#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 */
float atan2(float, float);
float hypot(float, float);
void convert(float *S, float *C, int N2, float *lastphase, float fundamental,
             float factor) {
  float phase, phasediff;
  int real, imag, amp, freq;
  float a, b;
  int i;
  for (i = 0; i <= N2; i++) {
    imag = freq = (real = amp = i << 1) + 1;
    a = (i == N2 ? S[1] : S[real]);
    b = (i == 0 || i == N2 ? 0. : S[imag]);
    C[amp] = hypot(a, b);
    if (C[amp] == 0.)
      phasediff = 0.;
    else {
      phasediff = (phase = -atan2(b, a)) - lastphase[i];
      lastphase[i] = phase;
      while (phasediff > 3.141592653589793115997963468544185161590576171875)
        phasediff -= 6.28318530717958623199592693708837032318115234375;
      while (phasediff < -3.141592653589793115997963468544185161590576171875)
        phasediff += 6.28318530717958623199592693708837032318115234375;
    }
    C[freq] = phasediff * factor + i * fundamental;
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<convert>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x60,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
movss  %xmm0,-0x24(%rbp)
movss  %xmm1,-0x28(%rbp)
movl   $0x0,-0x4c(%rbp)
mov    -0x4c(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jg     133a <convert+0x21a>
mov    -0x4c(%rbp),%eax
shl    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
mov    %eax,-0x34(%rbp)
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x40(%rbp)
mov    %eax,-0x38(%rbp)
mov    -0x4c(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jne    1188 <convert+0x68>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  0x4(%rax),%xmm0
movss  %xmm0,-0x50(%rbp)
jmp    119a <convert+0x7a>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x34(%rbp),%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
movss  %xmm0,-0x50(%rbp)
movss  -0x50(%rbp),%xmm0
movss  %xmm0,-0x44(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x4c(%rbp)
je     11ba <convert+0x9a>
mov    -0x4c(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jne    11c7 <convert+0xa7>
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x58(%rbp)
jmp    11dd <convert+0xbd>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x38(%rbp),%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
cvtss2sd %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x58(%rbp)
movsd  -0x58(%rbp),%xmm0
cvtsd2ss %xmm0,%xmm0
movss  %xmm0,-0x48(%rbp)
movss  -0x44(%rbp),%xmm0
movss  -0x48(%rbp),%xmm1
call   1040 <hypot@plt>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x3c(%rbp),%rcx
movss  %xmm0,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x3c(%rbp),%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
cvtss2sd %xmm0,%xmm0
xorps  %xmm1,%xmm1
ucomisd %xmm1,%xmm0
jne    1238 <convert+0x118>
jp     1238 <convert+0x118>
xorps  %xmm0,%xmm0
movss  %xmm0,-0x30(%rbp)
jmp    1303 <convert+0x1e3>
movss  -0x48(%rbp),%xmm0
movss  -0x44(%rbp),%xmm1
call   1030 <atan2@plt>
movd   %xmm0,%eax
xor    $0x80000000,%eax
movd   %eax,%xmm0
movss  %xmm0,-0x2c(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x4c(%rbp),%rcx
subss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
movss  %xmm0,-0x30(%rbp)
movss  -0x2c(%rbp),%xmm0
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x4c(%rbp),%rcx
movss  %xmm0,(%rax,%rcx,4)
movss  -0x30(%rbp),%xmm0
cvtss2sd %xmm0,%xmm0
movsd  0xd72(%rip),%xmm1
ucomisd %xmm1,%xmm0
jbe    12bb <convert+0x19b>
movss  -0x30(%rbp),%xmm0
cvtss2sd %xmm0,%xmm0
movsd  0xd67(%rip),%xmm1
subsd  %xmm1,%xmm0
cvtsd2ss %xmm0,%xmm0
movss  %xmm0,-0x30(%rbp)
jmp    127d <convert+0x15d>
jmp    12c0 <convert+0x1a0>
movss  -0x30(%rbp),%xmm0
cvtss2sd %xmm0,%xmm1
movsd  0xd37(%rip),%xmm0
ucomisd %xmm1,%xmm0
jbe    12fe <convert+0x1de>
movss  -0x30(%rbp),%xmm0
cvtss2sd %xmm0,%xmm0
movsd  0xd24(%rip),%xmm1
addsd  %xmm1,%xmm0
cvtsd2ss %xmm0,%xmm0
movss  %xmm0,-0x30(%rbp)
jmp    12c0 <convert+0x1a0>
jmp    1303 <convert+0x1e3>
movss  -0x30(%rbp),%xmm0
movss  -0x28(%rbp),%xmm2
cvtsi2ssl -0x4c(%rbp),%xmm1
mulss  -0x24(%rbp),%xmm1
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x40(%rbp),%rcx
movss  %xmm0,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x4c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x4c(%rbp)
jmp    1148 <convert+0x28>
add    $0x60,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<convert>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x28,%rsp
movss  %xmm1,0xc(%rsp)
movss  %xmm0,0x8(%rsp)
mov    %rcx,0x18(%rsp)
test   %edx,%edx
js     12ad <convert+0x18d>
mov    %rsi,%rbx
mov    %rdi,%r12
mov    %rdx,%rax
mov    %eax,%r13d
add    $0x1,%eax
mov    %rax,0x20(%rsp)
xor    %r15d,%r15d
jmp    118f <convert+0x6f>
xorps  %xmm0,%xmm0
cvtsi2ss %r15d,%xmm0
mulss  0x8(%rsp),%xmm0
mulss  0xc(%rsp),%xmm1
addss  %xmm0,%xmm1
movslq %r14d,%rax
movss  %xmm1,(%rbx,%rax,4)
add    $0x1,%r15
cmp    0x20(%rsp),%r15
je     12ad <convert+0x18d>
lea    (%r15,%r15,1),%r14
add    $0x1,%r14
mov    %r15,%rbp
shl    $0x21,%rbp
sar    $0x20,%rbp
cmp    %r13,%r15
mov    %rbp,%rax
mov    $0x1,%ecx
cmove  %rcx,%rax
xorps  %xmm1,%xmm1
test   %r15,%r15
je     11ce <convert+0xae>
cmp    %r13,%r15
je     11ce <convert+0xae>
movslq %r14d,%rcx
movss  (%r12,%rcx,4),%xmm0
xorps  %xmm1,%xmm1
cvtss2sd %xmm0,%xmm1
movss  (%r12,%rax,4),%xmm0
cvtsd2ss %xmm1,%xmm1
movss  %xmm0,0x14(%rsp)
movss  %xmm1,0x10(%rsp)
call   1040 <hypot@plt>
movss  %xmm0,(%rbx,%rbp,4)
xorps  %xmm1,%xmm1
ucomiss %xmm1,%xmm0
jne    11fc <convert+0xdc>
jnp    1160 <convert+0x40>
movss  0x10(%rsp),%xmm0
movss  0x14(%rsp),%xmm1
call   1030 <atan2@plt>
xorps  0xdec(%rip),%xmm0
movaps %xmm0,%xmm1
mov    0x18(%rsp),%rax
subss  (%rax,%r15,4),%xmm1
movss  %xmm0,(%rax,%r15,4)
xorps  %xmm0,%xmm0
cvtss2sd %xmm1,%xmm0
movsd  0xdd9(%rip),%xmm2
ucomisd %xmm2,%xmm0
movsd  0xdd5(%rip),%xmm3
jbe    1268 <convert+0x148>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
addsd  %xmm3,%xmm0
xorps  %xmm1,%xmm1
cvtsd2ss %xmm0,%xmm1
xorps  %xmm0,%xmm0
cvtss2sd %xmm1,%xmm0
ucomisd %xmm2,%xmm0
ja     1250 <convert+0x130>
movsd  0xdb0(%rip),%xmm2
ucomisd %xmm0,%xmm2
movsd  0xdac(%rip),%xmm3
jbe    1160 <convert+0x40>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
addsd  %xmm3,%xmm0
xorps  %xmm1,%xmm1
cvtsd2ss %xmm0,%xmm1
xorps  %xmm0,%xmm0
cvtss2sd %xmm1,%xmm0
ucomisd %xmm0,%xmm2
ja     1290 <convert+0x170>
jmp    1160 <convert+0x40>
add    $0x28,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @convert(float* %0, float* %1, i32 %2, float* %3, float %4, float %5) {
%7 = alloca float*
%8 = alloca float*
%9 = alloca i32
%10 = alloca float*
%11 = alloca float
%12 = alloca float
%13 = alloca float
%14 = alloca float
%15 = alloca i32
%16 = alloca i32
%17 = alloca i32
%18 = alloca i32
%19 = alloca float
%20 = alloca float
%21 = alloca i32
store float* %0, float** %7
store float* %1, float** %8
store i32 %2, i32* %9
store float* %3, float** %10
store float %4, float* %11
store float %5, float* %12
store i32 0, i32* %21
br label %22
22: ; preds = %125, %6
%23 = load i32, i32* %21
%24 = load i32, i32* %9
%25 = icmp sle i32 %23, %24
br i1 %25, label %26, label %128
26: ; preds = %22
%27 = load i32, i32* %21
%28 = shl i32 %27, 1
store i32 %28, i32* %17
store i32 %28, i32* %15
%29 = add nsw i32 %28, 1
store i32 %29, i32* %18
store i32 %29, i32* %16
%30 = load i32, i32* %21
%31 = load i32, i32* %9
%32 = icmp eq i32 %30, %31
br i1 %32, label %33, label %37
33: ; preds = %26
%34 = load float*, float** %7
%35 = getelementptr inbounds float, float* %34, i64 1
%36 = load float, float* %35
br label %43
37: ; preds = %26
%38 = load float*, float** %7
%39 = load i32, i32* %15
%40 = sext i32 %39 to i64
%41 = getelementptr inbounds float, float* %38, i64 %40
%42 = load float, float* %41
br label %43
43: ; preds = %37, %33
%44 = phi float [ %36, %33 ], [ %42, %37 ]
store float %44, float* %19
%45 = load i32, i32* %21
%46 = icmp eq i32 %45, 0
br i1 %46, label %51, label %47
47: ; preds = %43
%48 = load i32, i32* %21
%49 = load i32, i32* %9
%50 = icmp eq i32 %48, %49
br i1 %50, label %51, label %52
51: ; preds = %47, %43
br label %59
52: ; preds = %47
%53 = load float*, float** %7
%54 = load i32, i32* %16
%55 = sext i32 %54 to i64
%56 = getelementptr inbounds float, float* %53, i64 %55
%57 = load float, float* %56
%58 = fpext float %57 to double
br label %59
59: ; preds = %52, %51
%60 = phi double [ 0.000000e+00, %51 ], [ %58, %52 ]
%61 = fptrunc double %60 to float
store float %61, float* %20
%62 = load float, float* %19
%63 = load float, float* %20
%64 = call float @hypot(float %62, float %63)
%65 = load float*, float** %8
%66 = load i32, i32* %17
%67 = sext i32 %66 to i64
%68 = getelementptr inbounds float, float* %65, i64 %67
store float %64, float* %68
%69 = load float*, float** %8
%70 = load i32, i32* %17
%71 = sext i32 %70 to i64
%72 = getelementptr inbounds float, float* %69, i64 %71
%73 = load float, float* %72
%74 = fpext float %73 to double
%75 = fcmp oeq double %74, 0.000000e+00
br i1 %75, label %76, label %77
76: ; preds = %59
store float 0.000000e+00, float* %14
br label %113
77: ; preds = %59
%78 = load float, float* %20
%79 = load float, float* %19
%80 = call float @atan2(float %78, float %79)
%81 = fneg float %80
store float %81, float* %13
%82 = load float*, float** %10
%83 = load i32, i32* %21
%84 = sext i32 %83 to i64
%85 = getelementptr inbounds float, float* %82, i64 %84
%86 = load float, float* %85
%87 = fsub float %81, %86
store float %87, float* %14
%88 = load float, float* %13
%89 = load float*, float** %10
%90 = load i32, i32* %21
%91 = sext i32 %90 to i64
%92 = getelementptr inbounds float, float* %89, i64 %91
store float %88, float* %92
br label %93
93: ; preds = %97, %77
%94 = load float, float* %14
%95 = fpext float %94 to double
%96 = fcmp ogt double %95, 0x400921FB54442D18
br i1 %96, label %97, label %102
97: ; preds = %93
%98 = load float, float* %14
%99 = fpext float %98 to double
%100 = fsub double %99, 0x401921FB54442D18
%101 = fptrunc double %100 to float
store float %101, float* %14
br label %93
102: ; preds = %93
br label %103
103: ; preds = %107, %102
%104 = load float, float* %14
%105 = fpext float %104 to double
%106 = fcmp olt double %105, 0xC00921FB54442D18
br i1 %106, label %107, label %112
107: ; preds = %103
%108 = load float, float* %14
%109 = fpext float %108 to double
%110 = fadd double %109, 0x401921FB54442D18
%111 = fptrunc double %110 to float
store float %111, float* %14
br label %103
112: ; preds = %103
br label %113
113: ; preds = %112, %76
%114 = load float, float* %14
%115 = load float, float* %12
%116 = load i32, i32* %21
%117 = sitofp i32 %116 to float
%118 = load float, float* %11
%119 = fmul float %117, %118
%120 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %114, float %115, float %119)
%121 = load float*, float** %8
%122 = load i32, i32* %18
%123 = sext i32 %122 to i64
%124 = getelementptr inbounds float, float* %121, i64 %123
store float %120, float* %124
br label %125
125: ; preds = %113
%126 = load i32, i32* %21
%127 = add nsw i32 %126, 1
store i32 %127, i32* %21
br label %22
128: ; preds = %22
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @convert(float* nocapture %0, float* nocapture writeonly %1, i32 %2, float* nocapture %3, float %4, float %5) {
%7 = icmp slt i32 %2, 0
br i1 %7, label %71, label %8
8: ; preds = %6
%9 = zext i32 %2 to i64
%10 = add nuw i32 %2, 1
%11 = zext i32 %10 to i64
br label %12
12: ; preds = %8, %60
%13 = phi i64 [ 0, %8 ], [ %69, %60 ]
%14 = shl nuw i64 %13, 1
%15 = or i64 %14, 1
%16 = icmp eq i64 %13, %9
%17 = shl i64 %13, 33
%18 = ashr exact i64 %17, 32
%19 = select i1 %16, i64 1, i64 %18
%20 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %19
%21 = load float, float* %20
%22 = icmp eq i64 %13, 0
%23 = or i1 %22, %16
br i1 %23, label %30, label %24
24: ; preds = %12
%25 = shl i64 %15, 32
%26 = ashr exact i64 %25, 32
%27 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %26
%28 = load float, float* %27
%29 = fpext float %28 to double
br label %30
30: ; preds = %12, %24
%31 = phi double [ %29, %24 ], [ 0.000000e+00, %12 ]
%32 = fptrunc double %31 to float
%33 = tail call float @hypot(float %21, float %32)
%34 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 %18
store float %33, float* %34
%35 = fcmp oeq float %33, 0.000000e+00
br i1 %35, label %60, label %36
36: ; preds = %30
%37 = tail call float @atan2(float %32, float %21)
%38 = fneg float %37
%39 = getelementptr inbounds float, float* %3, i64 %13
%40 = load float, float* %39
%41 = fsub float %38, %40
store float %38, float* %39
%42 = fpext float %41 to double
%43 = fcmp ogt double %42, 0x400921FB54442D18
br i1 %43, label %48, label %44
44: ; preds = %48, %36
%45 = phi double [ %42, %36 ], [ %52, %48 ]
%46 = phi float [ %41, %36 ], [ %51, %48 ]
%47 = fcmp olt double %45, 0xC00921FB54442D18
br i1 %47, label %54, label %60
48: ; preds = %36, %48
%49 = phi double [ %52, %48 ], [ %42, %36 ]
%50 = fadd double %49, 0xC01921FB54442D18
%51 = fptrunc double %50 to float
%52 = fpext float %51 to double
%53 = fcmp ogt double %52, 0x400921FB54442D18
br i1 %53, label %48, label %44
54: ; preds = %44, %54
%55 = phi double [ %58, %54 ], [ %45, %44 ]
%56 = fadd double %55, 0x401921FB54442D18
%57 = fptrunc double %56 to float
%58 = fpext float %57 to double
%59 = fcmp olt double %58, 0xC00921FB54442D18
br i1 %59, label %54, label %60
60: ; preds = %54, %44, %30
%61 = phi float [ 0.000000e+00, %30 ], [ %46, %44 ], [ %57, %54 ]
%62 = trunc i64 %13 to i32
%63 = sitofp i32 %62 to float
%64 = fmul float %63, %4
%65 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %61, float %5, float %64)
%66 = shl i64 %15, 32
%67 = ashr exact i64 %66, 32
%68 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 %67
store float %65, float* %68
%69 = add nuw nsw i64 %13, 1
%70 = icmp eq i64 %69, %11
br i1 %70, label %71, label %12
71: ; preds = %60, %6
ret void
}