float *ballpole(float *x, long *jcount, long npoles, float *past, float *c,
                float *out, long nvals) {
  int i, nfint;
  long j;
  float *retval = out;
  float temp;
  for (i = 0; i < nvals; ++i) {
    temp = *x++;
    for (j = *jcount, nfint = 0; nfint < npoles; nfint++, j++)
      temp += (*(c + nfint) * *(past + j));
    *out++ = *(past + *jcount) = *(past + *jcount + npoles) = temp;
    *jcount = (*jcount + 1) % npoles;
  }
  return (retval);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<ballpole>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    0x10(%rbp),%rax
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
mov    %r8,-0x28(%rbp)
mov    %r9,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x48(%rbp)
movl   $0x0,-0x34(%rbp)
movslq -0x34(%rbp),%rax
cmp    0x10(%rbp),%rax
jge    1224 <ballpole+0x124>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %rax,%rcx
add    $0x4,%rcx
mov    %rcx,-0x8(%rbp)
movss  (%rax),%xmm0
movss  %xmm0,-0x4c(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    (%rax),%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
movl   $0x0,-0x38(%rbp)
movslq -0x38(%rbp),%rax
cmp    -0x18(%rbp),%rax
jge    11bb <ballpole+0xbb>
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0x38(%rbp),%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    -0x40(%rbp),%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm2
movss  -0x4c(%rbp),%xmm1
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
movss  %xmm0,-0x4c(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x38(%rbp)
mov    -0x40(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
jmp    1167 <ballpole+0x67>
movss  -0x4c(%rbp),%xmm0
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
mov    (%rcx),%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    -0x18(%rbp),%rcx
movss  %xmm0,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
mov    (%rcx),%rcx
movss  %xmm0,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    %rax,%rcx
add    $0x4,%rcx
mov    %rcx,-0x30(%rbp)
movss  %xmm0,(%rax)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    (%rax),%rax
add    $0x1,%rax
cqto
idivq  -0x18(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rdx,(%rax)
mov    -0x34(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
jmp    112f <ballpole+0x2f>
mov    -0x48(%rbp),%rax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<ballpole>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
mov    0x38(%rsp),%r11
test   %r11,%r11
jle    126a <ballpole+0x16a>
mov    %rdx,%r10
mov    %rsi,-0x18(%rsp)
mov    (%rsi),%rax
lea    -0x1(%rdx),%r14
mov    %r10d,%ebx
and    $0x3,%ebx
mov    %rdx,%r15
and    $0xfffffffffffffffc,%r15
lea    0xc(%rcx),%rdx
mov    %rdx,-0x8(%rsp)
xor    %r13d,%r13d
mov    %r9,-0x10(%rsp)
mov    %r9,%r12
jmp    116d <ballpole+0x6d>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
cqto
idiv   %r10
mov    %rdx,%rax
add    $0x4,%rdi
add    $0x4,%r12
add    $0x1,%r13
cmp    %r11,%r13
je     125d <ballpole+0x15d>
movss  (%rdi),%xmm0
test   %r10,%r10
jle    1228 <ballpole+0x128>
cmp    $0x3,%r14
jae    1190 <ballpole+0x90>
xor    %edx,%edx
mov    %rax,%rbp
test   %rbx,%rbx
jne    11f8 <ballpole+0xf8>
jmp    1228 <ballpole+0x128>
nop
mov    -0x8(%rsp),%rdx
lea    (%rdx,%rax,4),%r9
xor    %edx,%edx
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movss  (%r8,%rdx,4),%xmm1
movss  0x4(%r8,%rdx,4),%xmm2
mulss  -0xc(%r9,%rdx,4),%xmm1
mulss  -0x8(%r9,%rdx,4),%xmm2
addss  %xmm0,%xmm1
movss  0x8(%r8,%rdx,4),%xmm3
mulss  -0x4(%r9,%rdx,4),%xmm3
addss  %xmm1,%xmm2
movss  0xc(%r8,%rdx,4),%xmm0
mulss  (%r9,%rdx,4),%xmm0
addss  %xmm2,%xmm3
addss  %xmm3,%xmm0
add    $0x4,%rdx
cmp    %rdx,%r15
jne    11a0 <ballpole+0xa0>
lea    (%rax,%rdx,1),%rbp
test   %rbx,%rbx
je     1228 <ballpole+0x128>
lea    (%r8,%rdx,4),%rdx
lea    (%rcx,%rbp,4),%rbp
xor    %esi,%esi
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
movss  (%rdx,%rsi,4),%xmm1
mulss  0x0(%rbp,%rsi,4),%xmm1
addss  %xmm1,%xmm0
add    $0x1,%rsi
cmp    %rsi,%rbx
jne    1210 <ballpole+0x110>
lea    (%rcx,%rax,4),%rdx
movss  %xmm0,(%rdx,%r10,4)
movss  %xmm0,(%rcx,%rax,4)
movss  %xmm0,(%r12)
add    $0x1,%rax
mov    %rax,%rdx
or     %r10,%rdx
shr    $0x20,%rdx
jne    1150 <ballpole+0x50>
xor    %edx,%edx
div    %r10d
mov    %edx,%eax
jmp    1158 <ballpole+0x58>
mov    -0x18(%rsp),%rcx
mov    %rax,(%rcx)
mov    -0x10(%rsp),%r9
mov    %r9,%rax
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define float* @ballpole(float* %0, i64* %1, i64 %2, float* %3, float* %4, float* %5, i64 %6) {
%8 = alloca float*
%9 = alloca i64*
%10 = alloca i64
%11 = alloca float*
%12 = alloca float*
%13 = alloca float*
%14 = alloca i64
%15 = alloca i32
%16 = alloca i32
%17 = alloca i64
%18 = alloca float*
%19 = alloca float
store float* %0, float** %8
store i64* %1, i64** %9
store i64 %2, i64* %10
store float* %3, float** %11
store float* %4, float** %12
store float* %5, float** %13
store i64 %6, i64* %14
%20 = load float*, float** %13
store float* %20, float** %18
store i32 0, i32* %15
br label %21
21: ; preds = %74, %7
%22 = load i32, i32* %15
%23 = sext i32 %22 to i64
%24 = load i64, i64* %14
%25 = icmp slt i64 %23, %24
br i1 %25, label %26, label %77
26: ; preds = %21
%27 = load float*, float** %8
%28 = getelementptr inbounds float, float* %27, i32 1
store float* %28, float** %8
%29 = load float, float* %27
store float %29, float* %19
%30 = load i64*, i64** %9
%31 = load i64, i64* %30
store i64 %31, i64* %17
store i32 0, i32* %16
br label %32
32: ; preds = %49, %26
%33 = load i32, i32* %16
%34 = sext i32 %33 to i64
%35 = load i64, i64* %10
%36 = icmp slt i64 %34, %35
br i1 %36, label %37, label %54
37: ; preds = %32
%38 = load float*, float** %12
%39 = load i32, i32* %16
%40 = sext i32 %39 to i64
%41 = getelementptr inbounds float, float* %38, i64 %40
%42 = load float, float* %41
%43 = load float*, float** %11
%44 = load i64, i64* %17
%45 = getelementptr inbounds float, float* %43, i64 %44
%46 = load float, float* %45
%47 = load float, float* %19
%48 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %42, float %46, float %47)
store float %48, float* %19
br label %49
49: ; preds = %37
%50 = load i32, i32* %16
%51 = add nsw i32 %50, 1
store i32 %51, i32* %16
%52 = load i64, i64* %17
%53 = add nsw i64 %52, 1
store i64 %53, i64* %17
br label %32
54: ; preds = %32
%55 = load float, float* %19
%56 = load float*, float** %11
%57 = load i64*, i64** %9
%58 = load i64, i64* %57
%59 = getelementptr inbounds float, float* %56, i64 %58
%60 = load i64, i64* %10
%61 = getelementptr inbounds float, float* %59, i64 %60
store float %55, float* %61
%62 = load float*, float** %11
%63 = load i64*, i64** %9
%64 = load i64, i64* %63
%65 = getelementptr inbounds float, float* %62, i64 %64
store float %55, float* %65
%66 = load float*, float** %13
%67 = getelementptr inbounds float, float* %66, i32 1
store float* %67, float** %13
store float %55, float* %66
%68 = load i64*, i64** %9
%69 = load i64, i64* %68
%70 = add nsw i64 %69, 1
%71 = load i64, i64* %10
%72 = srem i64 %70, %71
%73 = load i64*, i64** %9
store i64 %72, i64* %73
br label %74
74: ; preds = %54
%75 = load i32, i32* %15
%76 = add nsw i32 %75, 1
store i32 %76, i32* %15
br label %21
77: ; preds = %21
%78 = load float*, float** %18
ret float* %78
}

LLVM IR (-O2):
define float* @ballpole(float* nocapture %0, i64* nocapture %1, i64 %2, float* nocapture %3, float* nocapture %4, float* returned writeonly %5, i64 %6) {
%8 = icmp sgt i64 %6, 0
br i1 %8, label %9, label %89
9: ; preds = %7
%10 = icmp sgt i64 %2, 0
%11 = load i64, i64* %1
%12 = add i64 %2, -1
%13 = and i64 %2, 3
%14 = icmp ult i64 %12, 3
%15 = and i64 %2, -4
%16 = icmp eq i64 %13, 0
br label %17
17: ; preds = %9, %79
%18 = phi i64 [ 0, %9 ], [ %86, %79 ]
%19 = phi i64 [ %11, %9 ], [ %85, %79 ]
%20 = phi float* [ %0, %9 ], [ %22, %79 ]
%21 = phi float* [ %5, %9 ], [ %83, %79 ]
%22 = getelementptr inbounds float, float* %20, i64 1
%23 = load float, float* %20
br i1 %10, label %24, label %79
24: ; preds = %17
br i1 %14, label %60, label %25
25: ; preds = %24, %25
%26 = phi i64 [ %56, %25 ], [ 0, %24 ]
%27 = phi float [ %55, %25 ], [ %23, %24 ]
%28 = phi i64 [ %57, %25 ], [ %19, %24 ]
%29 = phi i64 [ %58, %25 ], [ 0, %24 ]
%30 = getelementptr inbounds float, float* %4, i64 %26
%31 = load float, float* %30
%32 = getelementptr inbounds float, float* %3, i64 %28
%33 = load float, float* %32
%34 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %31, float %33, float %27)
%35 = or i64 %26, 1
%36 = add nsw i64 %28, 1
%37 = getelementptr inbounds float, float* %4, i64 %35
%38 = load float, float* %37
%39 = getelementptr inbounds float, float* %3, i64 %36
%40 = load float, float* %39
%41 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %38, float %40, float %34)
%42 = or i64 %26, 2
%43 = add nsw i64 %28, 2
%44 = getelementptr inbounds float, float* %4, i64 %42
%45 = load float, float* %44
%46 = getelementptr inbounds float, float* %3, i64 %43
%47 = load float, float* %46
%48 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %45, float %47, float %41)
%49 = or i64 %26, 3
%50 = add nsw i64 %28, 3
%51 = getelementptr inbounds float, float* %4, i64 %49
%52 = load float, float* %51
%53 = getelementptr inbounds float, float* %3, i64 %50
%54 = load float, float* %53
%55 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %52, float %54, float %48)
%56 = add nuw nsw i64 %26, 4
%57 = add nsw i64 %28, 4
%58 = add i64 %29, 4
%59 = icmp eq i64 %58, %15
br i1 %59, label %60, label %25
60: ; preds = %25, %24
%61 = phi float [ undef, %24 ], [ %55, %25 ]
%62 = phi i64 [ 0, %24 ], [ %56, %25 ]
%63 = phi float [ %23, %24 ], [ %55, %25 ]
%64 = phi i64 [ %19, %24 ], [ %57, %25 ]
br i1 %16, label %79, label %65
65: ; preds = %60, %65
%66 = phi i64 [ %75, %65 ], [ %62, %60 ]
%67 = phi float [ %74, %65 ], [ %63, %60 ]
%68 = phi i64 [ %76, %65 ], [ %64, %60 ]
%69 = phi i64 [ %77, %65 ], [ 0, %60 ]
%70 = getelementptr inbounds float, float* %4, i64 %66
%71 = load float, float* %70
%72 = getelementptr inbounds float, float* %3, i64 %68
%73 = load float, float* %72
%74 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %71, float %73, float %67)
%75 = add nuw nsw i64 %66, 1
%76 = add nsw i64 %68, 1
%77 = add i64 %69, 1
%78 = icmp eq i64 %77, %13
br i1 %78, label %79, label %65
79: ; preds = %60, %65, %17
%80 = phi float [ %23, %17 ], [ %61, %60 ], [ %74, %65 ]
%81 = getelementptr inbounds float, float* %3, i64 %19
%82 = getelementptr inbounds float, float* %81, i64 %2
store float %80, float* %82
store float %80, float* %81
%83 = getelementptr inbounds float, float* %21, i64 1
store float %80, float* %21
%84 = add nsw i64 %19, 1
%85 = srem i64 %84, %2
%86 = add nuw nsw i64 %18, 1
%87 = icmp eq i64 %86, %6
br i1 %87, label %88, label %17
88: ; preds = %79
store i64 %85, i64* %1
br label %89
89: ; preds = %88, %7
ret float* %5
}