int bitonic_stage(unsigned inputs, unsigned period, unsigned x, unsigned skip,
                  int (*swap)(void *user, unsigned x, unsigned y0, unsigned y1),
                  int (*delay)(void *user, unsigned x, unsigned y, unsigned n),
                  void *user) {
  unsigned i, j;
  if (skip < inputs) {
    unsigned block = 2 * skip;
    for (i = 0; i < inputs / block; ++i)
      for (j = 0; j < skip; ++j) {
        if (swap(user, x, i * block + j, i * block + skip + j) < 0)
          return -1;
      }
  } else {
    for (i = 0; i < inputs; ++i) {
      if (delay(user, x, i, skip / inputs) < 0)
        return -1;
    }
  }
  return 0;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<bitonic_stage>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x50,%rsp
mov    0x10(%rbp),%rax
mov    %edi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
mov    %ecx,-0x14(%rbp)
mov    %r8,-0x20(%rbp)
mov    %r9,-0x28(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
jae    11ce <bitonic_stage+0xce>
mov    -0x14(%rbp),%eax
shl    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x38(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
xor    %edx,%edx
divl   -0x34(%rbp)
mov    %eax,%ecx
mov    -0x38(%rbp),%eax
cmp    %ecx,%eax
jae    11c9 <bitonic_stage+0xc9>
movl   $0x0,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jae    11b6 <bitonic_stage+0xb6>
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    0x10(%rbp),%rdi
mov    -0x10(%rbp),%esi
mov    -0x2c(%rbp),%edx
imul   -0x34(%rbp),%edx
add    -0x30(%rbp),%edx
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
imul   -0x34(%rbp),%ecx
add    -0x14(%rbp),%ecx
add    -0x30(%rbp),%ecx
call   *%rax
cmp    $0x0,%eax
jge    11a3 <bitonic_stage+0xa3>
movl   $0xffffffff,-0x4(%rbp)
jmp    123d <bitonic_stage+0x13d>
jmp    11a8 <bitonic_stage+0xa8>
mov    -0x30(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
jmp    115e <bitonic_stage+0x5e>
jmp    11bb <bitonic_stage+0xbb>
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    113c <bitonic_stage+0x3c>
jmp    1236 <bitonic_stage+0x136>
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
jae    1231 <bitonic_stage+0x131>
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
mov    0x10(%rbp),%rdi
mov    -0x10(%rbp),%esi
mov    -0x2c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x44(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
xor    %edx,%edx
divl   -0x8(%rbp)
mov    -0x44(%rbp),%edx
mov    %eax,%ecx
mov    -0x40(%rbp),%rax
call   *%rax
cmp    $0x0,%eax
jge    121e <bitonic_stage+0x11e>
movl   $0xffffffff,-0x4(%rbp)
jmp    123d <bitonic_stage+0x13d>
jmp    1223 <bitonic_stage+0x123>
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    11d5 <bitonic_stage+0xd5>
jmp    1236 <bitonic_stage+0x136>
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x50,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<bitonic_stage>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x18,%rsp
mov    %ecx,%r14d
mov    %edx,%r13d
mov    %edi,%ebp
cmp    %edi,%ecx
jae    1155 <bitonic_stage+0x55>
lea    (%r14,%r14,1),%ecx
xor    %esi,%esi
mov    %ebp,%eax
xor    %edx,%edx
div    %ecx
mov    %eax,0x8(%rsp)
mov    %ecx,0x10(%rsp)
cmp    %ebp,%ecx
ja     11ec <bitonic_stage+0xec>
mov    %r8,%r15
mov    0x8(%rsp),%eax
cmp    $0x2,%eax
mov    $0x1,%ecx
cmovae %eax,%ecx
mov    %ecx,0xc(%rsp)
movb   $0x1,0x7(%rsp)
xor    %ebx,%ebx
jmp    11aa <bitonic_stage+0xaa>
test   %ebp,%ebp
je     11ec <bitonic_stage+0xec>
mov    %r9,%r12
xor    %ebx,%ebx
mov    %r14d,%eax
xor    %edx,%edx
div    %ebp
mov    %eax,%r14d
nopl   0x0(%rax)
mov    0x50(%rsp),%rdi
mov    %r13d,%esi
mov    %ebx,%edx
mov    %r14d,%ecx
call   *%r12
test   %eax,%eax
js     11fd <bitonic_stage+0xfd>
add    $0x1,%ebx
cmp    %ebx,%ebp
jne    1170 <bitonic_stage+0x70>
jmp    11ec <bitonic_stage+0xec>
nopl   (%rax)
add    $0x1,%ebx
cmp    0x8(%rsp),%ebx
setb   0x7(%rsp)
mov    0x14(%rsp),%esi
add    0x10(%rsp),%esi
cmp    0xc(%rsp),%ebx
je     11ec <bitonic_stage+0xec>
mov    %esi,0x14(%rsp)
mov    %esi,%ebp
mov    %r14d,%r12d
test   %r14d,%r14d
je     1190 <bitonic_stage+0x90>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
lea    (%r14,%rbp,1),%ecx
mov    0x50(%rsp),%rdi
mov    %r13d,%esi
mov    %ebp,%edx
call   *%r15
test   %eax,%eax
js     11e0 <bitonic_stage+0xe0>
add    $0x1,%ebp
add    $0xffffffff,%r12d
jne    11c0 <bitonic_stage+0xc0>
jmp    1190 <bitonic_stage+0x90>
mov    $0xffffffff,%eax
testb  $0x1,0x7(%rsp)
jne    11ee <bitonic_stage+0xee>
xor    %eax,%eax
add    $0x18,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret
mov    $0xffffffff,%eax
jmp    11ee <bitonic_stage+0xee>

LLVM IR (-O0):
define i32 @bitonic_stage(i32 %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3, i32 (i8*, i32, i32, i32)* %4, i32 (i8*, i32, i32, i32)* %5, i8* %6) {
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
%13 = alloca i32 (i8*, i32, i32, i32)*
%14 = alloca i32 (i8*, i32, i32, i32)*
%15 = alloca i8*
%16 = alloca i32
%17 = alloca i32
%18 = alloca i32
store i32 %0, i32* %9
store i32 %1, i32* %10
store i32 %2, i32* %11
store i32 %3, i32* %12
store i32 (i8*, i32, i32, i32)* %4, i32 (i8*, i32, i32, i32)** %13
store i32 (i8*, i32, i32, i32)* %5, i32 (i8*, i32, i32, i32)** %14
store i8* %6, i8** %15
%19 = load i32, i32* %12
%20 = load i32, i32* %9
%21 = icmp ult i32 %19, %20
br i1 %21, label %22, label %64
22: ; preds = %7
%23 = load i32, i32* %12
%24 = mul i32 2, %23
store i32 %24, i32* %18
store i32 0, i32* %16
br label %25
25: ; preds = %60, %22
%26 = load i32, i32* %16
%27 = load i32, i32* %9
%28 = load i32, i32* %18
%29 = udiv i32 %27, %28
%30 = icmp ult i32 %26, %29
br i1 %30, label %31, label %63
31: ; preds = %25
store i32 0, i32* %17
br label %32
32: ; preds = %56, %31
%33 = load i32, i32* %17
%34 = load i32, i32* %12
%35 = icmp ult i32 %33, %34
br i1 %35, label %36, label %59
36: ; preds = %32
%37 = load i32 (i8*, i32, i32, i32)*, i32 (i8*, i32, i32, i32)** %13
%38 = load i8*, i8** %15
%39 = load i32, i32* %11
%40 = load i32, i32* %16
%41 = load i32, i32* %18
%42 = mul i32 %40, %41
%43 = load i32, i32* %17
%44 = add i32 %42, %43
%45 = load i32, i32* %16
%46 = load i32, i32* %18
%47 = mul i32 %45, %46
%48 = load i32, i32* %12
%49 = add i32 %47, %48
%50 = load i32, i32* %17
%51 = add i32 %49, %50
%52 = call i32 %37(i8* %38, i32 %39, i32 %44, i32 %51)
%53 = icmp slt i32 %52, 0
br i1 %53, label %54, label %55
54: ; preds = %36
store i32 -1, i32* %8
br label %86
55: ; preds = %36
br label %56
56: ; preds = %55
%57 = load i32, i32* %17
%58 = add i32 %57, 1
store i32 %58, i32* %17
br label %32
59: ; preds = %32
br label %60
60: ; preds = %59
%61 = load i32, i32* %16
%62 = add i32 %61, 1
store i32 %62, i32* %16
br label %25
63: ; preds = %25
br label %85
64: ; preds = %7
store i32 0, i32* %16
br label %65
65: ; preds = %81, %64
%66 = load i32, i32* %16
%67 = load i32, i32* %9
%68 = icmp ult i32 %66, %67
br i1 %68, label %69, label %84
69: ; preds = %65
%70 = load i32 (i8*, i32, i32, i32)*, i32 (i8*, i32, i32, i32)** %14
%71 = load i8*, i8** %15
%72 = load i32, i32* %11
%73 = load i32, i32* %16
%74 = load i32, i32* %12
%75 = load i32, i32* %9
%76 = udiv i32 %74, %75
%77 = call i32 %70(i8* %71, i32 %72, i32 %73, i32 %76)
%78 = icmp slt i32 %77, 0
br i1 %78, label %79, label %80
79: ; preds = %69
store i32 -1, i32* %8
br label %86
80: ; preds = %69
br label %81
81: ; preds = %80
%82 = load i32, i32* %16
%83 = add i32 %82, 1
store i32 %83, i32* %16
br label %65
84: ; preds = %65
br label %85
85: ; preds = %84, %63
store i32 0, i32* %8
br label %86
86: ; preds = %85, %79, %54
%87 = load i32, i32* %8
ret i32 %87
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @bitonic_stage(i32 %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3, i32 (i8*, i32, i32, i32)* nocapture %4, i32 (i8*, i32, i32, i32)* nocapture %5, i8* %6) {
%8 = icmp ult i32 %3, %0
br i1 %8, label %13, label %9
9: ; preds = %7
%10 = icmp eq i32 %0, 0
br i1 %10, label %46, label %11
11: ; preds = %9
%12 = udiv i32 %3, %0
br label %41
13: ; preds = %7
%14 = shl i32 %3, 1
%15 = udiv i32 %0, %14
%16 = icmp ugt i32 %14, %0
br i1 %16, label %46, label %17
17: ; preds = %13
%18 = icmp eq i32 %3, 0
%19 = call i32 @llvm.umax.i32(i32 %15, i32 1)
br label %20
20: ; preds = %17, %34
%21 = phi i1 [ true, %17 ], [ %36, %34 ]
%22 = phi i32 [ 0, %17 ], [ %35, %34 ]
br i1 %18, label %34, label %23
23: ; preds = %20
%24 = mul i32 %22, %14
br label %27
25: ; preds = %27
%26 = icmp eq i32 %33, %3
br i1 %26, label %34, label %27
27: ; preds = %23, %25
%28 = phi i32 [ 0, %23 ], [ %33, %25 ]
%29 = add i32 %28, %24
%30 = add i32 %29, %3
%31 = tail call i32 %4(i8* %6, i32 %2, i32 %29, i32 %30)
%32 = icmp slt i32 %31, 0
%33 = add nuw i32 %28, 1
br i1 %32, label %38, label %25
34: ; preds = %25, %20
%35 = add nuw i32 %22, 1
%36 = icmp ult i32 %35, %15
%37 = icmp eq i32 %35, %19
br i1 %37, label %46, label %20
38: ; preds = %27
br i1 %21, label %47, label %46
39: ; preds = %41
%40 = icmp eq i32 %45, %0
br i1 %40, label %46, label %41
41: ; preds = %11, %39
%42 = phi i32 [ 0, %11 ], [ %45, %39 ]
%43 = tail call i32 %5(i8* %6, i32 %2, i32 %42, i32 %12)
%44 = icmp slt i32 %43, 0
%45 = add nuw i32 %42, 1
br i1 %44, label %47, label %39
46: ; preds = %39, %34, %9, %13, %38
br label %47
47: ; preds = %41, %38, %46
%48 = phi i32 [ 0, %46 ], [ -1, %38 ], [ -1, %41 ]
ret i32 %48
}