#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 /*<<< orphan*/ bn_add_words(unsigned long *, unsigned long *,
                                unsigned long *, int);
unsigned long bn_mul_add_words(unsigned long *, unsigned long *, int,
                               unsigned long);
unsigned long bn_mul_words(unsigned long *, unsigned long *, int,
                           unsigned long);
int /*<<< orphan*/ bn_sqr_words(unsigned long *, unsigned long *, int);
void bn_sqr_normal(unsigned long *r, unsigned long *a, int n,
                   unsigned long *tmp) {
  int i, j, max;
  unsigned long *ap, *rp;
  max = n * 2;
  ap = a;
  rp = r;
  rp[0] = rp[max - 1] = 0;
  rp++;
  j = n;
  if (--j > 0) {
    ap++;
    rp[j] = bn_mul_words(rp, ap, j, ap[-1]);
    rp += 2;
  }
  for (i = n - 2; i > 0; i--) {
    j--;
    ap++;
    rp[j] = bn_mul_add_words(rp, ap, j, ap[-1]);
    rp += 2;
  }
  bn_add_words(r, r, r, max);
  bn_sqr_words(tmp, a, n);
  bn_add_words(r, r, tmp, max);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<bn_sqr_normal>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x40,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
shl    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
mov    -0x40(%rbp),%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movq   $0x0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x40(%rbp),%rax
movq   $0x0,(%rax)
mov    -0x40(%rbp),%rax
add    $0x8,%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
cmp    $0x0,%eax
jle    11f3 <bn_sqr_normal+0xb3>
mov    -0x38(%rbp),%rax
add    $0x8,%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    -0x40(%rbp),%rdi
mov    -0x38(%rbp),%rsi
mov    -0x28(%rbp),%edx
mov    -0x38(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rax),%rcx
call   1040 <bn_mul_words@plt>
mov    %rax,%rdx
mov    -0x40(%rbp),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x40(%rbp),%rax
add    $0x10,%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
sub    $0x2,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x24(%rbp)
jle    125c <bn_sqr_normal+0x11c>
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%rax
add    $0x8,%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    -0x40(%rbp),%rdi
mov    -0x38(%rbp),%rsi
mov    -0x28(%rbp),%edx
mov    -0x38(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rax),%rcx
call   1050 <bn_mul_add_words@plt>
mov    %rax,%rdx
mov    -0x40(%rbp),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x40(%rbp),%rax
add    $0x10,%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    11fc <bn_sqr_normal+0xbc>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x8(%rbp),%rsi
mov    -0x8(%rbp),%rdx
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
call   1060 <bn_add_words@plt>
mov    -0x20(%rbp),%rdi
mov    -0x10(%rbp),%rsi
mov    -0x14(%rbp),%edx
call   1030 <bn_sqr_words@plt>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x8(%rbp),%rsi
mov    -0x20(%rbp),%rdx
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
call   1060 <bn_add_words@plt>
add    $0x40,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<bn_sqr_normal>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x18,%rsp
mov    %rcx,0x10(%rsp)
mov    %edx,%r13d
mov    %rsi,(%rsp)
mov    %rdi,%rbx
lea    0x0(%r13,%r13,1),%eax
mov    %eax,0xc(%rsp)
cltq
movq   $0x0,-0x8(%rdi,%rax,8)
movq   $0x0,(%rdi)
cmp    $0x2,%edx
jl     11ff <bn_sqr_normal+0xbf>
lea    0x8(%rbx),%r14
lea    -0x1(%r13),%ebp
mov    (%rsp),%rax
lea    0x8(%rax),%rsi
mov    (%rax),%rcx
mov    %r14,%rdi
mov    %ebp,%edx
call   1040 <bn_mul_words@plt>
mov    %ebp,%ecx
mov    %rax,(%r14,%rcx,8)
cmp    $0x2,%r13d
je     11ff <bn_sqr_normal+0xbf>
lea    0x18(%rbx),%rbp
lea    -0x2(%r13),%r12d
mov    %r13d,%eax
lea    (%rbx,%rax,8),%r15
add    $0x8,%r15
mov    (%rsp),%rax
lea    0x10(%rax),%r14
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
mov    -0x8(%r14),%rcx
mov    %rbp,%rdi
mov    %r14,%rsi
mov    %r12d,%edx
call   1050 <bn_mul_add_words@plt>
mov    %rax,(%r15)
add    $0x10,%rbp
lea    -0x1(%r12),%eax
add    $0x8,%r15
add    $0x8,%r14
cmp    $0x1,%r12d
mov    %eax,%r12d
ja     11d0 <bn_sqr_normal+0x90>
mov    %rbx,%rdi
mov    %rbx,%rsi
mov    %rbx,%rdx
mov    0xc(%rsp),%r14d
mov    %r14d,%ecx
call   1060 <bn_add_words@plt>
mov    0x10(%rsp),%rbp
mov    %rbp,%rdi
mov    (%rsp),%rsi
mov    %r13d,%edx
call   1030 <bn_sqr_words@plt>
mov    %rbx,%rdi
mov    %rbx,%rsi
mov    %rbp,%rdx
mov    %r14d,%ecx
add    $0x18,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
jmp    1060 <bn_add_words@plt>

LLVM IR (-O0):
define void @bn_sqr_normal(i64* %0, i64* %1, i32 %2, i64* %3) {
%5 = alloca i64*
%6 = alloca i64*
%7 = alloca i32
%8 = alloca i64*
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
%12 = alloca i64*
%13 = alloca i64*
store i64* %0, i64** %5
store i64* %1, i64** %6
store i32 %2, i32* %7
store i64* %3, i64** %8
%14 = load i32, i32* %7
%15 = mul nsw i32 %14, 2
store i32 %15, i32* %11
%16 = load i64*, i64** %6
store i64* %16, i64** %12
%17 = load i64*, i64** %5
store i64* %17, i64** %13
%18 = load i64*, i64** %13
%19 = load i32, i32* %11
%20 = sub nsw i32 %19, 1
%21 = sext i32 %20 to i64
%22 = getelementptr inbounds i64, i64* %18, i64 %21
store i64 0, i64* %22
%23 = load i64*, i64** %13
%24 = getelementptr inbounds i64, i64* %23, i64 0
store i64 0, i64* %24
%25 = load i64*, i64** %13
%26 = getelementptr inbounds i64, i64* %25, i32 1
store i64* %26, i64** %13
%27 = load i32, i32* %7
store i32 %27, i32* %10
%28 = load i32, i32* %10
%29 = add nsw i32 %28, -1
store i32 %29, i32* %10
%30 = icmp sgt i32 %29, 0
br i1 %30, label %31, label %47
31: ; preds = %4
%32 = load i64*, i64** %12
%33 = getelementptr inbounds i64, i64* %32, i32 1
store i64* %33, i64** %12
%34 = load i64*, i64** %13
%35 = load i64*, i64** %12
%36 = load i32, i32* %10
%37 = load i64*, i64** %12
%38 = getelementptr inbounds i64, i64* %37, i64 -1
%39 = load i64, i64* %38
%40 = call i64 @bn_mul_words(i64* %34, i64* %35, i32 %36, i64 %39)
%41 = load i64*, i64** %13
%42 = load i32, i32* %10
%43 = sext i32 %42 to i64
%44 = getelementptr inbounds i64, i64* %41, i64 %43
store i64 %40, i64* %44
%45 = load i64*, i64** %13
%46 = getelementptr inbounds i64, i64* %45, i64 2
store i64* %46, i64** %13
br label %47
47: ; preds = %31, %4
%48 = load i32, i32* %7
%49 = sub nsw i32 %48, 2
store i32 %49, i32* %9
br label %50
50: ; preds = %71, %47
%51 = load i32, i32* %9
%52 = icmp sgt i32 %51, 0
br i1 %52, label %53, label %74
53: ; preds = %50
%54 = load i32, i32* %10
%55 = add nsw i32 %54, -1
store i32 %55, i32* %10
%56 = load i64*, i64** %12
%57 = getelementptr inbounds i64, i64* %56, i32 1
store i64* %57, i64** %12
%58 = load i64*, i64** %13
%59 = load i64*, i64** %12
%60 = load i32, i32* %10
%61 = load i64*, i64** %12
%62 = getelementptr inbounds i64, i64* %61, i64 -1
%63 = load i64, i64* %62
%64 = call i64 @bn_mul_add_words(i64* %58, i64* %59, i32 %60, i64 %63)
%65 = load i64*, i64** %13
%66 = load i32, i32* %10
%67 = sext i32 %66 to i64
%68 = getelementptr inbounds i64, i64* %65, i64 %67
store i64 %64, i64* %68
%69 = load i64*, i64** %13
%70 = getelementptr inbounds i64, i64* %69, i64 2
store i64* %70, i64** %13
br label %71
71: ; preds = %53
%72 = load i32, i32* %9
%73 = add nsw i32 %72, -1
store i32 %73, i32* %9
br label %50
74: ; preds = %50
%75 = load i64*, i64** %5
%76 = load i64*, i64** %5
%77 = load i64*, i64** %5
%78 = load i32, i32* %11
%79 = call i32 @bn_add_words(i64* %75, i64* %76, i64* %77, i32 %78)
%80 = load i64*, i64** %8
%81 = load i64*, i64** %6
%82 = load i32, i32* %7
%83 = call i32 @bn_sqr_words(i64* %80, i64* %81, i32 %82)
%84 = load i64*, i64** %5
%85 = load i64*, i64** %5
%86 = load i64*, i64** %8
%87 = load i32, i32* %11
%88 = call i32 @bn_add_words(i64* %84, i64* %85, i64* %86, i32 %87)
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @bn_sqr_normal(i64* %0, i64* %1, i32 %2, i64* %3) {
%5 = shl nsw i32 %2, 1
%6 = add nsw i32 %5, -1
%7 = sext i32 %6 to i64
%8 = getelementptr inbounds i64, i64* %0, i64 %7
store i64 0, i64* %8
store i64 0, i64* %0
%9 = getelementptr inbounds i64, i64* %0, i64 1
%10 = add nsw i32 %2, -1
%11 = icmp sgt i32 %2, 1
br i1 %11, label %12, label %38
12: ; preds = %4
%13 = getelementptr inbounds i64, i64* %1, i64 1
%14 = load i64, i64* %1
%15 = tail call i64 @bn_mul_words(i64* %9, i64* %13, i32 %10, i64 %14)
%16 = zext i32 %10 to i64
%17 = getelementptr inbounds i64, i64* %9, i64 %16
store i64 %15, i64* %17
%18 = icmp eq i32 %2, 2
br i1 %18, label %38, label %19
19: ; preds = %12
%20 = getelementptr inbounds i64, i64* %0, i64 3
%21 = add nsw i32 %2, -2
%22 = zext i32 %2 to i64
%23 = add nsw i64 %22, -1
br label %24
24: ; preds = %19, %24
%25 = phi i64 [ %23, %19 ], [ %29, %24 ]
%26 = phi i64* [ %20, %19 ], [ %35, %24 ]
%27 = phi i64* [ %13, %19 ], [ %30, %24 ]
%28 = phi i32 [ %21, %19 ], [ %36, %24 ]
%29 = add nsw i64 %25, -1
%30 = getelementptr inbounds i64, i64* %27, i64 1
%31 = load i64, i64* %27
%32 = trunc i64 %29 to i32
%33 = tail call i64 @bn_mul_add_words(i64* %26, i64* %30, i32 %32, i64 %31)
%34 = getelementptr inbounds i64, i64* %26, i64 %29
store i64 %33, i64* %34
%35 = getelementptr inbounds i64, i64* %26, i64 2
%36 = add nsw i32 %28, -1
%37 = icmp ugt i32 %28, 1
br i1 %37, label %24, label %38
38: ; preds = %24, %4, %12
%39 = tail call i32 @bn_add_words(i64* %0, i64* %0, i64* %0, i32 %5)
%40 = tail call i32 @bn_sqr_words(i64* %3, i64* %1, i32 %2)
%41 = tail call i32 @bn_add_words(i64* %0, i64* %0, i64* %3, i32 %5)
ret void
}