#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 */
double cos(double);
int floor(double);
double sin(double);
void Goerz(double *input, double *output, double fs, int N, double ftarg) {
  int k = floor(0.5 + N * ftarg / fs);
  double w = (2 * 3.14159365 / N) * k;
  double cosine = cos(w);
  double sine = sin(w);
  double coeff = 2 * cosine;
  double Q1 = 0;
  double Q2 = 0;
  double Q0;
  int y;
  for (y = 0; y < N; y++) {
    Q0 = coeff * Q1 - Q2 + input[y];
    Q2 = Q1;
    Q1 = Q0;
  }
  *output = Q1 * Q1 + Q2 * Q2 - Q1 * Q2 * coeff;
  return;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<Goerz>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x70,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
movsd  %xmm0,-0x18(%rbp)
mov    %edx,-0x1c(%rbp)
movsd  %xmm1,-0x28(%rbp)
cvtsi2sdl -0x1c(%rbp),%xmm1
mulsd  -0x28(%rbp),%xmm1
divsd  -0x18(%rbp),%xmm1
movsd  0xeac(%rip),%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
call   1050 <floor@plt>
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
cvtsi2sdl -0x1c(%rbp),%xmm1
movsd  0xe8b(%rip),%xmm0
divsd  %xmm1,%xmm0
cvtsi2sdl -0x2c(%rbp),%xmm1
mulsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x38(%rbp)
movsd  -0x38(%rbp),%xmm0
call   1040 <cos@plt>
movsd  %xmm0,-0x40(%rbp)
movsd  -0x38(%rbp),%xmm0
call   1030 <sin@plt>
movsd  %xmm0,-0x48(%rbp)
movsd  0xe4b(%rip),%xmm0
mulsd  -0x40(%rbp),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x50(%rbp)
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x58(%rbp)
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x60(%rbp)
movl   $0x0,-0x6c(%rbp)
mov    -0x6c(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    1244 <Goerz+0x114>
movsd  -0x50(%rbp),%xmm0
movsd  -0x58(%rbp),%xmm2
movsd  -0x60(%rbp),%xmm1
movq   %xmm1,%rax
movabs $0x8000000000000000,%rcx
xor    %rcx,%rax
movq   %rax,%xmm1
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x6c(%rbp),%rcx
addsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x68(%rbp)
movsd  -0x58(%rbp),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x60(%rbp)
movsd  -0x68(%rbp),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x58(%rbp)
mov    -0x6c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x6c(%rbp)
jmp    11d6 <Goerz+0xa6>
movsd  -0x58(%rbp),%xmm1
movsd  -0x58(%rbp),%xmm2
movsd  -0x60(%rbp),%xmm0
mulsd  -0x60(%rbp),%xmm0
mulsd  %xmm2,%xmm1
addsd  %xmm0,%xmm1
movsd  -0x58(%rbp),%xmm0
mulsd  -0x60(%rbp),%xmm0
movsd  -0x50(%rbp),%xmm2
movq   %xmm0,%rax
movabs $0x8000000000000000,%rcx
xor    %rcx,%rax
movq   %rax,%xmm0
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
movsd  %xmm0,(%rax)
add    $0x70,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<Goerz>:
push   %rbp
push   %r14
push   %rbx
sub    $0x10,%rsp
mov    %edx,%ebp
mov    %rsi,%r14
mov    %rdi,%rbx
cvtsi2sd %edx,%xmm2
movsd  %xmm2,0x8(%rsp)
mulsd  %xmm2,%xmm1
divsd  %xmm0,%xmm1
addsd  0xea6(%rip),%xmm1
movapd %xmm1,%xmm0
call   1050 <floor@plt>
movsd  0xe9d(%rip),%xmm1
divsd  0x8(%rsp),%xmm1
xorps  %xmm0,%xmm0
cvtsi2sd %eax,%xmm0
mulsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,0x8(%rsp)
call   1040 <cos@plt>
movsd  0x8(%rsp),%xmm1
movapd %xmm0,%xmm4
ucomisd 0xe77(%rip),%xmm1
jae    129c <Goerz+0x16c>
movsd  0xe71(%rip),%xmm0
ucomisd %xmm1,%xmm0
jae    129c <Goerz+0x16c>
addsd  %xmm4,%xmm4
test   %ebp,%ebp
jle    11d6 <Goerz+0xa6>
mov    %ebp,%edx
lea    -0x1(%rdx),%rcx
mov    %edx,%eax
and    $0x3,%eax
cmp    $0x3,%rcx
jae    11e3 <Goerz+0xb3>
xorpd  %xmm0,%xmm0
xor    %ecx,%ecx
xorpd  %xmm1,%xmm1
jmp    1240 <Goerz+0x110>
xorpd  %xmm2,%xmm2
xorpd  %xmm0,%xmm0
jmp    1272 <Goerz+0x142>
and    $0xfffffffc,%edx
xorpd  %xmm0,%xmm0
xor    %ecx,%ecx
xorpd  %xmm1,%xmm1
movapd %xmm4,%xmm2
mulsd  %xmm0,%xmm2
subsd  %xmm1,%xmm2
addsd  (%rbx,%rcx,8),%xmm2
movapd %xmm4,%xmm3
mulsd  %xmm2,%xmm3
subsd  %xmm0,%xmm3
addsd  0x8(%rbx,%rcx,8),%xmm3
movapd %xmm4,%xmm1
mulsd  %xmm3,%xmm1
subsd  %xmm2,%xmm1
addsd  0x10(%rbx,%rcx,8),%xmm1
movapd %xmm4,%xmm0
mulsd  %xmm1,%xmm0
subsd  %xmm3,%xmm0
addsd  0x18(%rbx,%rcx,8),%xmm0
add    $0x4,%rcx
cmp    %rcx,%rdx
jne    11f0 <Goerz+0xc0>
movapd %xmm1,%xmm2
test   %rax,%rax
je     1272 <Goerz+0x142>
lea    (%rbx,%rcx,8),%rcx
xor    %edx,%edx
nop
movapd %xmm0,%xmm2
movapd %xmm4,%xmm0
mulsd  %xmm2,%xmm0
subsd  %xmm1,%xmm0
addsd  (%rcx,%rdx,8),%xmm0
add    $0x1,%rdx
movapd %xmm2,%xmm1
cmp    %rdx,%rax
jne    1250 <Goerz+0x120>
movapd %xmm2,%xmm1
mulsd  %xmm2,%xmm1
mulsd  %xmm0,%xmm2
mulsd  %xmm0,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
mulsd  %xmm4,%xmm2
subsd  %xmm2,%xmm0
movsd  %xmm0,(%r14)
add    $0x10,%rsp
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %rbp
ret
movapd %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm4,0x8(%rsp)
call   1030 <sin@plt>
movsd  0x8(%rsp),%xmm4
jmp    11b1 <Goerz+0x81>

LLVM IR (-O0):
define void @Goerz(double* %0, double* %1, double %2, i32 %3, double %4) {
%6 = alloca double*
%7 = alloca double*
%8 = alloca double
%9 = alloca i32
%10 = alloca double
%11 = alloca i32
%12 = alloca double
%13 = alloca double
%14 = alloca double
%15 = alloca double
%16 = alloca double
%17 = alloca double
%18 = alloca double
%19 = alloca i32
store double* %0, double** %6
store double* %1, double** %7
store double %2, double* %8
store i32 %3, i32* %9
store double %4, double* %10
%20 = load i32, i32* %9
%21 = sitofp i32 %20 to double
%22 = load double, double* %10
%23 = fmul double %21, %22
%24 = load double, double* %8
%25 = fdiv double %23, %24
%26 = fadd double 5.000000e-01, %25
%27 = call i32 @floor(double %26)
store i32 %27, i32* %11
%28 = load i32, i32* %9
%29 = sitofp i32 %28 to double
%30 = fdiv double 0x401921FBDA0091F6, %29
%31 = load i32, i32* %11
%32 = sitofp i32 %31 to double
%33 = fmul double %30, %32
store double %33, double* %12
%34 = load double, double* %12
%35 = call double @cos(double %34)
store double %35, double* %13
%36 = load double, double* %12
%37 = call double @sin(double %36)
store double %37, double* %14
%38 = load double, double* %13
%39 = fmul double 2.000000e+00, %38
store double %39, double* %15
store double 0.000000e+00, double* %16
store double 0.000000e+00, double* %17
store i32 0, i32* %19
br label %40
40: ; preds = %58, %5
%41 = load i32, i32* %19
%42 = load i32, i32* %9
%43 = icmp slt i32 %41, %42
br i1 %43, label %44, label %61
44: ; preds = %40
%45 = load double, double* %15
%46 = load double, double* %16
%47 = load double, double* %17
%48 = fneg double %47
%49 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %45, double %46, double %48)
%50 = load double*, double** %6
%51 = load i32, i32* %19
%52 = sext i32 %51 to i64
%53 = getelementptr inbounds double, double* %50, i64 %52
%54 = load double, double* %53
%55 = fadd double %49, %54
store double %55, double* %18
%56 = load double, double* %16
store double %56, double* %17
%57 = load double, double* %18
store double %57, double* %16
br label %58
58: ; preds = %44
%59 = load i32, i32* %19
%60 = add nsw i32 %59, 1
store i32 %60, i32* %19
br label %40
61: ; preds = %40
%62 = load double, double* %16
%63 = load double, double* %16
%64 = load double, double* %17
%65 = load double, double* %17
%66 = fmul double %64, %65
%67 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %62, double %63, double %66)
%68 = load double, double* %16
%69 = load double, double* %17
%70 = fmul double %68, %69
%71 = load double, double* %15
%72 = fneg double %70
%73 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %72, double %71, double %67)
%74 = load double*, double** %7
store double %73, double* %74
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @Goerz(double* nocapture %0, double* nocapture writeonly %1, double %2, i32 %3, double %4) {
%6 = sitofp i32 %3 to double
%7 = fmul double %6, %4
%8 = fdiv double %7, %2
%9 = fadd double %8, 5.000000e-01
%10 = tail call i32 @floor(double %9)
%11 = fdiv double 0x401921FBDA0091F6, %6
%12 = sitofp i32 %10 to double
%13 = fmul double %11, %12
%14 = tail call double @cos(double %13)
%15 = fcmp oeq double %13, 0xFFF0000000000000
%16 = fcmp oeq double %13, 0x7FF0000000000000
%17 = or i1 %16, %15
br i1 %17, label %18, label %20
18: ; preds = %5
%19 = tail call double @sin(double %13)
br label %20
20: ; preds = %5, %18
%21 = fmul double %14, 2.000000e+00
%22 = icmp sgt i32 %3, 0
br i1 %22, label %23, label %81
23: ; preds = %20
%24 = zext i32 %3 to i64
%25 = add nsw i64 %24, -1
%26 = and i64 %24, 3
%27 = icmp ult i64 %25, 3
br i1 %27, label %61, label %28
28: ; preds = %23
%29 = and i64 %24, 4294967292
br label %30
30: ; preds = %30, %28
%31 = phi i64 [ 0, %28 ], [ %58, %30 ]
%32 = phi double [ 0.000000e+00, %28 ], [ %57, %30 ]
%33 = phi double [ 0.000000e+00, %28 ], [ %51, %30 ]
%34 = phi i64 [ 0, %28 ], [ %59, %30 ]
%35 = fneg double %33
%36 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %21, double %32, double %35)
%37 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %31
%38 = load double, double* %37
%39 = fadd double %36, %38
%40 = or i64 %31, 1
%41 = fneg double %32
%42 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %21, double %39, double %41)
%43 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %40
%44 = load double, double* %43
%45 = fadd double %42, %44
%46 = or i64 %31, 2
%47 = fneg double %39
%48 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %21, double %45, double %47)
%49 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %46
%50 = load double, double* %49
%51 = fadd double %48, %50
%52 = or i64 %31, 3
%53 = fneg double %45
%54 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %21, double %51, double %53)
%55 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %52
%56 = load double, double* %55
%57 = fadd double %54, %56
%58 = add nuw nsw i64 %31, 4
%59 = add i64 %34, 4
%60 = icmp eq i64 %59, %29
br i1 %60, label %61, label %30
61: ; preds = %30, %23
%62 = phi double [ undef, %23 ], [ %51, %30 ]
%63 = phi double [ undef, %23 ], [ %57, %30 ]
%64 = phi i64 [ 0, %23 ], [ %58, %30 ]
%65 = phi double [ 0.000000e+00, %23 ], [ %57, %30 ]
%66 = phi double [ 0.000000e+00, %23 ], [ %51, %30 ]
%67 = icmp eq i64 %26, 0
br i1 %67, label %81, label %68
68: ; preds = %61, %68
%69 = phi i64 [ %78, %68 ], [ %64, %61 ]
%70 = phi double [ %77, %68 ], [ %65, %61 ]
%71 = phi double [ %70, %68 ], [ %66, %61 ]
%72 = phi i64 [ %79, %68 ], [ 0, %61 ]
%73 = fneg double %71
%74 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %21, double %70, double %73)
%75 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %69
%76 = load double, double* %75
%77 = fadd double %74, %76
%78 = add nuw nsw i64 %69, 1
%79 = add i64 %72, 1
%80 = icmp eq i64 %79, %26
br i1 %80, label %81, label %68
81: ; preds = %61, %68, %20
%82 = phi double [ 0.000000e+00, %20 ], [ %62, %61 ], [ %70, %68 ]
%83 = phi double [ 0.000000e+00, %20 ], [ %63, %61 ], [ %77, %68 ]
%84 = fmul double %82, %82
%85 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %83, double %83, double %84)
%86 = fneg double %83
%87 = fmul double %82, %86
%88 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %87, double %21, double %85)
store double %88, double* %1
ret void
}