#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 scalar_t__ int16_t;

/* Variables and functions */
float M_PI;
int cosf(float);
void tone_gen(int16_t *audio, int N, int ampl, int freq_hz, float *phase_p) {
  float phase, phase_step;
  int i;
  phase = *phase_p;
  phase_step = (2.0f * M_PI * freq_hz) / 8000;
  for (i = 0; i < N; i++) {
    audio[i] += (int16_t)(ampl * cosf(phase));
    phase += phase_step;
  }
  *phase_p = phase;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<tone_gen>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
mov    %ecx,-0x14(%rbp)
mov    %r8,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
movss  (%rax),%xmm0
movss  %xmm0,-0x24(%rbp)
movss  0xec6(%rip),%xmm0
mov    0x2ea3(%rip),%rax
mulss  (%rax),%xmm0
cvtsi2ssl -0x14(%rbp),%xmm1
mulss  %xmm1,%xmm0
movss  0xea6(%rip),%xmm1
divss  %xmm1,%xmm0
movss  %xmm0,-0x28(%rbp)
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    11be <tone_gen+0xae>
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
movss  -0x24(%rbp),%xmm0
call   1030 <cosf@plt>
mov    %eax,%ecx
mov    -0x30(%rbp),%eax
imul   %ecx,%eax
movslq %eax,%rdx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
add    (%rax,%rcx,8),%rdx
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
movss  -0x28(%rbp),%xmm0
addss  -0x24(%rbp),%xmm0
movss  %xmm0,-0x24(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    116a <tone_gen+0x5a>
movss  -0x24(%rbp),%xmm0
mov    -0x20(%rbp),%rax
movss  %xmm0,(%rax)
add    $0x30,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<tone_gen>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    %r8,%r14
movss  (%r8),%xmm0
test   %esi,%esi
jle    11e3 <tone_gen+0xd3>
mov    %edx,%ebp
mov    %rdi,%r15
mov    0x2eb1(%rip),%rax
movss  (%rax),%xmm1
addss  %xmm1,%xmm1
cvtsi2ss %ecx,%xmm2
mulss  %xmm1,%xmm2
divss  0xeb1(%rip),%xmm2
mov    %esi,%r12d
cmp    $0x1,%esi
movss  %xmm2,0x4(%rsp)
jne    1161 <tone_gen+0x51>
xor    %ebx,%ebx
jmp    11bf <tone_gen+0xaf>
mov    %r12d,%r13d
and    $0xfffffffe,%r13d
xor    %ebx,%ebx
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
movss  %xmm0,(%rsp)
call   1030 <cosf@plt>
imul   %ebp,%eax
cltq
add    %rax,(%r15,%rbx,8)
movss  (%rsp),%xmm0
addss  0x4(%rsp),%xmm0
movss  %xmm0,(%rsp)
movss  (%rsp),%xmm0
call   1030 <cosf@plt>
movss  0x4(%rsp),%xmm2
movss  (%rsp),%xmm0
imul   %ebp,%eax
cltq
add    %rax,0x8(%r15,%rbx,8)
addss  %xmm2,%xmm0
add    $0x2,%rbx
cmp    %rbx,%r13
jne    1170 <tone_gen+0x60>
test   $0x1,%r12b
je     11e3 <tone_gen+0xd3>
movss  %xmm0,(%rsp)
call   1030 <cosf@plt>
movss  (%rsp),%xmm0
imul   %ebp,%eax
cltq
add    %rax,(%r15,%rbx,8)
addss  0x4(%rsp),%xmm0
movss  %xmm0,(%r14)
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
@M_PI = global float 0.000000e+00
define void @tone_gen(i64* %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3, float* %4) {
%6 = alloca i64*
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca float*
%11 = alloca float
%12 = alloca float
%13 = alloca i32
store i64* %0, i64** %6
store i32 %1, i32* %7
store i32 %2, i32* %8
store i32 %3, i32* %9
store float* %4, float** %10
%14 = load float*, float** %10
%15 = load float, float* %14
store float %15, float* %11
%16 = load float, float* @M_PI
%17 = fmul float 2.000000e+00, %16
%18 = load i32, i32* %9
%19 = sitofp i32 %18 to float
%20 = fmul float %17, %19
%21 = fdiv float %20, 8.000000e+03
store float %21, float* %12
store i32 0, i32* %13
br label %22
22: ; preds = %41, %5
%23 = load i32, i32* %13
%24 = load i32, i32* %7
%25 = icmp slt i32 %23, %24
br i1 %25, label %26, label %44
26: ; preds = %22
%27 = load i32, i32* %8
%28 = load float, float* %11
%29 = call i32 @cosf(float %28)
%30 = mul nsw i32 %27, %29
%31 = sext i32 %30 to i64
%32 = load i64*, i64** %6
%33 = load i32, i32* %13
%34 = sext i32 %33 to i64
%35 = getelementptr inbounds i64, i64* %32, i64 %34
%36 = load i64, i64* %35
%37 = add nsw i64 %36, %31
store i64 %37, i64* %35
%38 = load float, float* %12
%39 = load float, float* %11
%40 = fadd float %39, %38
store float %40, float* %11
br label %41
41: ; preds = %26
%42 = load i32, i32* %13
%43 = add nsw i32 %42, 1
store i32 %43, i32* %13
br label %22
44: ; preds = %22
%45 = load float, float* %11
%46 = load float*, float** %10
store float %45, float* %46
ret void
}

LLVM IR (-O2):
@M_PI = global float 0.000000e+00
define void @tone_gen(i64* nocapture %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3, float* nocapture %4) {
%6 = load float, float* %4
%7 = load float, float* @M_PI
%8 = fmul float %7, 2.000000e+00
%9 = sitofp i32 %3 to float
%10 = fmul float %8, %9
%11 = fdiv float %10, 8.000000e+03
%12 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %12, label %13, label %54
13: ; preds = %5
%14 = zext i32 %1 to i64
%15 = and i64 %14, 1
%16 = icmp eq i32 %1, 1
br i1 %16, label %41, label %17
17: ; preds = %13
%18 = and i64 %14, 4294967294
br label %19
19: ; preds = %19, %17
%20 = phi i64 [ 0, %17 ], [ %38, %19 ]
%21 = phi float [ %6, %17 ], [ %37, %19 ]
%22 = phi i64 [ 0, %17 ], [ %39, %19 ]
%23 = tail call i32 @cosf(float %21)
%24 = mul nsw i32 %23, %2
%25 = sext i32 %24 to i64
%26 = getelementptr inbounds i64, i64* %0, i64 %20
%27 = load i64, i64* %26
%28 = add nsw i64 %27, %25
store i64 %28, i64* %26
%29 = fadd float %11, %21
%30 = or i64 %20, 1
%31 = tail call i32 @cosf(float %29)
%32 = mul nsw i32 %31, %2
%33 = sext i32 %32 to i64
%34 = getelementptr inbounds i64, i64* %0, i64 %30
%35 = load i64, i64* %34
%36 = add nsw i64 %35, %33
store i64 %36, i64* %34
%37 = fadd float %11, %29
%38 = add nuw nsw i64 %20, 2
%39 = add i64 %22, 2
%40 = icmp eq i64 %39, %18
br i1 %40, label %41, label %19
41: ; preds = %19, %13
%42 = phi float [ undef, %13 ], [ %37, %19 ]
%43 = phi i64 [ 0, %13 ], [ %38, %19 ]
%44 = phi float [ %6, %13 ], [ %37, %19 ]
%45 = icmp eq i64 %15, 0
br i1 %45, label %54, label %46
46: ; preds = %41
%47 = tail call i32 @cosf(float %44)
%48 = mul nsw i32 %47, %2
%49 = sext i32 %48 to i64
%50 = getelementptr inbounds i64, i64* %0, i64 %43
%51 = load i64, i64* %50
%52 = add nsw i64 %51, %49
store i64 %52, i64* %50
%53 = fadd float %11, %44
br label %54
54: ; preds = %46, %41, %5
%55 = phi float [ %6, %5 ], [ %42, %41 ], [ %53, %46 ]
store float %55, float* %4
ret void
}