void digitrev_index(short *index, int n, int radix) {
  int i, j, k;
  short nbits, nbot, ntop, ndiff, n2, raddiv2;
  nbits = 0;
  i = n;
  while (i > 1) {
    i = i >> 1;
    nbits++;
  }
  raddiv2 = radix >> 1;
  nbot = nbits >> raddiv2;
  nbot = nbot << raddiv2 - 1;
  ndiff = nbits & raddiv2;
  ntop = nbot + ndiff;
  n2 = 1 << ntop;
  index[0] = 0;
  for (i = 1, j = n2 / radix + 1; i < n2 - 1; i++) {
    index[i] = j - 1;
    for (k = n2 / radix; k * (radix - 1) < j; k /= radix)
      j -= k * (radix - 1);
    j += k;
  }
  index[n2 - 1] = n2 - 1;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<digitrev_index>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
movw   $0x0,-0x1e(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
cmpl   $0x1,-0x14(%rbp)
jle    113e <digitrev_index+0x3e>
mov    -0x14(%rbp),%eax
sar    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x1e(%rbp),%ax
add    $0x1,%ax
mov    %ax,-0x1e(%rbp)
jmp    111a <digitrev_index+0x1a>
mov    -0x10(%rbp),%eax
sar    $0x1,%eax
mov    %ax,-0x28(%rbp)
movswl -0x1e(%rbp),%eax
movswl -0x28(%rbp),%ecx
sar    %cl,%eax
mov    %ax,-0x20(%rbp)
movswl -0x20(%rbp),%eax
movswl -0x28(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
shl    %cl,%eax
mov    %ax,-0x20(%rbp)
movswl -0x1e(%rbp),%eax
movswl -0x28(%rbp),%ecx
and    %ecx,%eax
mov    %ax,-0x24(%rbp)
movswl -0x20(%rbp),%eax
movswl -0x24(%rbp),%ecx
add    %ecx,%eax
mov    %ax,-0x22(%rbp)
movswl -0x22(%rbp),%ecx
mov    $0x1,%eax
shl    %cl,%eax
mov    %ax,-0x26(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movw   $0x0,(%rax)
movl   $0x1,-0x14(%rbp)
movswl -0x26(%rbp),%eax
cltd
idivl  -0x10(%rbp)
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
movswl -0x26(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    1233 <digitrev_index+0x133>
mov    -0x18(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %ax,%dx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    %dx,(%rax,%rcx,2)
movswl -0x26(%rbp),%eax
cltd
idivl  -0x10(%rbp)
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    -0x10(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
imul   %ecx,%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jge    121c <digitrev_index+0x11c>
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
mov    -0x10(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
imul   %eax,%ecx
mov    -0x18(%rbp),%eax
sub    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%ecx
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    11e2 <digitrev_index+0xe2>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    -0x18(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    11b0 <digitrev_index+0xb0>
movswl -0x26(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %ax,%dx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movswl -0x26(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    %dx,(%rax,%rcx,2)
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<digitrev_index>:
mov    %edx,%r8d
xor    %edx,%edx
cmp    $0x2,%esi
jl     111c <digitrev_index+0x1c>
mov    %esi,%eax
nopl   0x0(%rax)
shr    %eax
add    $0x1,%edx
cmp    $0x3,%esi
mov    %eax,%esi
ja     1110 <digitrev_index+0x10>
push   %r14
push   %rbx
movswl %dx,%esi
mov    %r8d,%eax
shr    %eax
mov    %eax,%ecx
sar    %cl,%esi
lea    -0x1(%rax),%ecx
shl    %cl,%esi
and    %edx,%eax
add    %esi,%eax
movw   $0x0,(%rdi)
mov    $0x10000,%esi
mov    %eax,%ecx
shl    %cl,%esi
mov    %esi,%r9d
sar    $0x10,%r9d
mov    %r9d,%eax
cltd
idiv   %r8d
add    $0xffffffff,%r9d
cmp    $0x20001,%esi
jl     11d1 <digitrev_index+0xd1>
mov    %eax,%r10d
lea    0x1(%r10),%esi
lea    -0x1(%r8),%ecx
mov    %eax,%r11d
imul   %ecx,%r11d
cmp    $0x3,%r9d
mov    $0x2,%r14d
cmovge %r9d,%r14d
mov    $0x1,%ebx
jmp    11a0 <digitrev_index+0xa0>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
mov    %r10d,%eax
add    %esi,%eax
add    $0x1,%rbx
mov    %eax,%esi
cmp    %r14,%rbx
je     11d1 <digitrev_index+0xd1>
lea    -0x1(%rsi),%eax
mov    %ax,(%rdi,%rbx,2)
cmp    %r11d,%esi
jle    1190 <digitrev_index+0x90>
mov    %r11d,%edx
mov    %r10d,%eax
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
sub    %edx,%esi
cltd
idiv   %r8d
mov    %eax,%edx
imul   %ecx,%edx
cmp    %edx,%esi
jg     11c0 <digitrev_index+0xc0>
jmp    1193 <digitrev_index+0x93>
movslq %r9d,%rax
mov    %r9w,(%rdi,%rax,2)
pop    %rbx
pop    %r14
ret

LLVM IR (-O0):
define void @digitrev_index(i16* %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = alloca i16*
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i16
%11 = alloca i16
%12 = alloca i16
%13 = alloca i16
%14 = alloca i16
%15 = alloca i16
store i16* %0, i16** %4
store i32 %1, i32* %5
store i32 %2, i32* %6
store i16 0, i16* %10
%16 = load i32, i32* %5
store i32 %16, i32* %7
br label %17
17: ; preds = %20, %3
%18 = load i32, i32* %7
%19 = icmp sgt i32 %18, 1
br i1 %19, label %20, label %25
20: ; preds = %17
%21 = load i32, i32* %7
%22 = ashr i32 %21, 1
store i32 %22, i32* %7
%23 = load i16, i16* %10
%24 = add i16 %23, 1
store i16 %24, i16* %10
br label %17
25: ; preds = %17
%26 = load i32, i32* %6
%27 = ashr i32 %26, 1
%28 = trunc i32 %27 to i16
store i16 %28, i16* %15
%29 = load i16, i16* %10
%30 = sext i16 %29 to i32
%31 = load i16, i16* %15
%32 = sext i16 %31 to i32
%33 = ashr i32 %30, %32
%34 = trunc i32 %33 to i16
store i16 %34, i16* %11
%35 = load i16, i16* %11
%36 = sext i16 %35 to i32
%37 = load i16, i16* %15
%38 = sext i16 %37 to i32
%39 = sub nsw i32 %38, 1
%40 = shl i32 %36, %39
%41 = trunc i32 %40 to i16
store i16 %41, i16* %11
%42 = load i16, i16* %10
%43 = sext i16 %42 to i32
%44 = load i16, i16* %15
%45 = sext i16 %44 to i32
%46 = and i32 %43, %45
%47 = trunc i32 %46 to i16
store i16 %47, i16* %13
%48 = load i16, i16* %11
%49 = sext i16 %48 to i32
%50 = load i16, i16* %13
%51 = sext i16 %50 to i32
%52 = add nsw i32 %49, %51
%53 = trunc i32 %52 to i16
store i16 %53, i16* %12
%54 = load i16, i16* %12
%55 = sext i16 %54 to i32
%56 = shl i32 1, %55
%57 = trunc i32 %56 to i16
store i16 %57, i16* %14
%58 = load i16*, i16** %4
%59 = getelementptr inbounds i16, i16* %58, i64 0
store i16 0, i16* %59
store i32 1, i32* %7
%60 = load i16, i16* %14
%61 = sext i16 %60 to i32
%62 = load i32, i32* %6
%63 = sdiv i32 %61, %62
%64 = add nsw i32 %63, 1
store i32 %64, i32* %8
br label %65
65: ; preds = %105, %25
%66 = load i32, i32* %7
%67 = load i16, i16* %14
%68 = sext i16 %67 to i32
%69 = sub nsw i32 %68, 1
%70 = icmp slt i32 %66, %69
br i1 %70, label %71, label %108
71: ; preds = %65
%72 = load i32, i32* %8
%73 = sub nsw i32 %72, 1
%74 = trunc i32 %73 to i16
%75 = load i16*, i16** %4
%76 = load i32, i32* %7
%77 = sext i32 %76 to i64
%78 = getelementptr inbounds i16, i16* %75, i64 %77
store i16 %74, i16* %78
%79 = load i16, i16* %14
%80 = sext i16 %79 to i32
%81 = load i32, i32* %6
%82 = sdiv i32 %80, %81
store i32 %82, i32* %9
br label %83
83: ; preds = %97, %71
%84 = load i32, i32* %9
%85 = load i32, i32* %6
%86 = sub nsw i32 %85, 1
%87 = mul nsw i32 %84, %86
%88 = load i32, i32* %8
%89 = icmp slt i32 %87, %88
br i1 %89, label %90, label %101
90: ; preds = %83
%91 = load i32, i32* %9
%92 = load i32, i32* %6
%93 = sub nsw i32 %92, 1
%94 = mul nsw i32 %91, %93
%95 = load i32, i32* %8
%96 = sub nsw i32 %95, %94
store i32 %96, i32* %8
br label %97
97: ; preds = %90
%98 = load i32, i32* %6
%99 = load i32, i32* %9
%100 = sdiv i32 %99, %98
store i32 %100, i32* %9
br label %83
101: ; preds = %83
%102 = load i32, i32* %9
%103 = load i32, i32* %8
%104 = add nsw i32 %103, %102
store i32 %104, i32* %8
br label %105
105: ; preds = %101
%106 = load i32, i32* %7
%107 = add nsw i32 %106, 1
store i32 %107, i32* %7
br label %65
108: ; preds = %65
%109 = load i16, i16* %14
%110 = sext i16 %109 to i32
%111 = sub nsw i32 %110, 1
%112 = trunc i32 %111 to i16
%113 = load i16*, i16** %4
%114 = load i16, i16* %14
%115 = sext i16 %114 to i32
%116 = sub nsw i32 %115, 1
%117 = sext i32 %116 to i64
%118 = getelementptr inbounds i16, i16* %113, i64 %117
store i16 %112, i16* %118
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @digitrev_index(i16* nocapture writeonly %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = icmp sgt i32 %1, 1
br i1 %4, label %5, label %11
5: ; preds = %3, %5
%6 = phi i32 [ %8, %5 ], [ %1, %3 ]
%7 = phi i16 [ %9, %5 ], [ 0, %3 ]
%8 = lshr i32 %6, 1
%9 = add nuw nsw i16 %7, 1
%10 = icmp ugt i32 %6, 3
br i1 %10, label %5, label %11
11: ; preds = %5, %3
%12 = phi i16 [ 0, %3 ], [ %9, %5 ]
%13 = sext i16 %12 to i32
%14 = shl i32 %2, 15
%15 = ashr i32 %14, 16
%16 = ashr i32 %13, %15
%17 = add nsw i32 %15, -1
%18 = shl i32 %16, %17
%19 = trunc i32 %15 to i16
%20 = and i16 %12, %19
%21 = trunc i32 %18 to i16
%22 = add i16 %20, %21
%23 = zext i16 %22 to i32
store i16 0, i16* %0
%24 = shl i32 65536, %23
%25 = ashr exact i32 %24, 16
%26 = sdiv i32 %25, %2
%27 = add nsw i32 %25, -1
%28 = icmp sgt i32 %24, 131072
br i1 %28, label %29, label %56
29: ; preds = %11
%30 = add nsw i32 %26, 1
%31 = add nsw i32 %2, -1
%32 = mul nsw i32 %26, %31
%33 = call i32 @llvm.smax.i32(i32 %27, i32 2)
%34 = zext i32 %33 to i64
br label %35
35: ; preds = %29, %50
%36 = phi i64 [ 1, %29 ], [ %54, %50 ]
%37 = phi i32 [ %30, %29 ], [ %53, %50 ]
%38 = trunc i32 %37 to i16
%39 = add i16 %38, -1
%40 = getelementptr inbounds i16, i16* %0, i64 %36
store i16 %39, i16* %40
%41 = icmp sgt i32 %37, %32
br i1 %41, label %42, label %50
42: ; preds = %35, %42
%43 = phi i32 [ %48, %42 ], [ %32, %35 ]
%44 = phi i32 [ %46, %42 ], [ %37, %35 ]
%45 = phi i32 [ %47, %42 ], [ %26, %35 ]
%46 = sub nsw i32 %44, %43
%47 = sdiv i32 %45, %2
%48 = mul nsw i32 %47, %31
%49 = icmp sgt i32 %46, %48
br i1 %49, label %42, label %50
50: ; preds = %42, %35
%51 = phi i32 [ %26, %35 ], [ %47, %42 ]
%52 = phi i32 [ %37, %35 ], [ %46, %42 ]
%53 = add nsw i32 %52, %51
%54 = add nuw nsw i64 %36, 1
%55 = icmp eq i64 %54, %34
br i1 %55, label %56, label %35
56: ; preds = %50, %11
%57 = trunc i32 %27 to i16
%58 = sext i32 %27 to i64
%59 = getelementptr inbounds i16, i16* %0, i64 %58
store i16 %57, i16* %59
ret void
}