void Butterfly(short M1, short M2, short D1, short D2, unsigned short *TRN,
               short *M) {
  short sum1, sum2;
  sum1 = (short)(M1 + D1);
  sum2 = (short)(M2 + D2);
  if (sum1 > sum2) {
    *M = sum1;
    *TRN = (short)(((*TRN) << 1) + 0);
  } else {
    *M = sum2;
    *TRN = (short)(((*TRN) << 1) + 1);
  }
  M++;
  sum1 = (short)(M1 + D2);
  sum2 = (short)(M2 + D1);
  if (sum1 > sum2) {
    *M = sum1;
    *TRN = (short)(((*TRN) << 1) + 0);
  } else {
    *M = sum2;
    *TRN = (short)(((*TRN) << 1) + 1);
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<Butterfly>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %cx,%ax
mov    %dx,%cx
mov    %si,%dx
mov    %di,%si
mov    %si,-0x2(%rbp)
mov    %dx,-0x4(%rbp)
mov    %cx,-0x6(%rbp)
mov    %ax,-0x8(%rbp)
mov    %r8,-0x10(%rbp)
mov    %r9,-0x18(%rbp)
movswl -0x2(%rbp),%eax
movswl -0x6(%rbp),%ecx
add    %ecx,%eax
mov    %ax,-0x1a(%rbp)
movswl -0x4(%rbp),%eax
movswl -0x8(%rbp),%ecx
add    %ecx,%eax
mov    %ax,-0x1c(%rbp)
movswl -0x1a(%rbp),%eax
movswl -0x1c(%rbp),%ecx
cmp    %ecx,%eax
jle    117b <Butterfly+0x7b>
mov    -0x1a(%rbp),%cx
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %cx,(%rax)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movzwl (%rax),%eax
shl    $0x1,%eax
add    $0x0,%eax
mov    %ax,%cx
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %cx,(%rax)
jmp    119d <Butterfly+0x9d>
mov    -0x1c(%rbp),%cx
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %cx,(%rax)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movzwl (%rax),%eax
shl    $0x1,%eax
add    $0x1,%eax
mov    %ax,%cx
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %cx,(%rax)
mov    -0x18(%rbp),%rax
add    $0x2,%rax
mov    %rax,-0x18(%rbp)
movswl -0x2(%rbp),%eax
movswl -0x8(%rbp),%ecx
add    %ecx,%eax
mov    %ax,-0x1a(%rbp)
movswl -0x4(%rbp),%eax
movswl -0x6(%rbp),%ecx
add    %ecx,%eax
mov    %ax,-0x1c(%rbp)
movswl -0x1a(%rbp),%eax
movswl -0x1c(%rbp),%ecx
cmp    %ecx,%eax
jle    11fc <Butterfly+0xfc>
mov    -0x1a(%rbp),%cx
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %cx,(%rax)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movzwl (%rax),%eax
shl    $0x1,%eax
add    $0x0,%eax
mov    %ax,%cx
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %cx,(%rax)
jmp    121e <Butterfly+0x11e>
mov    -0x1c(%rbp),%cx
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %cx,(%rax)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movzwl (%rax),%eax
shl    $0x1,%eax
add    $0x1,%eax
mov    %ax,%cx
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %cx,(%rax)
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<Butterfly>:
mov    %edx,%r10d
add    %edi,%r10d
mov    %ecx,%eax
add    %esi,%eax
cmp    %ax,%r10w
jle    111c <Butterfly+0x1c>
mov    %r10w,(%r9)
movzwl (%r8),%eax
add    %eax,%eax
jmp    1129 <Butterfly+0x29>
mov    %ax,(%r9)
movzwl (%r8),%eax
add    %eax,%eax
add    $0x1,%eax
mov    %ax,(%r8)
lea    (%rcx,%rdi,1),%eax
lea    (%rdx,%rsi,1),%ecx
cmp    %cx,%ax
jle    1148 <Butterfly+0x48>
mov    %ax,0x2(%r9)
movzwl (%r8),%eax
add    %eax,%eax
mov    %ax,(%r8)
ret
mov    %cx,0x2(%r9)
movzwl (%r8),%eax
add    %eax,%eax
add    $0x1,%eax
mov    %ax,(%r8)
ret

LLVM IR (-O0):
define void @Butterfly(i16 signext %0, i16 signext %1, i16 signext %2, i16 signext %3, i16* %4, i16* %5) {
%7 = alloca i16
%8 = alloca i16
%9 = alloca i16
%10 = alloca i16
%11 = alloca i16*
%12 = alloca i16*
%13 = alloca i16
%14 = alloca i16
store i16 %0, i16* %7
store i16 %1, i16* %8
store i16 %2, i16* %9
store i16 %3, i16* %10
store i16* %4, i16** %11
store i16* %5, i16** %12
%15 = load i16, i16* %7
%16 = sext i16 %15 to i32
%17 = load i16, i16* %9
%18 = sext i16 %17 to i32
%19 = add nsw i32 %16, %18
%20 = trunc i32 %19 to i16
store i16 %20, i16* %13
%21 = load i16, i16* %8
%22 = sext i16 %21 to i32
%23 = load i16, i16* %10
%24 = sext i16 %23 to i32
%25 = add nsw i32 %22, %24
%26 = trunc i32 %25 to i16
store i16 %26, i16* %14
%27 = load i16, i16* %13
%28 = sext i16 %27 to i32
%29 = load i16, i16* %14
%30 = sext i16 %29 to i32
%31 = icmp sgt i32 %28, %30
br i1 %31, label %32, label %42
32: ; preds = %6
%33 = load i16, i16* %13
%34 = load i16*, i16** %12
store i16 %33, i16* %34
%35 = load i16*, i16** %11
%36 = load i16, i16* %35
%37 = zext i16 %36 to i32
%38 = shl i32 %37, 1
%39 = add nsw i32 %38, 0
%40 = trunc i32 %39 to i16
%41 = load i16*, i16** %11
store i16 %40, i16* %41
br label %52
42: ; preds = %6
%43 = load i16, i16* %14
%44 = load i16*, i16** %12
store i16 %43, i16* %44
%45 = load i16*, i16** %11
%46 = load i16, i16* %45
%47 = zext i16 %46 to i32
%48 = shl i32 %47, 1
%49 = add nsw i32 %48, 1
%50 = trunc i32 %49 to i16
%51 = load i16*, i16** %11
store i16 %50, i16* %51
br label %52
52: ; preds = %42, %32
%53 = load i16*, i16** %12
%54 = getelementptr inbounds i16, i16* %53, i32 1
store i16* %54, i16** %12
%55 = load i16, i16* %7
%56 = sext i16 %55 to i32
%57 = load i16, i16* %10
%58 = sext i16 %57 to i32
%59 = add nsw i32 %56, %58
%60 = trunc i32 %59 to i16
store i16 %60, i16* %13
%61 = load i16, i16* %8
%62 = sext i16 %61 to i32
%63 = load i16, i16* %9
%64 = sext i16 %63 to i32
%65 = add nsw i32 %62, %64
%66 = trunc i32 %65 to i16
store i16 %66, i16* %14
%67 = load i16, i16* %13
%68 = sext i16 %67 to i32
%69 = load i16, i16* %14
%70 = sext i16 %69 to i32
%71 = icmp sgt i32 %68, %70
br i1 %71, label %72, label %82
72: ; preds = %52
%73 = load i16, i16* %13
%74 = load i16*, i16** %12
store i16 %73, i16* %74
%75 = load i16*, i16** %11
%76 = load i16, i16* %75
%77 = zext i16 %76 to i32
%78 = shl i32 %77, 1
%79 = add nsw i32 %78, 0
%80 = trunc i32 %79 to i16
%81 = load i16*, i16** %11
store i16 %80, i16* %81
br label %92
82: ; preds = %52
%83 = load i16, i16* %14
%84 = load i16*, i16** %12
store i16 %83, i16* %84
%85 = load i16*, i16** %11
%86 = load i16, i16* %85
%87 = zext i16 %86 to i32
%88 = shl i32 %87, 1
%89 = add nsw i32 %88, 1
%90 = trunc i32 %89 to i16
%91 = load i16*, i16** %11
store i16 %90, i16* %91
br label %92
92: ; preds = %82, %72
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @Butterfly(i16 signext %0, i16 signext %1, i16 signext %2, i16 signext %3, i16* nocapture %4, i16* nocapture writeonly %5) {
%7 = add i16 %2, %0
%8 = add i16 %3, %1
%9 = icmp sgt i16 %7, %8
br i1 %9, label %10, label %13
10: ; preds = %6
store i16 %7, i16* %5
%11 = load i16, i16* %4
%12 = shl i16 %11, 1
br label %17
13: ; preds = %6
store i16 %8, i16* %5
%14 = load i16, i16* %4
%15 = shl i16 %14, 1
%16 = or i16 %15, 1
br label %17
17: ; preds = %13, %10
%18 = phi i16 [ %16, %13 ], [ %12, %10 ]
store i16 %18, i16* %4
%19 = getelementptr inbounds i16, i16* %5, i64 1
%20 = add i16 %3, %0
%21 = add i16 %2, %1
%22 = icmp sgt i16 %20, %21
br i1 %22, label %23, label %26
23: ; preds = %17
store i16 %20, i16* %19
%24 = load i16, i16* %4
%25 = shl i16 %24, 1
br label %30
26: ; preds = %17
store i16 %21, i16* %19
%27 = load i16, i16* %4
%28 = shl i16 %27, 1
%29 = or i16 %28, 1
br label %30
30: ; preds = %26, %23
%31 = phi i16 [ %29, %26 ], [ %25, %23 ]
store i16 %31, i16* %4
ret void
}