#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 int16_t;

/* Variables and functions */
void acs_butterfly(int state, int num_states, int16_t metric, int16_t *sum,
                   int16_t *new_sum, int16_t *path) {
  int state0, state1;
  int sum0, sum1, sum2, sum3;
  state0 = *(sum + (2 * state + 0));
  state1 = *(sum + (2 * state + 1));
  sum0 = state0 + metric;
  sum1 = state1 - metric;
  sum2 = state0 - metric;
  sum3 = state1 + metric;
  if (sum0 >= sum1) {
    *new_sum = sum0;
    *path = -1;
  } else {
    *new_sum = sum1;
    *path = 0;
  }
  if (sum2 >= sum3) {
    *(new_sum + num_states / 2) = sum2;
    *(path + num_states / 2) = -1;
  } else {
    *(new_sum + num_states / 2) = sum3;
    *(path + num_states / 2) = 0;
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<acs_butterfly>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %esi,-0x8(%rbp)
mov    %edx,-0xc(%rbp)
mov    %rcx,-0x18(%rbp)
mov    %r8,-0x20(%rbp)
mov    %r9,-0x28(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x4(%rbp),%ecx
shl    $0x1,%ecx
add    $0x0,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x4(%rbp),%ecx
shl    $0x1,%ecx
add    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%eax
sub    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x38(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
sub    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%eax
add    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x40(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
cmp    -0x38(%rbp),%eax
jl     118d <acs_butterfly+0x8d>
mov    -0x34(%rbp),%ecx
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %ecx,(%rax)
mov    -0x28(%rbp),%rax
movl   $0xffffffff,(%rax)
jmp    11a0 <acs_butterfly+0xa0>
mov    -0x38(%rbp),%ecx
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %ecx,(%rax)
mov    -0x28(%rbp),%rax
movl   $0x0,(%rax)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
cmp    -0x40(%rbp),%eax
jl     11fc <acs_butterfly+0xfc>
mov    -0x3c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x54(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x50(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    -0x54(%rbp),%edx
mov    %eax,%ecx
mov    -0x50(%rbp),%rax
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x48(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%ecx
mov    -0x48(%rbp),%rax
movslq %ecx,%rcx
movl   $0xffffffff,(%rax,%rcx,4)
jmp    1247 <acs_butterfly+0x147>
mov    -0x40(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x6c(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x68(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    -0x6c(%rbp),%edx
mov    %eax,%ecx
mov    -0x68(%rbp),%rax
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x60(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%ecx
mov    -0x60(%rbp),%rax
movslq %ecx,%rcx
movl   $0x0,(%rax,%rcx,4)
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<acs_butterfly>:
lea    (%rdi,%rdi,1),%eax
cltq
mov    (%rcx,%rax,4),%r10d
lea    0x1(%rdi,%rdi,1),%eax
cltq
mov    (%rcx,%rax,4),%eax
lea    (%r10,%rdx,1),%ecx
mov    %eax,%edi
sub    %edx,%edi
sub    %edx,%r10d
add    %edx,%eax
xor    %edx,%edx
cmp    %edi,%ecx
cmovge %ecx,%edi
setge  %dl
neg    %edx
mov    %edi,(%r8)
mov    %edx,(%r9)
mov    %esi,%ecx
shr    $0x1f,%ecx
add    %esi,%ecx
sar    %ecx
xor    %edx,%edx
cmp    %eax,%r10d
setge  %dl
cmovge %r10d,%eax
movslq %ecx,%rcx
neg    %edx
mov    %eax,(%r8,%rcx,4)
mov    %edx,(%r9,%rcx,4)
ret

LLVM IR (-O0):
define void @acs_butterfly(i32 %0, i32 %1, i32 %2, i32* %3, i32* %4, i32* %5) {
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32*
%11 = alloca i32*
%12 = alloca i32*
%13 = alloca i32
%14 = alloca i32
%15 = alloca i32
%16 = alloca i32
%17 = alloca i32
%18 = alloca i32
store i32 %0, i32* %7
store i32 %1, i32* %8
store i32 %2, i32* %9
store i32* %3, i32** %10
store i32* %4, i32** %11
store i32* %5, i32** %12
%19 = load i32*, i32** %10
%20 = load i32, i32* %7
%21 = mul nsw i32 2, %20
%22 = add nsw i32 %21, 0
%23 = sext i32 %22 to i64
%24 = getelementptr inbounds i32, i32* %19, i64 %23
%25 = load i32, i32* %24
store i32 %25, i32* %13
%26 = load i32*, i32** %10
%27 = load i32, i32* %7
%28 = mul nsw i32 2, %27
%29 = add nsw i32 %28, 1
%30 = sext i32 %29 to i64
%31 = getelementptr inbounds i32, i32* %26, i64 %30
%32 = load i32, i32* %31
store i32 %32, i32* %14
%33 = load i32, i32* %13
%34 = load i32, i32* %9
%35 = add nsw i32 %33, %34
store i32 %35, i32* %15
%36 = load i32, i32* %14
%37 = load i32, i32* %9
%38 = sub nsw i32 %36, %37
store i32 %38, i32* %16
%39 = load i32, i32* %13
%40 = load i32, i32* %9
%41 = sub nsw i32 %39, %40
store i32 %41, i32* %17
%42 = load i32, i32* %14
%43 = load i32, i32* %9
%44 = add nsw i32 %42, %43
store i32 %44, i32* %18
%45 = load i32, i32* %15
%46 = load i32, i32* %16
%47 = icmp sge i32 %45, %46
br i1 %47, label %48, label %52
48: ; preds = %6
%49 = load i32, i32* %15
%50 = load i32*, i32** %11
store i32 %49, i32* %50
%51 = load i32*, i32** %12
store i32 -1, i32* %51
br label %56
52: ; preds = %6
%53 = load i32, i32* %16
%54 = load i32*, i32** %11
store i32 %53, i32* %54
%55 = load i32*, i32** %12
store i32 0, i32* %55
br label %56
56: ; preds = %52, %48
%57 = load i32, i32* %17
%58 = load i32, i32* %18
%59 = icmp sge i32 %57, %58
br i1 %59, label %60, label %72
60: ; preds = %56
%61 = load i32, i32* %17
%62 = load i32*, i32** %11
%63 = load i32, i32* %8
%64 = sdiv i32 %63, 2
%65 = sext i32 %64 to i64
%66 = getelementptr inbounds i32, i32* %62, i64 %65
store i32 %61, i32* %66
%67 = load i32*, i32** %12
%68 = load i32, i32* %8
%69 = sdiv i32 %68, 2
%70 = sext i32 %69 to i64
%71 = getelementptr inbounds i32, i32* %67, i64 %70
store i32 -1, i32* %71
br label %84
72: ; preds = %56
%73 = load i32, i32* %18
%74 = load i32*, i32** %11
%75 = load i32, i32* %8
%76 = sdiv i32 %75, 2
%77 = sext i32 %76 to i64
%78 = getelementptr inbounds i32, i32* %74, i64 %77
store i32 %73, i32* %78
%79 = load i32*, i32** %12
%80 = load i32, i32* %8
%81 = sdiv i32 %80, 2
%82 = sext i32 %81 to i64
%83 = getelementptr inbounds i32, i32* %79, i64 %82
store i32 0, i32* %83
br label %84
84: ; preds = %72, %60
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @acs_butterfly(i32 %0, i32 %1, i32 %2, i32* nocapture %3, i32* nocapture writeonly %4, i32* nocapture writeonly %5) {
%7 = shl nsw i32 %0, 1
%8 = sext i32 %7 to i64
%9 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 %8
%10 = load i32, i32* %9
%11 = or i32 %7, 1
%12 = sext i32 %11 to i64
%13 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 %12
%14 = load i32, i32* %13
%15 = add nsw i32 %10, %2
%16 = sub nsw i32 %14, %2
%17 = sub nsw i32 %10, %2
%18 = add nsw i32 %14, %2
%19 = icmp slt i32 %15, %16
%20 = select i1 %19, i32 %16, i32 %15
%21 = xor i1 %19, true
%22 = sext i1 %21 to i32
store i32 %20, i32* %4
store i32 %22, i32* %5
%23 = icmp slt i32 %17, %18
%24 = sdiv i32 %1, 2
%25 = sext i32 %24 to i64
%26 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %25
%27 = select i1 %23, i32 %18, i32 %17
%28 = xor i1 %23, true
%29 = sext i1 %28 to i32
store i32 %27, i32* %26
%30 = getelementptr inbounds i32, i32* %5, i64 %25
store i32 %29, i32* %30
ret void
}