void dwt(void (*wavelet)(float *, float *, int, int, int), float *out,
         float *in, int N0, int N, int SO, int SI) {
  wavelet(out, in, N, SO, SI);
  int K = (N + 1) / 2;
  for (int i = 0; i < K; ++i)
    in[i * SI] = out[i * SO];
  if (K >= N0)
    dwt(wavelet, out, in, N0, K, SO, SI);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<dwt>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x40,%rsp
mov    0x10(%rbp),%eax
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %ecx,-0x1c(%rbp)
mov    %r8d,-0x20(%rbp)
mov    %r9d,-0x24(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x10(%rbp),%rdi
mov    -0x18(%rbp),%rsi
mov    -0x20(%rbp),%edx
mov    -0x24(%rbp),%ecx
mov    0x10(%rbp),%r8d
call   *%rax
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x28(%rbp)
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0x28(%rbp),%eax
jge    11a2 <dwt+0x92>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
imul   -0x24(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
imul   0x10(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movss  %xmm0,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    1162 <dwt+0x52>
mov    -0x28(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jl     11d0 <dwt+0xc0>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x10(%rbp),%rsi
mov    -0x18(%rbp),%rdx
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
mov    -0x28(%rbp),%r8d
mov    -0x24(%rbp),%r9d
mov    0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,(%rsp)
call   1030 <dwt@plt>
add    $0x40,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<dwt>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x88,%rsp
mov    %ecx,0x20(%rsp)
mov    %rdi,0x80(%rsp)
mov    %r9d,0x24(%rsp)
movslq %r9d,%rdi
movslq 0xc0(%rsp),%rbp
mov    %ebp,%eax
xor    $0x1,%eax
mov    %edi,%ecx
xor    $0x1,%ecx
or     %eax,%ecx
setne  0xf(%rsp)
mov    %rdi,%rax
shl    $0x5,%rax
mov    %rax,0x68(%rsp)
mov    %rdi,%rax
shl    $0x6,%rax
mov    %rax,0x60(%rsp)
mov    %rbp,%rax
shl    $0x5,%rax
mov    %rax,0x58(%rsp)
mov    %rbp,%rax
shl    $0x6,%rax
mov    %rax,0x50(%rsp)
mov    %rbp,%rax
shl    $0x4,%rax
mov    %rax,0x78(%rsp)
mov    %rdi,%rax
shl    $0x4,%rax
mov    %rax,0x70(%rsp)
lea    0x10(%rsi),%rax
mov    %rax,0x48(%rsp)
lea    0x10(%rdx),%rax
mov    %rax,0x40(%rsp)
mov    %rbp,0x28(%rsp)
lea    0x0(,%rbp,4),%rax
mov    %rax,0x38(%rsp)
mov    %rdi,0x30(%rsp)
lea    0x0(,%rdi,4),%r14
mov    %rdx,0x18(%rsp)
mov    %rsi,0x10(%rsp)
jmp    11e5 <dwt+0xe5>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
cmp    0x20(%rsp),%r8d
mov    0x18(%rsp),%rdx
mov    0x10(%rsp),%rsi
jl     1437 <dwt+0x337>
mov    %r8d,%r13d
mov    %rsi,%rdi
mov    %rdx,%rsi
mov    %r8d,%edx
mov    0x24(%rsp),%ecx
mov    0xc0(%rsp),%r8d
call   *0x80(%rsp)
lea    0x1(%r13),%eax
shr    $0x1f,%eax
lea    (%rax,%r13,1),%r8d
add    $0x1,%r8d
sar    %r8d
test   %r13d,%r13d
jle    11d0 <dwt+0xd0>
cmp    $0x2,%r8d
mov    $0x1,%eax
cmovge %r8d,%eax
cmp    $0x8,%eax
setb   %cl
or     0xf(%rsp),%cl
jne    1258 <dwt+0x158>
mov    0x10(%rsp),%r12
lea    (%r12,%rax,4),%rcx
mov    0x18(%rsp),%r15
cmp    %r15,%rcx
jbe    1371 <dwt+0x271>
lea    (%r15,%rax,4),%rcx
cmp    %r12,%rcx
jbe    1371 <dwt+0x271>
xor    %r9d,%r9d
mov    %r9,%rdx
not    %rdx
add    %rax,%rdx
mov    %rax,%rcx
and    $0x3,%rcx
je     12ca <dwt+0x1ca>
mov    0x28(%rsp),%rsi
imul   %r9,%rsi
mov    0x18(%rsp),%rdi
lea    (%rdi,%rsi,4),%rsi
mov    0x30(%rsp),%rdi
imul   %r9,%rdi
mov    0x10(%rsp),%rbp
lea    0x0(,%rdi,4),%rdi
add    %rbp,%rdi
neg    %rcx
xor    %ebp,%ebp
mov    0x38(%rsp),%rbx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
movss  (%rdi),%xmm0
movss  %xmm0,(%rsi)
add    $0xffffffffffffffff,%rbp
add    %rbx,%rsi
add    %r14,%rdi
cmp    %rbp,%rcx
jne    12b0 <dwt+0x1b0>
sub    %rbp,%r9
cmp    $0x3,%rdx
mov    0x78(%rsp),%r12
mov    0x70(%rsp),%r15
jb     11d0 <dwt+0xd0>
sub    %r9,%rax
lea    0x3(%r9),%r11
mov    0x38(%rsp),%rsi
mov    %rsi,%r10
imul   %r11,%r10
imul   %r14,%r11
lea    0x2(%r9),%rdi
mov    %rsi,%r13
imul   %rdi,%r13
imul   %r14,%rdi
mov    %rsi,%rbx
imul   %r9,%rbx
mov    %r14,%rcx
imul   %r9,%rcx
add    $0x1,%r9
imul   %r9,%rsi
imul   %r14,%r9
mov    0x10(%rsp),%rdx
mov    0x18(%rsp),%rbp
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movss  (%rdx,%rcx,1),%xmm0
movss  %xmm0,0x0(%rbp,%rbx,1)
movss  (%rdx,%r9,1),%xmm0
movss  %xmm0,0x0(%rbp,%rsi,1)
movss  (%rdx,%rdi,1),%xmm0
movss  %xmm0,0x0(%rbp,%r13,1)
movss  (%rdx,%r11,1),%xmm0
movss  %xmm0,0x0(%rbp,%r10,1)
add    %r12,%rbp
add    %r15,%rdx
add    $0xfffffffffffffffc,%rax
jne    1330 <dwt+0x230>
jmp    11d0 <dwt+0xd0>
mov    %eax,%r9d
and    $0x7ffffff8,%r9d
lea    -0x8(%r9),%rcx
mov    %rcx,%r13
shr    $0x3,%r13
add    $0x1,%r13
test   %rcx,%rcx
je     142d <dwt+0x32d>
mov    %r13,%rcx
and    $0xfffffffffffffffe,%rcx
mov    0x40(%rsp),%rdi
mov    0x48(%rsp),%rbp
xor    %esi,%esi
mov    0x68(%rsp),%rbx
mov    0x60(%rsp),%rdx
mov    0x58(%rsp),%r10
mov    0x50(%rsp),%r11
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
movups -0x10(%rbp),%xmm0
movups 0x0(%rbp),%xmm1
movups %xmm0,-0x10(%rdi)
movups %xmm1,(%rdi)
movups -0x10(%rbp,%rbx,1),%xmm0
movups 0x0(%rbp,%rbx,1),%xmm1
movups %xmm0,-0x10(%rdi,%r10,1)
movups %xmm1,(%rdi,%r10,1)
add    $0x10,%rsi
add    %rdx,%rbp
add    %r11,%rdi
add    $0xfffffffffffffffe,%rcx
jne    13c0 <dwt+0x2c0>
test   $0x1,%r13b
je     141f <dwt+0x31f>
mov    %rsi,%rcx
imul   0x30(%rsp),%rcx
movups (%r12,%rcx,4),%xmm0
movups 0x10(%r12,%rcx,4),%xmm1
imul   0x28(%rsp),%rsi
movups %xmm0,(%r15,%rsi,4)
movups %xmm1,0x10(%r15,%rsi,4)
cmp    %rax,%r9
je     11d0 <dwt+0xd0>
jmp    125b <dwt+0x15b>
xor    %esi,%esi
test   $0x1,%r13b
jne    13fa <dwt+0x2fa>
jmp    141f <dwt+0x31f>
add    $0x88,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @dwt(void (float*, float*, i32, i32, i32)* %0, float* %1, float* %2, i32 %3, i32 %4, i32 %5, i32 %6) {
%8 = alloca void (float*, float*, i32, i32, i32)*
%9 = alloca float*
%10 = alloca float*
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
%13 = alloca i32
%14 = alloca i32
%15 = alloca i32
%16 = alloca i32
store void (float*, float*, i32, i32, i32)* %0, void (float*, float*, i32, i32, i32)** %8
store float* %1, float** %9
store float* %2, float** %10
store i32 %3, i32* %11
store i32 %4, i32* %12
store i32 %5, i32* %13
store i32 %6, i32* %14
%17 = load void (float*, float*, i32, i32, i32)*, void (float*, float*, i32, i32, i32)** %8
%18 = load float*, float** %9
%19 = load float*, float** %10
%20 = load i32, i32* %12
%21 = load i32, i32* %13
%22 = load i32, i32* %14
%23 = load i32, i32* %12
%24 = add nsw i32 %23, 1
%25 = sdiv i32 %24, 2
store i32 %25, i32* %15
store i32 0, i32* %16
br label %26
26: ; preds = %44, %7
%27 = load i32, i32* %16
%28 = load i32, i32* %15
%29 = icmp slt i32 %27, %28
br i1 %29, label %30, label %47
30: ; preds = %26
%31 = load float*, float** %9
%32 = load i32, i32* %16
%33 = load i32, i32* %13
%34 = mul nsw i32 %32, %33
%35 = sext i32 %34 to i64
%36 = getelementptr inbounds float, float* %31, i64 %35
%37 = load float, float* %36
%38 = load float*, float** %10
%39 = load i32, i32* %16
%40 = load i32, i32* %14
%41 = mul nsw i32 %39, %40
%42 = sext i32 %41 to i64
%43 = getelementptr inbounds float, float* %38, i64 %42
store float %37, float* %43
br label %44
44: ; preds = %30
%45 = load i32, i32* %16
%46 = add nsw i32 %45, 1
store i32 %46, i32* %16
br label %26
47: ; preds = %26
%48 = load i32, i32* %15
%49 = load i32, i32* %11
%50 = icmp sge i32 %48, %49
br i1 %50, label %51, label %59
51: ; preds = %47
%52 = load void (float*, float*, i32, i32, i32)*, void (float*, float*, i32, i32, i32)** %8
%53 = load float*, float** %9
%54 = load float*, float** %10
%55 = load i32, i32* %11
%56 = load i32, i32* %15
%57 = load i32, i32* %13
%58 = load i32, i32* %14
br label %59
59: ; preds = %51, %47
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @dwt(void (float*, float*, i32, i32, i32)* nocapture %0, float* %1, float* %2, i32 %3, i32 %4, i32 %5, i32 %6) {
%8 = sext i32 %5 to i64
%9 = sext i32 %6 to i64
%10 = icmp ne i32 %6, 1
%11 = icmp ne i32 %5, 1
%12 = or i1 %10, %11
br label %13
13: ; preds = %107, %7
%14 = phi i32 [ %4, %7 ], [ %16, %107 ]
tail call void %0(float* %1, float* %2, i32 %14, i32 %5, i32 %6)
%15 = add nsw i32 %14, 1
%16 = sdiv i32 %15, 2
%17 = icmp sgt i32 %14, 0
br i1 %17, label %18, label %107
18: ; preds = %13
%19 = call i32 @llvm.smax.i32(i32 %16, i32 1)
%20 = zext i32 %19 to i64
%21 = icmp ult i32 %19, 8
%22 = or i1 %21, %12
br i1 %22, label %87, label %23
23: ; preds = %18
%24 = getelementptr float, float* %2, i64 %20
%25 = getelementptr float, float* %1, i64 %20
%26 = icmp ugt float* %25, %2
%27 = icmp ugt float* %24, %1
%28 = and i1 %26, %27
br i1 %28, label %87, label %29
29: ; preds = %23
%30 = and i64 %20, 2147483640
%31 = add nsw i64 %30, -8
%32 = lshr exact i64 %31, 3
%33 = add nuw nsw i64 %32, 1
%34 = and i64 %33, 1
%35 = icmp eq i64 %31, 0
br i1 %35, label %69, label %36
36: ; preds = %29
%37 = and i64 %33, 4611686018427387902
br label %38
38: ; preds = %38, %36
%39 = phi i64 [ 0, %36 ], [ %66, %38 ]
%40 = phi i64 [ 0, %36 ], [ %67, %38 ]
%41 = mul nsw i64 %39, %8
%42 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 %41
%43 = bitcast float* %42 to <4 x float>*
%44 = load <4 x float>, <4 x float>* %43
%45 = getelementptr inbounds float, float* %42, i64 4
%46 = bitcast float* %45 to <4 x float>*
%47 = load <4 x float>, <4 x float>* %46
%48 = mul nsw i64 %39, %9
%49 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 %48
%50 = bitcast float* %49 to <4 x float>*
store <4 x float> %44, <4 x float>* %50
%51 = getelementptr inbounds float, float* %49, i64 4
%52 = bitcast float* %51 to <4 x float>*
store <4 x float> %47, <4 x float>* %52
%53 = or i64 %39, 8
%54 = mul nsw i64 %53, %8
%55 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 %54
%56 = bitcast float* %55 to <4 x float>*
%57 = load <4 x float>, <4 x float>* %56
%58 = getelementptr inbounds float, float* %55, i64 4
%59 = bitcast float* %58 to <4 x float>*
%60 = load <4 x float>, <4 x float>* %59
%61 = mul nsw i64 %53, %9
%62 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 %61
%63 = bitcast float* %62 to <4 x float>*
store <4 x float> %57, <4 x float>* %63
%64 = getelementptr inbounds float, float* %62, i64 4
%65 = bitcast float* %64 to <4 x float>*
store <4 x float> %60, <4 x float>* %65
%66 = add nuw i64 %39, 16
%67 = add i64 %40, 2
%68 = icmp eq i64 %67, %37
br i1 %68, label %69, label %38
69: ; preds = %38, %29
%70 = phi i64 [ 0, %29 ], [ %66, %38 ]
%71 = icmp eq i64 %34, 0
br i1 %71, label %85, label %72
72: ; preds = %69
%73 = mul nsw i64 %70, %8
%74 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 %73
%75 = bitcast float* %74 to <4 x float>*
%76 = load <4 x float>, <4 x float>* %75
%77 = getelementptr inbounds float, float* %74, i64 4
%78 = bitcast float* %77 to <4 x float>*
%79 = load <4 x float>, <4 x float>* %78
%80 = mul nsw i64 %70, %9
%81 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 %80
%82 = bitcast float* %81 to <4 x float>*
store <4 x float> %76, <4 x float>* %82
%83 = getelementptr inbounds float, float* %81, i64 4
%84 = bitcast float* %83 to <4 x float>*
store <4 x float> %79, <4 x float>* %84
br label %85
85: ; preds = %69, %72
%86 = icmp eq i64 %30, %20
br i1 %86, label %107, label %87
87: ; preds = %18, %23, %85
%88 = phi i64 [ 0, %23 ], [ 0, %18 ], [ %30, %85 ]
%89 = xor i64 %88, -1
%90 = add nsw i64 %89, %20
%91 = and i64 %20, 3
%92 = icmp eq i64 %91, 0
br i1 %92, label %104, label %93
93: ; preds = %87, %93
%94 = phi i64 [ %101, %93 ], [ %88, %87 ]
%95 = phi i64 [ %102, %93 ], [ 0, %87 ]
%96 = mul nsw i64 %94, %8
%97 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 %96
%98 = load float, float* %97
%99 = mul nsw i64 %94, %9
%100 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 %99
store float %98, float* %100
%101 = add nuw nsw i64 %94, 1
%102 = add i64 %95, 1
%103 = icmp eq i64 %102, %91
br i1 %103, label %104, label %93
104: ; preds = %93, %87
%105 = phi i64 [ %88, %87 ], [ %101, %93 ]
%106 = icmp ult i64 %90, 3
br i1 %106, label %107, label %109
107: ; preds = %104, %109, %85, %13
%108 = icmp slt i32 %16, %3
br i1 %108, label %136, label %13
109: ; preds = %104, %109
%110 = phi i64 [ %134, %109 ], [ %105, %104 ]
%111 = mul nsw i64 %110, %8
%112 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 %111
%113 = load float, float* %112
%114 = mul nsw i64 %110, %9
%115 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 %114
store float %113, float* %115
%116 = add nuw nsw i64 %110, 1
%117 = mul nsw i64 %116, %8
%118 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 %117
%119 = load float, float* %118
%120 = mul nsw i64 %116, %9
%121 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 %120
store float %119, float* %121
%122 = add nuw nsw i64 %110, 2
%123 = mul nsw i64 %122, %8
%124 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 %123
%125 = load float, float* %124
%126 = mul nsw i64 %122, %9
%127 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 %126
store float %125, float* %127
%128 = add nuw nsw i64 %110, 3
%129 = mul nsw i64 %128, %8
%130 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 %129
%131 = load float, float* %130
%132 = mul nsw i64 %128, %9
%133 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 %132
store float %131, float* %133
%134 = add nuw nsw i64 %110, 4
%135 = icmp eq i64 %134, %20
br i1 %135, label %107, label %109
136: ; preds = %107
ret void
}