#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 mod(int, int);
unsigned char *rho(unsigned char *m, unsigned char *mp, int w) {
  for (int i = 0; i < (w * 25 / 8); i++) {
    mp[i] = 0x00;
  }
  for (int z = 0; z < w; z++) {
    mp[z / 8] |= ((m[z / 8] >> (z % 8)) & 1) << (z % 8);
  }
  int x = 1;
  int y = 0;
  for (int t = 0; t < 23; t++) {
    for (int z = 0; z < w; z++) {
      int ind = (w * (5 * y + x) + z);
      mp[ind / 8] |= ((m[(ind - mod(((t + 1) * (t + 2)) / 2, w)) / 8] >>
                           ((ind - mod(((t + 1) * (t + 2)) / 2, w)) % 8) &
                       1)
                      << (ind % 8));
    }
    int tmp = x;
    x = y;
    y = (2 * tmp + 3 * y) % 5;
  }
  return mp;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<rho>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x70,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x38(%rbp)
imul   $0x19,-0x14(%rbp),%eax
mov    $0x8,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%ecx
mov    -0x38(%rbp),%eax
cmp    %ecx,%eax
jge    1163 <rho+0x53>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
movb   $0x0,(%rax,%rcx,1)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    112a <rho+0x1a>
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    11ea <rho+0xda>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x48(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    $0x8,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%ecx
mov    -0x48(%rbp),%rax
movslq %ecx,%rcx
movzbl (%rax,%rcx,1),%esi
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    $0x8,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %edx,%ecx
sar    %cl,%esi
and    $0x1,%esi
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    $0x8,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %edx,%ecx
shl    %cl,%esi
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    $0x8,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%ecx
mov    -0x40(%rbp),%rax
movslq %ecx,%rcx
movzbl (%rax,%rcx,1),%edx
or     %esi,%edx
mov    %dl,(%rax,%rcx,1)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    116a <rho+0x5a>
movl   $0x1,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
movl   $0x0,-0x28(%rbp)
cmpl   $0x17,-0x28(%rbp)
jge    1330 <rho+0x220>
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    12ff <rho+0x1ef>
mov    -0x14(%rbp),%eax
imul   $0x5,-0x24(%rbp),%ecx
add    -0x20(%rbp),%ecx
imul   %ecx,%eax
add    -0x2c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x60(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x64(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    -0x28(%rbp),%ecx
add    $0x2,%ecx
imul   %ecx,%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%edi
mov    -0x14(%rbp),%esi
call   1030 <mod@plt>
mov    %eax,%ecx
mov    -0x64(%rbp),%eax
sub    %ecx,%eax
mov    $0x8,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%ecx
mov    -0x60(%rbp),%rax
movslq %ecx,%rcx
movzbl (%rax,%rcx,1),%eax
mov    %eax,-0x58(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x54(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    -0x28(%rbp),%ecx
add    $0x2,%ecx
imul   %ecx,%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%edi
mov    -0x14(%rbp),%esi
call   1030 <mod@plt>
mov    -0x58(%rbp),%esi
mov    %eax,%ecx
mov    -0x54(%rbp),%eax
sub    %ecx,%eax
mov    $0x8,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %edx,%ecx
sar    %cl,%esi
and    $0x1,%esi
mov    -0x30(%rbp),%eax
mov    $0x8,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %edx,%ecx
shl    %cl,%esi
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x50(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%eax
mov    $0x8,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%ecx
mov    -0x50(%rbp),%rax
movslq %ecx,%rcx
movzbl (%rax,%rcx,1),%edx
or     %esi,%edx
mov    %dl,(%rax,%rcx,1)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    1210 <rho+0x100>
mov    -0x20(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
shl    $0x1,%eax
imul   $0x3,-0x24(%rbp),%ecx
add    %ecx,%eax
mov    $0x5,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %edx,-0x24(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    11ff <rho+0xef>
mov    -0x10(%rbp),%rax
add    $0x70,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<rho>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x28,%rsp
mov    %edx,%r12d
mov    %rdi,%r14
lea    (%r12,%r12,4),%eax
lea    (%rax,%rax,4),%edx
cmp    $0x8,%edx
mov    %rsi,0x10(%rsp)
jl     115e <rho+0x3e>
shr    $0x3,%edx
add    $0xffffffff,%edx
add    $0x1,%rdx
mov    %rsi,%rdi
xor    %esi,%esi
call   1040 <memset@plt>
mov    0x10(%rsp),%rsi
test   %r12d,%r12d
jle    11dc <rho+0xbc>
xor    %eax,%eax
cmp    $0x1,%r12d
je     11bc <rho+0x9c>
mov    %r12d,%edx
and    $0xfffffffe,%edx
xor    %eax,%eax
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
mov    %eax,%ebx
shr    $0x3,%rbx
movzbl (%r14,%rbx,1),%edi
mov    %eax,%ecx
and    $0x6,%cl
shr    %cl,%edi
and    $0x1,%edi
shl    %cl,%edi
or     (%rsi,%rbx,1),%dil
mov    %dil,(%rsi,%rbx,1)
movzbl (%r14,%rbx,1),%ebp
or     $0x1,%cl
shr    %cl,%ebp
and    $0x1,%ebp
shl    %cl,%ebp
or     %dil,%bpl
mov    %bpl,(%rsi,%rbx,1)
add    $0x2,%eax
cmp    %eax,%edx
jne    1180 <rho+0x60>
test   $0x1,%r12b
je     11dc <rho+0xbc>
mov    %eax,%edx
shr    $0x3,%rdx
movzbl (%r14,%rdx,1),%edi
and    $0x7,%al
mov    %eax,%ecx
shr    %cl,%edi
and    $0x1,%edi
shl    %cl,%edi
or     %dil,(%rsi,%rdx,1)
mov    $0x1,%ecx
xor    %ebx,%ebx
xor    %eax,%eax
jmp    1223 <rho+0x103>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%ebx
mov    %ebx,%ebp
lea    (%rdi,%rdi,2),%eax
lea    (%rax,%rcx,2),%eax
cltq
imul   $0x66666667,%rax,%rcx
mov    %rcx,%rdx
shr    $0x3f,%rdx
sar    $0x21,%rcx
add    %edx,%ecx
lea    (%rcx,%rcx,4),%ecx
sub    %ecx,%eax
mov    %ebp,%ebx
mov    %edi,%ecx
cmp    $0x17,%ebp
je     12d8 <rho+0x1b8>
mov    %eax,%edi
test   %r12d,%r12d
jle    11f0 <rho+0xd0>
mov    %rdi,0x20(%rsp)
lea    (%rdi,%rdi,4),%r13d
mov    %rcx,0x18(%rsp)
add    %ecx,%r13d
imul   %r12d,%r13d
lea    0x1(%rbx),%eax
add    $0x2,%ebx
mov    %eax,0xc(%rsp)
imul   %eax,%ebx
shr    %ebx
mov    %r12d,%ebp
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %ebx,%edi
mov    %r12d,%esi
call   1030 <mod@plt>
mov    %r13d,%ecx
sub    %eax,%ecx
lea    0x7(%rcx),%eax
test   %ecx,%ecx
cmovns %ecx,%eax
sar    $0x3,%eax
cltq
movzbl (%r14,%rax,1),%r15d
mov    %ebx,%edi
mov    %r12d,%esi
call   1030 <mod@plt>
mov    0x10(%rsp),%rsi
mov    %r13d,%ecx
sub    %eax,%ecx
and    $0x7,%cl
shr    %cl,%r15d
and    $0x1,%r15d
mov    %r13d,%ecx
and    $0x7,%cl
shl    %cl,%r15d
lea    0x7(%r13),%eax
test   %r13d,%r13d
cmovns %r13d,%eax
sar    $0x3,%eax
cltq
or     %r15b,(%rsi,%rax,1)
add    $0x1,%r13d
add    $0xffffffff,%ebp
jne    1260 <rho+0x140>
mov    0x20(%rsp),%rdi
mov    0x18(%rsp),%rcx
mov    0xc(%rsp),%ebp
jmp    11f5 <rho+0xd5>
mov    %rsi,%rax
add    $0x28,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define i8* @rho(i8* %0, i8* %1, i32 %2) {
%4 = alloca i8*
%5 = alloca i8*
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
%13 = alloca i32
%14 = alloca i32
store i8* %0, i8** %4
store i8* %1, i8** %5
store i32 %2, i32* %6
store i32 0, i32* %7
br label %15
15: ; preds = %26, %3
%16 = load i32, i32* %7
%17 = load i32, i32* %6
%18 = mul nsw i32 %17, 25
%19 = sdiv i32 %18, 8
%20 = icmp slt i32 %16, %19
br i1 %20, label %21, label %29
21: ; preds = %15
%22 = load i8*, i8** %5
%23 = load i32, i32* %7
%24 = sext i32 %23 to i64
%25 = getelementptr inbounds i8, i8* %22, i64 %24
store i8 0, i8* %25
br label %26
26: ; preds = %21
%27 = load i32, i32* %7
%28 = add nsw i32 %27, 1
store i32 %28, i32* %7
br label %15
29: ; preds = %15
store i32 0, i32* %8
br label %30
30: ; preds = %58, %29
%31 = load i32, i32* %8
%32 = load i32, i32* %6
%33 = icmp slt i32 %31, %32
br i1 %33, label %34, label %61
34: ; preds = %30
%35 = load i8*, i8** %4
%36 = load i32, i32* %8
%37 = sdiv i32 %36, 8
%38 = sext i32 %37 to i64
%39 = getelementptr inbounds i8, i8* %35, i64 %38
%40 = load i8, i8* %39
%41 = zext i8 %40 to i32
%42 = load i32, i32* %8
%43 = srem i32 %42, 8
%44 = ashr i32 %41, %43
%45 = and i32 %44, 1
%46 = load i32, i32* %8
%47 = srem i32 %46, 8
%48 = shl i32 %45, %47
%49 = load i8*, i8** %5
%50 = load i32, i32* %8
%51 = sdiv i32 %50, 8
%52 = sext i32 %51 to i64
%53 = getelementptr inbounds i8, i8* %49, i64 %52
%54 = load i8, i8* %53
%55 = zext i8 %54 to i32
%56 = or i32 %55, %48
%57 = trunc i32 %56 to i8
store i8 %57, i8* %53
br label %58
58: ; preds = %34
%59 = load i32, i32* %8
%60 = add nsw i32 %59, 1
store i32 %60, i32* %8
br label %30
61: ; preds = %30
store i32 1, i32* %9
store i32 0, i32* %10
store i32 0, i32* %11
br label %62
62: ; preds = %132, %61
%63 = load i32, i32* %11
%64 = icmp slt i32 %63, 23
br i1 %64, label %65, label %135
65: ; preds = %62
store i32 0, i32* %12
br label %66
66: ; preds = %120, %65
%67 = load i32, i32* %12
%68 = load i32, i32* %6
%69 = icmp slt i32 %67, %68
br i1 %69, label %70, label %123
70: ; preds = %66
%71 = load i32, i32* %6
%72 = load i32, i32* %10
%73 = mul nsw i32 5, %72
%74 = load i32, i32* %9
%75 = add nsw i32 %73, %74
%76 = mul nsw i32 %71, %75
%77 = load i32, i32* %12
%78 = add nsw i32 %76, %77
store i32 %78, i32* %13
%79 = load i8*, i8** %4
%80 = load i32, i32* %13
%81 = load i32, i32* %11
%82 = add nsw i32 %81, 1
%83 = load i32, i32* %11
%84 = add nsw i32 %83, 2
%85 = mul nsw i32 %82, %84
%86 = sdiv i32 %85, 2
%87 = load i32, i32* %6
%88 = call i32 @mod(i32 %86, i32 %87)
%89 = sub nsw i32 %80, %88
%90 = sdiv i32 %89, 8
%91 = sext i32 %90 to i64
%92 = getelementptr inbounds i8, i8* %79, i64 %91
%93 = load i8, i8* %92
%94 = zext i8 %93 to i32
%95 = load i32, i32* %13
%96 = load i32, i32* %11
%97 = add nsw i32 %96, 1
%98 = load i32, i32* %11
%99 = add nsw i32 %98, 2
%100 = mul nsw i32 %97, %99
%101 = sdiv i32 %100, 2
%102 = load i32, i32* %6
%103 = call i32 @mod(i32 %101, i32 %102)
%104 = sub nsw i32 %95, %103
%105 = srem i32 %104, 8
%106 = ashr i32 %94, %105
%107 = and i32 %106, 1
%108 = load i32, i32* %13
%109 = srem i32 %108, 8
%110 = shl i32 %107, %109
%111 = load i8*, i8** %5
%112 = load i32, i32* %13
%113 = sdiv i32 %112, 8
%114 = sext i32 %113 to i64
%115 = getelementptr inbounds i8, i8* %111, i64 %114
%116 = load i8, i8* %115
%117 = zext i8 %116 to i32
%118 = or i32 %117, %110
%119 = trunc i32 %118 to i8
store i8 %119, i8* %115
br label %120
120: ; preds = %70
%121 = load i32, i32* %12
%122 = add nsw i32 %121, 1
store i32 %122, i32* %12
br label %66
123: ; preds = %66
%124 = load i32, i32* %9
store i32 %124, i32* %14
%125 = load i32, i32* %10
store i32 %125, i32* %9
%126 = load i32, i32* %14
%127 = mul nsw i32 2, %126
%128 = load i32, i32* %10
%129 = mul nsw i32 3, %128
%130 = add nsw i32 %127, %129
%131 = srem i32 %130, 5
store i32 %131, i32* %10
br label %132
132: ; preds = %123
%133 = load i32, i32* %11
%134 = add nsw i32 %133, 1
store i32 %134, i32* %11
br label %62
135: ; preds = %62
%136 = load i8*, i8** %5
ret i8* %136
}

LLVM IR (-O2):
define i8* @rho(i8* nocapture %0, i8* returned %1, i32 %2) {
%4 = mul nsw i32 %2, 25
%5 = icmp sgt i32 %4, 7
br i1 %5, label %6, label %11
6: ; preds = %3
%7 = lshr i32 %4, 3
%8 = add nsw i32 %7, -1
%9 = zext i32 %8 to i64
%10 = add nuw nsw i64 %9, 1
br label %11
11: ; preds = %6, %3
%12 = icmp sgt i32 %2, 0
br i1 %12, label %13, label %68
13: ; preds = %11
%14 = and i32 %2, 1
%15 = icmp eq i32 %2, 1
br i1 %15, label %51, label %16
16: ; preds = %13
%17 = and i32 %2, -2
br label %18
18: ; preds = %18, %16
%19 = phi i32 [ 0, %16 ], [ %48, %18 ]
%20 = phi i32 [ 0, %16 ], [ %49, %18 ]
%21 = lshr i32 %19, 3
%22 = zext i32 %21 to i64
%23 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %22
%24 = load i8, i8* %23
%25 = zext i8 %24 to i32
%26 = and i32 %19, 6
%27 = lshr i32 %25, %26
%28 = and i32 %27, 1
%29 = shl nuw nsw i32 %28, %26
%30 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 %22
%31 = load i8, i8* %30
%32 = trunc i32 %29 to i8
%33 = or i8 %31, %32
store i8 %33, i8* %30
%34 = lshr i32 %19, 3
%35 = zext i32 %34 to i64
%36 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %35
%37 = load i8, i8* %36
%38 = zext i8 %37 to i32
%39 = and i32 %19, 6
%40 = or i32 %39, 1
%41 = lshr i32 %38, %40
%42 = and i32 %41, 1
%43 = shl nuw nsw i32 %42, %40
%44 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 %35
%45 = load i8, i8* %44
%46 = trunc i32 %43 to i8
%47 = or i8 %45, %46
store i8 %47, i8* %44
%48 = add nuw nsw i32 %19, 2
%49 = add i32 %20, 2
%50 = icmp eq i32 %49, %17
br i1 %50, label %51, label %18
51: ; preds = %18, %13
%52 = phi i32 [ 0, %13 ], [ %48, %18 ]
%53 = icmp eq i32 %14, 0
br i1 %53, label %68, label %54
54: ; preds = %51
%55 = lshr i32 %52, 3
%56 = zext i32 %55 to i64
%57 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %56
%58 = load i8, i8* %57
%59 = zext i8 %58 to i32
%60 = and i32 %52, 7
%61 = lshr i32 %59, %60
%62 = and i32 %61, 1
%63 = shl nuw nsw i32 %62, %60
%64 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 %56
%65 = load i8, i8* %64
%66 = trunc i32 %63 to i8
%67 = or i8 %65, %66
store i8 %67, i8* %64
br label %68
68: ; preds = %54, %51, %11
br label %69
69: ; preds = %68, %84
%70 = phi i32 [ %85, %84 ], [ 0, %68 ]
%71 = phi i32 [ %89, %84 ], [ 0, %68 ]
%72 = phi i32 [ %71, %84 ], [ 1, %68 ]
br i1 %12, label %75, label %73
73: ; preds = %69
%74 = add nuw nsw i32 %70, 1
br label %84
75: ; preds = %69
%76 = mul nsw i32 %71, 5
%77 = add nsw i32 %76, %72
%78 = mul nsw i32 %77, %2
%79 = add nuw nsw i32 %70, 1
%80 = add nuw nsw i32 %70, 2
%81 = mul nsw i32 %79, %80
%82 = lshr i32 %81, 1
br label %91
83: ; preds = %84
ret i8* %1
84: ; preds = %91, %73
%85 = phi i32 [ %74, %73 ], [ %79, %91 ]
%86 = shl nsw i32 %72, 1
%87 = mul nsw i32 %71, 3
%88 = add nsw i32 %87, %86
%89 = srem i32 %88, 5
%90 = icmp eq i32 %85, 23
br i1 %90, label %83, label %69
91: ; preds = %75, %91
%92 = phi i32 [ 0, %75 ], [ %114, %91 ]
%93 = add nsw i32 %92, %78
%94 = tail call i32 @mod(i32 %82, i32 %2)
%95 = sub nsw i32 %93, %94
%96 = sdiv i32 %95, 8
%97 = sext i32 %96 to i64
%98 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %97
%99 = load i8, i8* %98
%100 = zext i8 %99 to i32
%101 = tail call i32 @mod(i32 %82, i32 %2)
%102 = sub nsw i32 %93, %101
%103 = and i32 %102, 7
%104 = lshr i32 %100, %103
%105 = and i32 %104, 1
%106 = and i32 %93, 7
%107 = shl nuw nsw i32 %105, %106
%108 = sdiv i32 %93, 8
%109 = sext i32 %108 to i64
%110 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 %109
%111 = load i8, i8* %110
%112 = trunc i32 %107 to i8
%113 = or i8 %111, %112
store i8 %113, i8* %110
%114 = add nuw nsw i32 %92, 1
%115 = icmp eq i32 %114, %2
br i1 %115, label %84, label %91
}