int mp_invisqrt(int n, int radix, int in, int out[], int tmp1[], int tmp2[],
                int nfft, double tmp1fft[], double tmp2fft[], int ip[],
                double w[]) {
  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 ip[], double w[]);
  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, ip, w);
    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
push   %r14
push   %rbx
sub    $0x60,%rsp
mov    0x30(%rbp),%rax
mov    0x28(%rbp),%rax
mov    0x20(%rbp),%rax
mov    0x18(%rbp),%rax
mov    0x10(%rbp),%eax
mov    %edi,-0x18(%rbp)
mov    %esi,-0x1c(%rbp)
mov    %edx,-0x20(%rbp)
mov    %rcx,-0x28(%rbp)
mov    %r8,-0x30(%rbp)
mov    %r9,-0x38(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x20(%rbp)
jg     1179 <mp_invisqrt+0x49>
movl   $0xffffffff,-0x14(%rbp)
jmp    1294 <mp_invisqrt+0x164>
mov    -0x1c(%rbp),%edi
mov    0x10(%rbp),%esi
call   1030 <mp_get_nfft_init@plt>
mov    %eax,-0x40(%rbp)
mov    -0x40(%rbp),%eax
add    $0x2,%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jle    11a2 <mp_invisqrt+0x72>
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
mov    -0x3c(%rbp),%edi
mov    -0x1c(%rbp),%esi
mov    -0x20(%rbp),%edx
mov    -0x28(%rbp),%rcx
call   1040 <mp_invisqrt_init@plt>
movl   $0x8,-0x44(%rbp)
mov    -0x40(%rbp),%eax
add    $0x2,%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jle    11d6 <mp_invisqrt+0xa6>
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
mov    -0x3c(%rbp),%edi
mov    -0x1c(%rbp),%esi
mov    -0x20(%rbp),%edx
mov    -0x28(%rbp),%rcx
mov    -0x30(%rbp),%r8
mov    -0x38(%rbp),%r9
mov    -0x40(%rbp),%r14d
mov    0x18(%rbp),%rbx
mov    0x20(%rbp),%r11
mov    0x28(%rbp),%r10
mov    0x30(%rbp),%rax
mov    %r14d,(%rsp)
mov    %rbx,0x8(%rsp)
mov    %r11,0x10(%rsp)
mov    %r10,0x18(%rsp)
mov    %rax,0x20(%rsp)
call   1050 <mp_invisqrt_newton@plt>
mov    %eax,-0x48(%rbp)
mov    -0x44(%rbp),%eax
imul   -0x40(%rbp),%eax
cmp    0x10(%rbp),%eax
jl     1258 <mp_invisqrt+0x128>
movl   $0x0,-0x44(%rbp)
mov    -0x48(%rbp),%eax
shl    $0x1,%eax
mov    -0x3c(%rbp),%ecx
sub    $0x2,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jg     1253 <mp_invisqrt+0x123>
mov    -0x40(%rbp),%eax
sar    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x40(%rbp)
jmp    1278 <mp_invisqrt+0x148>
imul   $0x3,-0x48(%rbp),%eax
mov    -0x3c(%rbp),%ecx
sub    $0x2,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    1273 <mp_invisqrt+0x143>
mov    -0x40(%rbp),%eax
sar    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x40(%rbp)
jmp    1278 <mp_invisqrt+0x148>
mov    -0x40(%rbp),%eax
shl    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x40(%rbp)
mov    -0x40(%rbp),%eax
cmp    0x10(%rbp),%eax
jle    11bb <mp_invisqrt+0x8b>
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x60,%rsp
pop    %rbx
pop    %r14
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    121a <mp_invisqrt+0xea>
mov    %rcx,%r12
mov    %edx,%r13d
mov    %esi,%r14d
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    %r14d,0x4(%rsp)
mov    %r14d,%esi
mov    %r13d,(%rsp)
mov    %r13d,%edx
mov    %r12,%r14
mov    %r12,%rcx
call   1040 <mp_invisqrt_init@plt>
mov    $0x8,%r13d
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     1216 <mp_invisqrt+0xe6>
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    %r14,%rcx
mov    0x10(%rsp),%r8
mov    0x18(%rsp),%r9
push   0x78(%rsp)
push   0x78(%rsp)
push   0x78(%rsp)
push   0x78(%rsp)
push   %r15
call   1050 <mp_invisqrt_newton@plt>
add    $0x30,%rsp
mov    %r13d,%ecx
imul   %r15d,%ecx
cmp    %ebp,%ecx
jl     11a0 <mp_invisqrt+0x70>
add    %eax,%eax
add    $0xfffffffe,%r12d
cmp    %r12d,%eax
setle  %cl
xor    %r13d,%r13d
jmp    11ad <mp_invisqrt+0x7d>
xor    %eax,%eax
jmp    121f <mp_invisqrt+0xef>
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, i32* %9, double* %10) {
%12 = alloca i32
%13 = alloca i32
%14 = alloca i32
%15 = alloca i32
%16 = alloca i32*
%17 = alloca i32*
%18 = alloca i32*
%19 = alloca i32
%20 = alloca double*
%21 = alloca double*
%22 = alloca i32*
%23 = alloca double*
%24 = alloca i32
%25 = alloca i32
%26 = alloca i32
%27 = alloca i32
store i32 %0, i32* %13
store i32 %1, i32* %14
store i32 %2, i32* %15
store i32* %3, i32** %16
store i32* %4, i32** %17
store i32* %5, i32** %18
store i32 %6, i32* %19
store double* %7, double** %20
store double* %8, double** %21
store i32* %9, i32** %22
store double* %10, double** %23
%28 = load i32, i32* %15
%29 = icmp sle i32 %28, 0
br i1 %29, label %30, label %31
30: ; preds = %11
store i32 -1, i32* %12
br label %101
31: ; preds = %11
%32 = load i32, i32* %14
%33 = load i32, i32* %19
%34 = call i32 @mp_get_nfft_init(i32 %32, i32 %33)
store i32 %34, i32* %25
%35 = load i32, i32* %25
%36 = add nsw i32 %35, 2
store i32 %36, i32* %24
%37 = load i32, i32* %24
%38 = load i32, i32* %13
%39 = icmp sgt i32 %37, %38
br i1 %39, label %40, label %42
40: ; preds = %31
%41 = load i32, i32* %13
store i32 %41, i32* %24
br label %42
42: ; preds = %40, %31
%43 = load i32, i32* %24
%44 = load i32, i32* %14
%45 = load i32, i32* %15
%46 = load i32*, i32** %16
store i32 8, i32* %26
br label %47
47: ; preds = %96, %42
%48 = load i32, i32* %25
%49 = add nsw i32 %48, 2
store i32 %49, i32* %24
%50 = load i32, i32* %24
%51 = load i32, i32* %13
%52 = icmp sgt i32 %50, %51
br i1 %52, label %53, label %55
53: ; preds = %47
%54 = load i32, i32* %13
store i32 %54, i32* %24
br label %55
55: ; preds = %53, %47
%56 = load i32, i32* %24
%57 = load i32, i32* %14
%58 = load i32, i32* %15
%59 = load i32*, i32** %16
%60 = load i32*, i32** %17
%61 = load i32*, i32** %18
%62 = load i32, i32* %25
%63 = load double*, double** %20
%64 = load double*, double** %21
%65 = load i32*, i32** %22
%66 = load double*, double** %23
%67 = call i32 @mp_invisqrt_newton(i32 %56, i32 %57, i32 %58, i32* %59, i32* %60, i32* %61, i32 %62, double* %63, double* %64, i32* %65, double* %66)
store i32 %67, i32* %27
%68 = load i32, i32* %26
%69 = load i32, i32* %25
%70 = mul nsw i32 %68, %69
%71 = load i32, i32* %19
%72 = icmp sge i32 %70, %71
br i1 %72, label %73, label %83
73: ; preds = %55
store i32 0, i32* %26
%74 = load i32, i32* %27
%75 = mul nsw i32 2, %74
%76 = load i32, i32* %24
%77 = sub nsw i32 %76, 2
%78 = icmp sle i32 %75, %77
br i1 %78, label %79, label %82
79: ; preds = %73
%80 = load i32, i32* %25
%81 = ashr i32 %80, 1
store i32 %81, i32* %25
br label %82
82: ; preds = %79, %73
br label %93
83: ; preds = %55
%84 = load i32, i32* %27
%85 = mul nsw i32 3, %84
%86 = load i32, i32* %24
%87 = sub nsw i32 %86, 2
%88 = icmp slt i32 %85, %87
br i1 %88, label %89, label %92
89: ; preds = %83
%90 = load i32, i32* %25
%91 = ashr i32 %90, 1
store i32 %91, i32* %25
br label %92
92: ; preds = %89, %83
br label %93
93: ; preds = %92, %82
%94 = load i32, i32* %25
%95 = shl i32 %94, 1
store i32 %95, i32* %25
br label %96
96: ; preds = %93
%97 = load i32, i32* %25
%98 = load i32, i32* %19
%99 = icmp sle i32 %97, %98
br i1 %99, label %47, label %100
100: ; preds = %96
store i32 0, i32* %12
br label %101
101: ; preds = %100, %30
%102 = load i32, i32* %12
ret i32 %102
}

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, i32* %9, double* %10) {
%12 = icmp slt i32 %2, 1
br i1 %12, label %42, label %13
13: ; preds = %11
%14 = tail call i32 @mp_get_nfft_init(i32 %1, i32 %6)
%15 = add nsw i32 %14, 2
%16 = icmp sgt i32 %15, %0
%17 = select i1 %16, i32 %0, i32 %15
tail call void @mp_invisqrt_init(i32 %17, i32 %1, i32 %2, i32* %3)
br label %18
18: ; preds = %35, %13
%19 = phi i32 [ %14, %13 ], [ %40, %35 ]
%20 = phi i32 [ 8, %13 ], [ %37, %35 ]
%21 = add nsw i32 %19, 2
%22 = icmp sgt i32 %21, %0
%23 = select i1 %22, i32 %0, i32 %21
%24 = tail call i32 @mp_invisqrt_newton(i32 %23, i32 %1, i32 %2, i32* %3, i32* %4, i32* %5, i32 %19, double* %7, double* %8, i32* %9, double* %10)
%25 = mul nsw i32 %20, %19
%26 = icmp slt i32 %25, %6
br i1 %26, label %31, label %27
27: ; preds = %18
%28 = shl nsw i32 %24, 1
%29 = add nsw i32 %23, -2
%30 = icmp sle i32 %28, %29
br label %35
31: ; preds = %18
%32 = mul nsw i32 %24, 3
%33 = add nsw i32 %23, -2
%34 = icmp slt i32 %32, %33
br label %35
35: ; preds = %31, %27
%36 = phi i1 [ %30, %27 ], [ %34, %31 ]
%37 = phi i32 [ 0, %27 ], [ %20, %31 ]
%38 = zext i1 %36 to i32
%39 = ashr i32 %19, %38
%40 = shl i32 %39, 1
%41 = icmp sgt i32 %40, %6
br i1 %41, label %42, label %18
42: ; preds = %35, %11
%43 = phi i32 [ -1, %11 ], [ 0, %35 ]
ret i32 %43
}