void FFT_bitreverse(int N, double *data) {
  int n = N / 2;
  int nm1 = n - 1;
  int i = 0;
  int j = 0;
  for (; i < nm1; i++) {
    int ii = i << 1;
    int jj = j << 1;
    int k = n >> 1;
    if (i < j) {
      double tmp_real = data[ii];
      double tmp_imag = data[ii + 1];
      data[ii] = data[jj];
      data[ii + 1] = data[jj + 1];
      data[jj] = tmp_real;
      data[jj + 1] = tmp_imag;
    }
    while (k <= j) {
      j -= k;
      k >>= 1;
    }
    j += k;
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<FFT_bitreverse>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
movl   $0x0,-0x20(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jge    1234 <FFT_bitreverse+0x134>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
shl    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
shl    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
sar    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x20(%rbp),%eax
jge    11f3 <FFT_bitreverse+0xf3>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x38(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x40(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
movsd  -0x38(%rbp),%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
movsd  -0x40(%rbp),%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
jmp    11f8 <FFT_bitreverse+0xf8>
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0x20(%rbp),%eax
jg     121d <FFT_bitreverse+0x11d>
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
mov    -0x20(%rbp),%eax
sub    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
sar    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    11f8 <FFT_bitreverse+0xf8>
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    -0x20(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1130 <FFT_bitreverse+0x30>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<FFT_bitreverse>:
cmp    $0x4,%edi
jl     1195 <FFT_bitreverse+0x95>
mov    %edi,%r9d
shr    $0x1f,%r9d
add    %edi,%r9d
sar    %r9d
cmp    $0x3,%r9d
mov    $0x2,%r8d
cmovge %r9d,%r8d
add    $0xffffffff,%r8d
xor    %edx,%edx
xor    %edi,%edi
nopl   0x0(%rax)
movslq %edi,%rax
cmp    %rax,%rdx
jge    1173 <FFT_bitreverse+0x73>
lea    (%rdx,%rdx,1),%rax
lea    (%rdi,%rdi,1),%r10d
lea    0x0(,%rax,8),%r11
or     $0x8,%r11
movups (%rsi,%rax,8),%xmm0
movslq %r10d,%rcx
movsd  (%rsi,%rcx,8),%xmm1
movsd  %xmm1,(%rsi,%rax,8)
mov    %ecx,%eax
or     $0x1,%eax
cltq
movsd  (%rsi,%rax,8),%xmm1
movsd  %xmm1,(%rsi,%r11,1)
movups %xmm0,(%rsi,%rcx,8)
mov    %r9d,%eax
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
mov    %edi,%ecx
sar    %eax
sub    %eax,%edi
jge    1180 <FFT_bitreverse+0x80>
add    %eax,%ecx
add    $0x1,%rdx
mov    %ecx,%edi
cmp    %r8,%rdx
jne    1130 <FFT_bitreverse+0x30>
ret

LLVM IR (-O0):
define void @FFT_bitreverse(i32 %0, double* %1) {
%3 = alloca i32
%4 = alloca double*
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
%12 = alloca double
%13 = alloca double
store i32 %0, i32* %3
store double* %1, double** %4
%14 = load i32, i32* %3
%15 = sdiv i32 %14, 2
store i32 %15, i32* %5
%16 = load i32, i32* %5
%17 = sub nsw i32 %16, 1
store i32 %17, i32* %6
store i32 0, i32* %7
store i32 0, i32* %8
br label %18
18: ; preds = %90, %2
%19 = load i32, i32* %7
%20 = load i32, i32* %6
%21 = icmp slt i32 %19, %20
br i1 %21, label %22, label %93
22: ; preds = %18
%23 = load i32, i32* %7
%24 = shl i32 %23, 1
store i32 %24, i32* %9
%25 = load i32, i32* %8
%26 = shl i32 %25, 1
store i32 %26, i32* %10
%27 = load i32, i32* %5
%28 = ashr i32 %27, 1
store i32 %28, i32* %11
%29 = load i32, i32* %7
%30 = load i32, i32* %8
%31 = icmp slt i32 %29, %30
br i1 %31, label %32, label %75
32: ; preds = %22
%33 = load double*, double** %4
%34 = load i32, i32* %9
%35 = sext i32 %34 to i64
%36 = getelementptr inbounds double, double* %33, i64 %35
%37 = load double, double* %36
store double %37, double* %12
%38 = load double*, double** %4
%39 = load i32, i32* %9
%40 = add nsw i32 %39, 1
%41 = sext i32 %40 to i64
%42 = getelementptr inbounds double, double* %38, i64 %41
%43 = load double, double* %42
store double %43, double* %13
%44 = load double*, double** %4
%45 = load i32, i32* %10
%46 = sext i32 %45 to i64
%47 = getelementptr inbounds double, double* %44, i64 %46
%48 = load double, double* %47
%49 = load double*, double** %4
%50 = load i32, i32* %9
%51 = sext i32 %50 to i64
%52 = getelementptr inbounds double, double* %49, i64 %51
store double %48, double* %52
%53 = load double*, double** %4
%54 = load i32, i32* %10
%55 = add nsw i32 %54, 1
%56 = sext i32 %55 to i64
%57 = getelementptr inbounds double, double* %53, i64 %56
%58 = load double, double* %57
%59 = load double*, double** %4
%60 = load i32, i32* %9
%61 = add nsw i32 %60, 1
%62 = sext i32 %61 to i64
%63 = getelementptr inbounds double, double* %59, i64 %62
store double %58, double* %63
%64 = load double, double* %12
%65 = load double*, double** %4
%66 = load i32, i32* %10
%67 = sext i32 %66 to i64
%68 = getelementptr inbounds double, double* %65, i64 %67
store double %64, double* %68
%69 = load double, double* %13
%70 = load double*, double** %4
%71 = load i32, i32* %10
%72 = add nsw i32 %71, 1
%73 = sext i32 %72 to i64
%74 = getelementptr inbounds double, double* %70, i64 %73
store double %69, double* %74
br label %75
75: ; preds = %32, %22
br label %76
76: ; preds = %80, %75
%77 = load i32, i32* %11
%78 = load i32, i32* %8
%79 = icmp sle i32 %77, %78
br i1 %79, label %80, label %86
80: ; preds = %76
%81 = load i32, i32* %11
%82 = load i32, i32* %8
%83 = sub nsw i32 %82, %81
store i32 %83, i32* %8
%84 = load i32, i32* %11
%85 = ashr i32 %84, 1
store i32 %85, i32* %11
br label %76
86: ; preds = %76
%87 = load i32, i32* %11
%88 = load i32, i32* %8
%89 = add nsw i32 %88, %87
store i32 %89, i32* %8
br label %90
90: ; preds = %86
%91 = load i32, i32* %7
%92 = add nsw i32 %91, 1
store i32 %92, i32* %7
br label %18
93: ; preds = %18
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @FFT_bitreverse(i32 %0, double* nocapture %1) {
%3 = sdiv i32 %0, 2
%4 = icmp sgt i32 %0, 3
br i1 %4, label %5, label %41
5: ; preds = %2
%6 = call i32 @llvm.smax.i32(i32 %3, i32 2)
%7 = add nsw i32 %6, -1
%8 = zext i32 %7 to i64
br label %9
9: ; preds = %5, %37
%10 = phi i64 [ 0, %5 ], [ %39, %37 ]
%11 = phi i32 [ 0, %5 ], [ %38, %37 ]
%12 = shl nuw i64 %10, 1
%13 = shl i32 %11, 1
%14 = sext i32 %11 to i64
%15 = icmp slt i64 %10, %14
br i1 %15, label %16, label %30
16: ; preds = %9
%17 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %12
%18 = or i64 %12, 1
%19 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %18
%20 = bitcast double* %17 to <2 x double>*
%21 = load <2 x double>, <2 x double>* %20
%22 = sext i32 %13 to i64
%23 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %22
%24 = load double, double* %23
store double %24, double* %17
%25 = or i32 %13, 1
%26 = sext i32 %25 to i64
%27 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %26
%28 = load double, double* %27
store double %28, double* %19
%29 = bitcast double* %23 to <2 x double>*
store <2 x double> %21, <2 x double>* %29
br label %30
30: ; preds = %16, %9
br label %31
31: ; preds = %30, %31
%32 = phi i32 [ %34, %31 ], [ %3, %30 ]
%33 = phi i32 [ %36, %31 ], [ %11, %30 ]
%34 = ashr i32 %32, 1
%35 = icmp slt i32 %33, %34
%36 = sub nsw i32 %33, %34
br i1 %35, label %37, label %31
37: ; preds = %31
%38 = add nsw i32 %33, %34
%39 = add nuw nsw i64 %10, 1
%40 = icmp eq i64 %39, %8
br i1 %40, label %41, label %9
41: ; preds = %37, %2
ret void
}