %15, i32 %1, i32 %2, i32* %3)
br label %16
16: ; preds = %33, %11
%17 = phi i32 [ %12, %11 ], [ %38, %33 ]
%18 = phi i32 [ 8, %11 ], [ %35, %33 ]
%19 = add nsw i32 %17, 2
%20 = icmp sgt i32 %19, %0
%21 = select i1 %20, i32 %0, i32 %19
%22 = tail call i32 @mp_invisqrt_newton(i32 %21, i32 %1, i32 %2, i32* %3, i32* %4, i32* %5, i32 %17, double* %7, double* %8)
%23 = mul nsw i32 %18, %17
%24 = icmp slt i32 %23, %6
br i1 %24, label %29, label %25
25: ; preds = %16
%26 = shl nsw i32 %22, 1
%27 = add nsw i32 %21, -2
%28 = icmp sle i32 %26, %27
br label %33
29: ; preds = %16
%30 = mul nsw i32 %22, 3
%31 = add nsw i32 %21, -2
%32 = icmp slt i32 %30, %31
br label %33
33: ; preds = %29, %25
%34 = phi i1 [ %28, %25 ], [ %32, %29 ]
%35 = phi i32 [ 0, %25 ], [ %18, %29 ]
%36 = zext i1 %34 to i32
%37 = ashr i32 %17, %36
%38 = shl i32 %37, 1
%39 = icmp sgt i32 %38, %6
br i1 %39, label %40, label %16
40: ; preds = %33, %9
%41 = phi i32 [ -1, %9 ], [ 0, %33 ]
ret i32 %41
}