void dif_butterfly(float *data, long size, float *cos_ang, float *sin_ang) {
  long angle, astep, dl;
  float xr, yr, xi, yi, wr, wi, dr, di;
  float *l1, *l2, *end, *ol2;
  astep = 1;
  end = data + size + size;
  for (dl = size; dl > 1; dl >>= 1, astep += astep) {
    l1 = data;
    l2 = data + dl;
    for (; l2 < end; l1 = l2, l2 = l2 + dl) {
      ol2 = l2;
      for (angle = 0; l1 < ol2; l1 += 2, l2 += 2) {
        wr = cos_ang[angle];
        wi = -sin_ang[angle];
        xr = *l1 + *l2;
        xi = *(l1 + 1) + *(l2 + 1);
        dr = *l1 - *l2;
        di = *(l1 + 1) - *(l2 + 1);
        yr = dr * wr - di * wi;
        yi = dr * wi + di * wr;
        *(l1) = xr;
        *(l1 + 1) = xi;
        *(l2) = yr;
        *(l2 + 1) = yi;
        angle += astep;
      }
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<dif_butterfly>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
movq   $0x1,-0x30(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x70(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
cmpq   $0x1,-0x38(%rbp)
jle    1312 <dif_butterfly+0x212>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x60(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x38(%rbp),%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x68(%rbp)
mov    -0x68(%rbp),%rax
cmp    -0x70(%rbp),%rax
jae    12f0 <dif_butterfly+0x1f0>
mov    -0x68(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x78(%rbp)
movq   $0x0,-0x28(%rbp)
mov    -0x60(%rbp),%rax
cmp    -0x78(%rbp),%rax
jae    12cb <dif_butterfly+0x1cb>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
movss  %xmm0,-0x4c(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
movd   %xmm0,%eax
xor    $0x80000000,%eax
movd   %eax,%xmm0
movss  %xmm0,-0x50(%rbp)
mov    -0x60(%rbp),%rax
movss  (%rax),%xmm0
mov    -0x68(%rbp),%rax
addss  (%rax),%xmm0
movss  %xmm0,-0x3c(%rbp)
mov    -0x60(%rbp),%rax
movss  0x4(%rax),%xmm0
mov    -0x68(%rbp),%rax
addss  0x4(%rax),%xmm0
movss  %xmm0,-0x44(%rbp)
mov    -0x60(%rbp),%rax
movss  (%rax),%xmm0
mov    -0x68(%rbp),%rax
subss  (%rax),%xmm0
movss  %xmm0,-0x54(%rbp)
mov    -0x60(%rbp),%rax
movss  0x4(%rax),%xmm0
mov    -0x68(%rbp),%rax
subss  0x4(%rax),%xmm0
movss  %xmm0,-0x58(%rbp)
movss  -0x54(%rbp),%xmm0
movss  -0x4c(%rbp),%xmm2
movss  -0x58(%rbp),%xmm1
mulss  -0x50(%rbp),%xmm1
movd   %xmm1,%eax
xor    $0x80000000,%eax
movd   %eax,%xmm1
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
movss  %xmm0,-0x40(%rbp)
movss  -0x54(%rbp),%xmm0
movss  -0x50(%rbp),%xmm2
movss  -0x58(%rbp),%xmm1
mulss  -0x4c(%rbp),%xmm1
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
movss  %xmm0,-0x48(%rbp)
movss  -0x3c(%rbp),%xmm0
mov    -0x60(%rbp),%rax
movss  %xmm0,(%rax)
movss  -0x44(%rbp),%xmm0
mov    -0x60(%rbp),%rax
movss  %xmm0,0x4(%rax)
movss  -0x40(%rbp),%xmm0
mov    -0x68(%rbp),%rax
movss  %xmm0,(%rax)
movss  -0x48(%rbp),%xmm0
mov    -0x68(%rbp),%rax
movss  %xmm0,0x4(%rax)
mov    -0x30(%rbp),%rax
add    -0x28(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0x60(%rbp),%rax
add    $0x8,%rax
mov    %rax,-0x60(%rbp)
mov    -0x68(%rbp),%rax
add    $0x8,%rax
mov    %rax,-0x68(%rbp)
jmp    1186 <dif_butterfly+0x86>
jmp    12d0 <dif_butterfly+0x1d0>
mov    -0x68(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x60(%rbp)
mov    -0x68(%rbp),%rax
mov    -0x38(%rbp),%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x68(%rbp)
jmp    1168 <dif_butterfly+0x68>
jmp    12f5 <dif_butterfly+0x1f5>
mov    -0x38(%rbp),%rax
sar    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rax
add    -0x30(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
jmp    1142 <dif_butterfly+0x42>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<dif_butterfly>:
push   %r14
push   %rbx
cmp    $0x2,%rsi
jl     11e9 <dif_butterfly+0xe9>
lea    (%rdi,%rsi,4),%rax
lea    (%rax,%rsi,4),%r9
mov    $0x1,%r8d
jmp    1136 <dif_butterfly+0x36>
nopl   (%rax)
mov    %rsi,%rax
sar    %rax
add    %r8,%r8
cmp    $0x3,%rsi
mov    %rax,%rsi
jle    11e9 <dif_butterfly+0xe9>
lea    (%rdi,%rsi,4),%r11
cmp    %r9,%r11
jae    1120 <dif_butterfly+0x20>
lea    0x0(,%r8,4),%r10
mov    %rdi,%rax
jmp    115c <dif_butterfly+0x5c>
nopl   0x0(%rax)
mov    %r11,%rax
lea    (%r11,%rsi,4),%r11
cmp    %r9,%r11
jae    1120 <dif_butterfly+0x20>
cmp    %r11,%rax
jae    1150 <dif_butterfly+0x50>
xor    %r14d,%r14d
mov    %r11,%rbx
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
movss  (%rdx,%r14,1),%xmm0
movss  (%rcx,%r14,1),%xmm1
movss  (%rax),%xmm2
movss  0x4(%rax),%xmm3
movss  (%rbx),%xmm4
movss  0x4(%rbx),%xmm5
movaps %xmm2,%xmm6
addss  %xmm4,%xmm6
movaps %xmm3,%xmm7
addss  %xmm5,%xmm7
subss  %xmm4,%xmm2
subss  %xmm5,%xmm3
movaps %xmm2,%xmm4
mulss  %xmm1,%xmm2
mulss  %xmm3,%xmm1
mulss  %xmm0,%xmm4
addss  %xmm1,%xmm4
mulss  %xmm0,%xmm3
subss  %xmm2,%xmm3
movss  %xmm6,(%rax)
movss  %xmm7,0x4(%rax)
movss  %xmm4,(%rbx)
movss  %xmm3,0x4(%rbx)
add    $0x8,%rbx
add    %r10,%r14
add    $0x8,%rax
cmp    %r11,%rax
jb     1170 <dif_butterfly+0x70>
mov    %rbx,%r11
jmp    1150 <dif_butterfly+0x50>
pop    %rbx
pop    %r14
ret

LLVM IR (-O0):
define void @dif_butterfly(float* %0, i64 %1, float* %2, float* %3) {
%5 = alloca float*
%6 = alloca i64
%7 = alloca float*
%8 = alloca float*
%9 = alloca i64
%10 = alloca i64
%11 = alloca i64
%12 = alloca float
%13 = alloca float
%14 = alloca float
%15 = alloca float
%16 = alloca float
%17 = alloca float
%18 = alloca float
%19 = alloca float
%20 = alloca float*
%21 = alloca float*
%22 = alloca float*
%23 = alloca float*
store float* %0, float** %5
store i64 %1, i64* %6
store float* %2, float** %7
store float* %3, float** %8
store i64 1, i64* %10
%24 = load float*, float** %5
%25 = load i64, i64* %6
%26 = getelementptr inbounds float, float* %24, i64 %25
%27 = load i64, i64* %6
%28 = getelementptr inbounds float, float* %26, i64 %27
store float* %28, float** %22
%29 = load i64, i64* %6
store i64 %29, i64* %11
br label %30
30: ; preds = %120, %4
%31 = load i64, i64* %11
%32 = icmp sgt i64 %31, 1
br i1 %32, label %33, label %126
33: ; preds = %30
%34 = load float*, float** %5
store float* %34, float** %20
%35 = load float*, float** %5
%36 = load i64, i64* %11
%37 = getelementptr inbounds float, float* %35, i64 %36
store float* %37, float** %21
br label %38
38: ; preds = %114, %33
%39 = load float*, float** %21
%40 = load float*, float** %22
%41 = icmp ult float* %39, %40
br i1 %41, label %42, label %119
42: ; preds = %38
%43 = load float*, float** %21
store float* %43, float** %23
store i64 0, i64* %9
br label %44
44: ; preds = %108, %42
%45 = load float*, float** %20
%46 = load float*, float** %23
%47 = icmp ult float* %45, %46
br i1 %47, label %48, label %113
48: ; preds = %44
%49 = load float*, float** %7
%50 = load i64, i64* %9
%51 = getelementptr inbounds float, float* %49, i64 %50
%52 = load float, float* %51
store float %52, float* %16
%53 = load float*, float** %8
%54 = load i64, i64* %9
%55 = getelementptr inbounds float, float* %53, i64 %54
%56 = load float, float* %55
%57 = fneg float %56
store float %57, float* %17
%58 = load float*, float** %20
%59 = load float, float* %58
%60 = load float*, float** %21
%61 = load float, float* %60
%62 = fadd float %59, %61
store float %62, float* %12
%63 = load float*, float** %20
%64 = getelementptr inbounds float, float* %63, i64 1
%65 = load float, float* %64
%66 = load float*, float** %21
%67 = getelementptr inbounds float, float* %66, i64 1
%68 = load float, float* %67
%69 = fadd float %65, %68
store float %69, float* %14
%70 = load float*, float** %20
%71 = load float, float* %70
%72 = load float*, float** %21
%73 = load float, float* %72
%74 = fsub float %71, %73
store float %74, float* %18
%75 = load float*, float** %20
%76 = getelementptr inbounds float, float* %75, i64 1
%77 = load float, float* %76
%78 = load float*, float** %21
%79 = getelementptr inbounds float, float* %78, i64 1
%80 = load float, float* %79
%81 = fsub float %77, %80
store float %81, float* %19
%82 = load float, float* %18
%83 = load float, float* %16
%84 = load float, float* %19
%85 = load float, float* %17
%86 = fmul float %84, %85
%87 = fneg float %86
%88 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %82, float %83, float %87)
store float %88, float* %13
%89 = load float, float* %18
%90 = load float, float* %17
%91 = load float, float* %19
%92 = load float, float* %16
%93 = fmul float %91, %92
%94 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %89, float %90, float %93)
store float %94, float* %15
%95 = load float, float* %12
%96 = load float*, float** %20
store float %95, float* %96
%97 = load float, float* %14
%98 = load float*, float** %20
%99 = getelementptr inbounds float, float* %98, i64 1
store float %97, float* %99
%100 = load float, float* %13
%101 = load float*, float** %21
store float %100, float* %101
%102 = load float, float* %15
%103 = load float*, float** %21
%104 = getelementptr inbounds float, float* %103, i64 1
store float %102, float* %104
%105 = load i64, i64* %10
%106 = load i64, i64* %9
%107 = add nsw i64 %106, %105
store i64 %107, i64* %9
br label %108
108: ; preds = %48
%109 = load float*, float** %20
%110 = getelementptr inbounds float, float* %109, i64 2
store float* %110, float** %20
%111 = load float*, float** %21
%112 = getelementptr inbounds float, float* %111, i64 2
store float* %112, float** %21
br label %44
113: ; preds = %44
br label %114
114: ; preds = %113
%115 = load float*, float** %21
store float* %115, float** %20
%116 = load float*, float** %21
%117 = load i64, i64* %11
%118 = getelementptr inbounds float, float* %116, i64 %117
store float* %118, float** %21
br label %38
119: ; preds = %38
br label %120
120: ; preds = %119
%121 = load i64, i64* %11
%122 = ashr i64 %121, 1
store i64 %122, i64* %11
%123 = load i64, i64* %10
%124 = load i64, i64* %10
%125 = add nsw i64 %124, %123
store i64 %125, i64* %10
br label %30
126: ; preds = %30
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @dif_butterfly(float* %0, i64 %1, float* nocapture %2, float* nocapture %3) {
%5 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %1
%6 = getelementptr inbounds float, float* %5, i64 %1
%7 = icmp sgt i64 %1, 1
br i1 %7, label %8, label %52
8: ; preds = %4, %48
%9 = phi i64 [ %50, %48 ], [ 1, %4 ]
%10 = phi i64 [ %49, %48 ], [ %1, %4 ]
%11 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %10
%12 = icmp ult float* %11, %6
br i1 %12, label %17, label %48
13: ; preds = %21, %17
%14 = phi float* [ %18, %17 ], [ %46, %21 ]
%15 = getelementptr inbounds float, float* %14, i64 %10
%16 = icmp ult float* %15, %6
br i1 %16, label %17, label %48
17: ; preds = %8, %13
%18 = phi float* [ %15, %13 ], [ %11, %8 ]
%19 = phi float* [ %14, %13 ], [ %0, %8 ]
%20 = icmp ult float* %19, %18
br i1 %20, label %21, label %13
21: ; preds = %17, %21
%22 = phi i64 [ %44, %21 ], [ 0, %17 ]
%23 = phi float* [ %46, %21 ], [ %18, %17 ]
%24 = phi float* [ %45, %21 ], [ %19, %17 ]
%25 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 %22
%26 = load float, float* %25
%27 = getelementptr inbounds float, float* %3, i64 %22
%28 = load float, float* %27
%29 = fneg float %28
%30 = load float, float* %24
%31 = load float, float* %23
%32 = fadd float %30, %31
%33 = getelementptr inbounds float, float* %24, i64 1
%34 = load float, float* %33
%35 = getelementptr inbounds float, float* %23, i64 1
%36 = load float, float* %35
%37 = fadd float %34, %36
%38 = fsub float %30, %31
%39 = fsub float %34, %36
%40 = fmul float %28, %39
%41 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %38, float %26, float %40)
%42 = fmul float %26, %39
%43 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %38, float %29, float %42)
store float %32, float* %24
store float %37, float* %33
store float %41, float* %23
store float %43, float* %35
%44 = add nsw i64 %22, %9
%45 = getelementptr inbounds float, float* %24, i64 2
%46 = getelementptr inbounds float, float* %23, i64 2
%47 = icmp ult float* %45, %18
br i1 %47, label %21, label %13
48: ; preds = %13, %8
%49 = ashr i64 %10, 1
%50 = shl nsw i64 %9, 1
%51 = icmp sgt i64 %10, 3
br i1 %51, label %8, label %52
52: ; preds = %48, %4
ret void
}