#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 */
typedef int uint16_t;
typedef int int16_t;

/* Variables and functions */
uint16_t FWHT(int16_t *signal_arr, uint16_t stages) {
  int16_t tempstage, i, k, half;
  int16_t id, upper, downer;
  int16_t block_amount;
  for (tempstage = stages; tempstage > 0; tempstage--) {
    half = 1 << (tempstage - 1);
    block_amount = 1 << (stages - tempstage);
    for (k = 0; k < block_amount; k++)
      for (i = 0; i < half; i++) {
        id = i + k * half * 2;
        upper = signal_arr[id];
        downer = signal_arr[id + half];
        signal_arr[id] = upper + downer;
        signal_arr[id + half] = upper - downer;
      }
  }
  return 0;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<FWHT>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x10(%rbp)
jle    11ef <FWHT+0xef>
mov    -0x10(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
mov    $0x1,%eax
shl    %cl,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%ecx
sub    -0x10(%rbp),%ecx
mov    $0x1,%eax
shl    %cl,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x2c(%rbp),%eax
jge    11dc <FWHT+0xdc>
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    11c9 <FWHT+0xc9>
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
imul   -0x1c(%rbp),%ecx
shl    $0x1,%ecx
add    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%ecx
add    -0x1c(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%edx
add    -0x28(%rbp),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x24(%rbp),%edx
sub    -0x28(%rbp),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%ecx
add    -0x1c(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1155 <FWHT+0x55>
jmp    11ce <FWHT+0xce>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    1142 <FWHT+0x42>
jmp    11e1 <FWHT+0xe1>
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    1111 <FWHT+0x11>
xor    %eax,%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<FWHT>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
mov    %esi,-0x2c(%rsp)
test   %esi,%esi
jle    131e <FWHT+0x21e>
lea    0x10(%rdi),%rax
mov    %rax,-0x20(%rsp)
lea    0x4(%rdi),%rax
mov    %rax,-0x18(%rsp)
mov    -0x2c(%rsp),%r10d
jmp    113b <FWHT+0x3b>
nop
cmpl   $0x2,-0x28(%rsp)
jl     131e <FWHT+0x21e>
mov    %r10d,%edx
lea    -0x1(%rdx),%r10d
mov    $0x1,%eax
mov    %r10d,%ecx
shl    %cl,%eax
mov    -0x2c(%rsp),%ecx
mov    %rdx,-0x28(%rsp)
sub    %edx,%ecx
cmp    $0x1f,%ecx
je     1130 <FWHT+0x30>
mov    $0x1,%r13d
shl    %cl,%r13d
movslq %eax,%r15
cmp    $0x2,%r15d
mov    $0x1,%r9d
cmovge %r15d,%r9d
cmp    $0x2,%r13d
mov    $0x1,%eax
cmovl  %eax,%r13d
lea    (%rdi,%r9,4),%rax
mov    %rax,-0x10(%rsp)
mov    %r9d,%r12d
and    $0x7ffffff8,%r12d
mov    %r9,%rax
neg    %rax
mov    %rax,-0x8(%rsp)
xor    %r14d,%r14d
jmp    11bd <FWHT+0xbd>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%r14d
cmp    %r13d,%r14d
je     1130 <FWHT+0x30>
cmp    $0x1f,%r10d
je     11b0 <FWHT+0xb0>
mov    %r14d,%eax
mov    %r10d,%ecx
shl    %cl,%eax
add    %eax,%eax
movslq %eax,%r11
cmp    $0x8,%r9d
jb     1201 <FWHT+0x101>
lea    (%rdi,%r11,4),%rdx
lea    (%r15,%r11,1),%rax
mov    -0x10(%rsp),%rcx
lea    (%rcx,%rax,4),%rsi
cmp    %rsi,%rdx
jae    12a8 <FWHT+0x1a8>
lea    (%rcx,%r11,4),%rdx
lea    (%rdi,%rax,4),%rsi
cmp    %rdx,%rsi
jae    12a8 <FWHT+0x1a8>
xor    %edx,%edx
mov    %rdx,%rax
test   $0x1,%r9b
je     1236 <FWHT+0x136>
lea    (%rdx,%r11,1),%rax
mov    (%rdi,%rax,4),%esi
lea    (%rax,%r15,1),%r8
mov    (%rdi,%r8,4),%ecx
mov    %r15,%rbx
lea    (%rcx,%rsi,1),%r15d
mov    %r15d,(%rdi,%rax,4)
mov    %rbx,%r15
sub    %ecx,%esi
mov    %esi,(%rdi,%r8,4)
mov    %rdx,%rax
or     $0x1,%rax
not    %rdx
cmp    -0x8(%rsp),%rdx
je     11b0 <FWHT+0xb0>
mov    %r9,%rdx
sub    %rax,%rdx
lea    (%rax,%r11,1),%rcx
mov    -0x18(%rsp),%rsi
lea    (%rsi,%rcx,4),%r8
add    %r15,%rax
add    %r11,%rax
lea    (%rsi,%rax,4),%rcx
xor    %esi,%esi
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
mov    -0x4(%r8,%rsi,4),%eax
mov    -0x4(%rcx,%rsi,4),%ebx
lea    (%rbx,%rax,1),%ebp
mov    %ebp,-0x4(%r8,%rsi,4)
sub    %ebx,%eax
mov    %eax,-0x4(%rcx,%rsi,4)
mov    (%r8,%rsi,4),%eax
mov    (%rcx,%rsi,4),%ebp
lea    (%rax,%rbp,1),%ebx
mov    %ebx,(%r8,%rsi,4)
sub    %ebp,%eax
mov    %eax,(%rcx,%rsi,4)
add    $0x2,%rsi
cmp    %rsi,%rdx
jne    1270 <FWHT+0x170>
jmp    11b0 <FWHT+0xb0>
mov    -0x20(%rsp),%rcx
lea    (%rcx,%rax,4),%rdx
lea    (%rcx,%r11,4),%rsi
xor    %eax,%eax
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
movdqu -0x10(%rsi,%rax,4),%xmm0
movdqu (%rsi,%rax,4),%xmm1
movdqu -0x10(%rdx,%rax,4),%xmm2
movdqu (%rdx,%rax,4),%xmm3
movdqa %xmm2,%xmm4
paddd  %xmm0,%xmm4
movdqa %xmm3,%xmm5
paddd  %xmm1,%xmm5
movdqu %xmm4,-0x10(%rsi,%rax,4)
movdqu %xmm5,(%rsi,%rax,4)
psubd  %xmm2,%xmm0
psubd  %xmm3,%xmm1
movdqu %xmm0,-0x10(%rdx,%rax,4)
movdqu %xmm1,(%rdx,%rax,4)
add    $0x8,%rax
cmp    %rax,%r12
jne    12c0 <FWHT+0x1c0>
mov    %r12,%rdx
cmp    %r9,%r12
je     11b0 <FWHT+0xb0>
jmp    1203 <FWHT+0x103>
xor    %eax,%eax
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

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

LLVM IR (-O2):
define i32 @FWHT(i32* nocapture %0, i32 %1) {
%3 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %3, label %6, label %109
4: ; preds = %106, %6
%5 = icmp sgt i32 %7, 1
br i1 %5, label %6, label %109
6: ; preds = %2, %4
%7 = phi i32 [ %8, %4 ], [ %1, %2 ]
%8 = add nsw i32 %7, -1
%9 = shl nuw i32 1, %8
%10 = sub nuw nsw i32 %1, %7
%11 = icmp eq i32 %10, 31
br i1 %11, label %4, label %12
12: ; preds = %6
%13 = shl nuw i32 1, %10
%14 = icmp eq i32 %8, 31
%15 = sext i32 %9 to i64
%16 = call i32 @llvm.smax.i32(i32 %9, i32 1)
%17 = call i32 @llvm.smax.i32(i32 %13, i32 1)
%18 = zext i32 %16 to i64
%19 = getelementptr i32, i32* %0, i64 %18
%20 = getelementptr i32, i32* %0, i64 %18
%21 = icmp ult i32 %16, 8
%22 = and i64 %18, 2147483640
%23 = icmp eq i64 %22, %18
%24 = and i64 %18, 1
%25 = icmp eq i64 %24, 0
%26 = sub nsw i64 0, %18
br label %27
27: ; preds = %12, %106
%28 = phi i32 [ 0, %12 ], [ %107, %106 ]
br i1 %14, label %106, label %29
29: ; preds = %27
%30 = shl i32 %28, %8
%31 = shl nsw i32 %30, 1
%32 = sext i32 %31 to i64
br i1 %21, label %69, label %33
33: ; preds = %29
%34 = getelementptr i32, i32* %0, i64 %32
%35 = getelementptr i32, i32* %19, i64 %32
%36 = add nsw i64 %15, %32
%37 = getelementptr i32, i32* %0, i64 %36
%38 = getelementptr i32, i32* %20, i64 %36
%39 = icmp ult i32* %34, %38
%40 = icmp ult i32* %37, %35
%41 = and i1 %39, %40
br i1 %41, label %69, label %42
42: ; preds = %33, %42
%43 = phi i64 [ %66, %42 ], [ 0, %33 ]
%44 = add nsw i64 %43, %32
%45 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %44
%46 = bitcast i32* %45 to <4 x i32>*
%47 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %46
%48 = getelementptr inbounds i32, i32* %45, i64 4
%49 = bitcast i32* %48 to <4 x i32>*
%50 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %49
%51 = add nsw i64 %44, %15
%52 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %51
%53 = bitcast i32* %52 to <4 x i32>*
%54 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %53
%55 = getelementptr inbounds i32, i32* %52, i64 4
%56 = bitcast i32* %55 to <4 x i32>*
%57 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %56
%58 = add nsw <4 x i32> %54, %47
%59 = add nsw <4 x i32> %57, %50
%60 = bitcast i32* %45 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %58, <4 x i32>* %60
%61 = bitcast i32* %48 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %59, <4 x i32>* %61
%62 = sub nsw <4 x i32> %47, %54
%63 = sub nsw <4 x i32> %50, %57
%64 = bitcast i32* %52 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %62, <4 x i32>* %64
%65 = bitcast i32* %55 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %63, <4 x i32>* %65
%66 = add nuw i64 %43, 8
%67 = icmp eq i64 %66, %22
br i1 %67, label %68, label %42
68: ; preds = %42
br i1 %23, label %106, label %69
69: ; preds = %33, %29, %68
%70 = phi i64 [ 0, %33 ], [ 0, %29 ], [ %22, %68 ]
%71 = xor i64 %70, -1
br i1 %25, label %82, label %72
72: ; preds = %69
%73 = add nsw i64 %70, %32
%74 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %73
%75 = load i32, i32* %74
%76 = add nsw i64 %73, %15
%77 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %76
%78 = load i32, i32* %77
%79 = add nsw i32 %78, %75
store i32 %79, i32* %74
%80 = sub nsw i32 %75, %78
store i32 %80, i32* %77
%81 = or i64 %70, 1
br label %82
82: ; preds = %72, %69
%83 = phi i64 [ %70, %69 ], [ %81, %72 ]
%84 = icmp eq i64 %71, %26
br i1 %84, label %106, label %85
85: ; preds = %82, %85
%86 = phi i64 [ %104, %85 ], [ %83, %82 ]
%87 = add nsw i64 %86, %32
%88 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %87
%89 = load i32, i32* %88
%90 = add nsw i64 %87, %15
%91 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %90
%92 = load i32, i32* %91
%93 = add nsw i32 %92, %89
store i32 %93, i32* %88
%94 = sub nsw i32 %89, %92
store i32 %94, i32* %91
%95 = add nuw nsw i64 %86, 1
%96 = add nsw i64 %95, %32
%97 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %96
%98 = load i32, i32* %97
%99 = add nsw i64 %96, %15
%100 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %99
%101 = load i32, i32* %100
%102 = add nsw i32 %101, %98
store i32 %102, i32* %97
%103 = sub nsw i32 %98, %101
store i32 %103, i32* %100
%104 = add nuw nsw i64 %86, 2
%105 = icmp eq i64 %104, %18
br i1 %105, label %106, label %85
106: ; preds = %82, %85, %68, %27
%107 = add nuw nsw i32 %28, 1
%108 = icmp eq i32 %107, %17
br i1 %108, label %4, label %27
109: ; preds = %4, %2
ret i32 0
}