void brighten_image(int num_row, int num_col, int num_brighten,
                    int (*pixel_data)[100]) {
  for (int i = 0; i < num_row; i++) {
    for (int j = 0; j < num_col; j++) {
      *(*(pixel_data + i) + j) += num_brighten;
      if (*(*(pixel_data + i) + j) >= 255) {
        *(*(pixel_data + i) + j) = 255;
      }
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<brighten_image>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %esi,-0x8(%rbp)
mov    %edx,-0xc(%rbp)
mov    %rcx,-0x18(%rbp)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    11bc <brighten_image+0xbc>
movl   $0x0,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
jge    11a9 <brighten_image+0xa9>
mov    -0xc(%rbp),%edx
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
imul   $0x190,%rcx,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
add    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
imul   $0x190,%rcx,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
cmpl   $0xff,(%rax,%rcx,4)
jl     1196 <brighten_image+0x96>
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
imul   $0x190,%rcx,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
movl   $0xff,(%rax,%rcx,4)
jmp    119b <brighten_image+0x9b>
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    112b <brighten_image+0x2b>
jmp    11ae <brighten_image+0xae>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1118 <brighten_image+0x18>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<brighten_image>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
test   %edi,%edi
jle    12ce <brighten_image+0x1ce>
mov    %edi,%r14d
mov    %esi,%r13d
mov    %r13d,%r8d
and    $0xfffffff8,%r8d
lea    -0x8(%r8),%r9
mov    %r9,%r10
shr    $0x3,%r10
add    $0x1,%r10
movd   %edx,%xmm0
pshufd $0x0,%xmm0,%xmm0
mov    %r10,%r11
and    $0xfffffffffffffffe,%r11
lea    0x30(%rcx),%rbx
xor    %r15d,%r15d
mov    $0xff,%r12d
movdqa 0xead(%rip),%xmm1
mov    %rcx,%rax
jmp    117a <brighten_image+0x7a>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%r15
add    $0x190,%rbx
add    $0x190,%rax
cmp    %r14,%r15
je     12ce <brighten_image+0x1ce>
test   %esi,%esi
jle    1160 <brighten_image+0x60>
cmp    $0x8,%esi
jae    1190 <brighten_image+0x90>
xor    %edi,%edi
jmp    12a0 <brighten_image+0x1a0>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
test   %r9,%r9
je     12c0 <brighten_image+0x1c0>
mov    %r11,%rdi
xor    %ebp,%ebp
xchg   %ax,%ax
movdqu -0x30(%rbx,%rbp,4),%xmm4
movdqu -0x20(%rbx,%rbp,4),%xmm5
movdqu -0x10(%rbx,%rbp,4),%xmm3
movdqu (%rbx,%rbp,4),%xmm2
paddd  %xmm0,%xmm4
paddd  %xmm0,%xmm5
movdqa %xmm1,%xmm6
pcmpgtd %xmm4,%xmm6
pand   %xmm6,%xmm4
pandn  %xmm1,%xmm6
por    %xmm4,%xmm6
movdqa %xmm1,%xmm4
pcmpgtd %xmm5,%xmm4
pand   %xmm4,%xmm5
pandn  %xmm1,%xmm4
por    %xmm5,%xmm4
movdqu %xmm6,-0x30(%rbx,%rbp,4)
movdqu %xmm4,-0x20(%rbx,%rbp,4)
paddd  %xmm0,%xmm3
paddd  %xmm0,%xmm2
movdqa %xmm1,%xmm4
pcmpgtd %xmm3,%xmm4
pand   %xmm4,%xmm3
pandn  %xmm1,%xmm4
por    %xmm3,%xmm4
movdqa %xmm1,%xmm3
pcmpgtd %xmm2,%xmm3
pand   %xmm3,%xmm2
pandn  %xmm1,%xmm3
por    %xmm2,%xmm3
movdqu %xmm4,-0x10(%rbx,%rbp,4)
movdqu %xmm3,(%rbx,%rbp,4)
add    $0x10,%rbp
add    $0xfffffffffffffffe,%rdi
jne    11a0 <brighten_image+0xa0>
test   $0x1,%r10b
je     1292 <brighten_image+0x192>
imul   $0x190,%r15,%rdi
add    %rcx,%rdi
movdqu (%rdi,%rbp,4),%xmm2
movdqu 0x10(%rdi,%rbp,4),%xmm3
paddd  %xmm0,%xmm2
paddd  %xmm0,%xmm3
movdqa %xmm1,%xmm4
pcmpgtd %xmm2,%xmm4
pand   %xmm4,%xmm2
pandn  %xmm1,%xmm4
por    %xmm2,%xmm4
movdqa %xmm1,%xmm2
pcmpgtd %xmm3,%xmm2
pand   %xmm2,%xmm3
pandn  %xmm1,%xmm2
por    %xmm3,%xmm2
movdqu %xmm4,(%rdi,%rbp,4)
movdqu %xmm2,0x10(%rdi,%rbp,4)
mov    %r8,%rdi
cmp    %r13,%r8
je     1160 <brighten_image+0x60>
xchg   %ax,%ax
mov    (%rax,%rdi,4),%ebp
add    %edx,%ebp
cmp    $0xff,%ebp
cmovge %r12d,%ebp
mov    %ebp,(%rax,%rdi,4)
add    $0x1,%rdi
cmp    %rdi,%r13
jne    12a0 <brighten_image+0x1a0>
jmp    1160 <brighten_image+0x60>
xor    %ebp,%ebp
test   $0x1,%r10b
jne    1242 <brighten_image+0x142>
jmp    1292 <brighten_image+0x192>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @brighten_image(i32 %0, i32 %1, i32 %2, [100 x i32]* %3) {
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca [100 x i32]*
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
store i32 %0, i32* %5
store i32 %1, i32* %6
store i32 %2, i32* %7
store [100 x i32]* %3, [100 x i32]** %8
store i32 0, i32* %9
br label %11
11: ; preds = %56, %4
%12 = load i32, i32* %9
%13 = load i32, i32* %5
%14 = icmp slt i32 %12, %13
br i1 %14, label %15, label %59
15: ; preds = %11
store i32 0, i32* %10
br label %16
16: ; preds = %52, %15
%17 = load i32, i32* %10
%18 = load i32, i32* %6
%19 = icmp slt i32 %17, %18
br i1 %19, label %20, label %55
20: ; preds = %16
%21 = load i32, i32* %7
%22 = load [100 x i32]*, [100 x i32]** %8
%23 = load i32, i32* %9
%24 = sext i32 %23 to i64
%25 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %22, i64 %24
%26 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %25, i64 0, i64 0
%27 = load i32, i32* %10
%28 = sext i32 %27 to i64
%29 = getelementptr inbounds i32, i32* %26, i64 %28
%30 = load i32, i32* %29
%31 = add nsw i32 %30, %21
store i32 %31, i32* %29
%32 = load [100 x i32]*, [100 x i32]** %8
%33 = load i32, i32* %9
%34 = sext i32 %33 to i64
%35 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %32, i64 %34
%36 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %35, i64 0, i64 0
%37 = load i32, i32* %10
%38 = sext i32 %37 to i64
%39 = getelementptr inbounds i32, i32* %36, i64 %38
%40 = load i32, i32* %39
%41 = icmp sge i32 %40, 255
br i1 %41, label %42, label %51
42: ; preds = %20
%43 = load [100 x i32]*, [100 x i32]** %8
%44 = load i32, i32* %9
%45 = sext i32 %44 to i64
%46 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %43, i64 %45
%47 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %46, i64 0, i64 0
%48 = load i32, i32* %10
%49 = sext i32 %48 to i64
%50 = getelementptr inbounds i32, i32* %47, i64 %49
store i32 255, i32* %50
br label %51
51: ; preds = %42, %20
br label %52
52: ; preds = %51
%53 = load i32, i32* %10
%54 = add nsw i32 %53, 1
store i32 %54, i32* %10
br label %16
55: ; preds = %16
br label %56
56: ; preds = %55
%57 = load i32, i32* %9
%58 = add nsw i32 %57, 1
store i32 %58, i32* %9
br label %11
59: ; preds = %11
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @brighten_image(i32 %0, i32 %1, i32 %2, [100 x i32]* nocapture %3) {
%5 = icmp sgt i32 %0, 0
br i1 %5, label %6, label %84
6: ; preds = %4
%7 = icmp sgt i32 %1, 0
%8 = zext i32 %0 to i64
%9 = zext i32 %1 to i64
%10 = and i64 %9, 4294967288
%11 = add nsw i64 %10, -8
%12 = lshr exact i64 %11, 3
%13 = add nuw nsw i64 %12, 1
%14 = icmp ult i32 %1, 8
%15 = and i64 %9, 4294967288
%16 = insertelement <4 x i32> poison, i32 %2, i64 0
%17 = shufflevector <4 x i32> %16, <4 x i32> poison, <4 x i32> zeroinitializer
%18 = insertelement <4 x i32> poison, i32 %2, i64 0
%19 = shufflevector <4 x i32> %18, <4 x i32> poison, <4 x i32> zeroinitializer
%20 = and i64 %13, 1
%21 = icmp eq i64 %11, 0
%22 = and i64 %13, 4611686018427387902
%23 = icmp eq i64 %20, 0
%24 = icmp eq i64 %15, %9
br label %25
25: ; preds = %6, %85
%26 = phi i64 [ 0, %6 ], [ %86, %85 ]
br i1 %7, label %27, label %85
27: ; preds = %25
br i1 %14, label %82, label %28
28: ; preds = %27
br i1 %21, label %64, label %29
29: ; preds = %28, %29
%30 = phi i64 [ %61, %29 ], [ 0, %28 ]
%31 = phi i64 [ %62, %29 ], [ 0, %28 ]
%32 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %3, i64 %26, i64 %30
%33 = bitcast i32* %32 to <4 x i32>*
%34 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %33
%35 = getelementptr inbounds i32, i32* %32, i64 4
%36 = bitcast i32* %35 to <4 x i32>*
%37 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %36
%38 = add nsw <4 x i32> %34, %17
%39 = add nsw <4 x i32> %37, %19
%40 = icmp slt <4 x i32> %38, <i32 255, i32 255, i32 255, i32 255>
%41 = icmp slt <4 x i32> %39, <i32 255, i32 255, i32 255, i32 255>
%42 = select <4 x i1> %40, <4 x i32> %38, <4 x i32> <i32 255, i32 255, i32 255, i32 255>
%43 = select <4 x i1> %41, <4 x i32> %39, <4 x i32> <i32 255, i32 255, i32 255, i32 255>
%44 = bitcast i32* %32 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %42, <4 x i32>* %44
%45 = bitcast i32* %35 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %43, <4 x i32>* %45
%46 = or i64 %30, 8
%47 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %3, i64 %26, i64 %46
%48 = bitcast i32* %47 to <4 x i32>*
%49 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %48
%50 = getelementptr inbounds i32, i32* %47, i64 4
%51 = bitcast i32* %50 to <4 x i32>*
%52 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %51
%53 = add nsw <4 x i32> %49, %17
%54 = add nsw <4 x i32> %52, %19
%55 = icmp slt <4 x i32> %53, <i32 255, i32 255, i32 255, i32 255>
%56 = icmp slt <4 x i32> %54, <i32 255, i32 255, i32 255, i32 255>
%57 = select <4 x i1> %55, <4 x i32> %53, <4 x i32> <i32 255, i32 255, i32 255, i32 255>
%58 = select <4 x i1> %56, <4 x i32> %54, <4 x i32> <i32 255, i32 255, i32 255, i32 255>
%59 = bitcast i32* %47 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %57, <4 x i32>* %59
%60 = bitcast i32* %50 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %58, <4 x i32>* %60
%61 = add nuw i64 %30, 16
%62 = add i64 %31, 2
%63 = icmp eq i64 %62, %22
br i1 %63, label %64, label %29
64: ; preds = %29, %28
%65 = phi i64 [ 0, %28 ], [ %61, %29 ]
br i1 %23, label %81, label %66
66: ; preds = %64
%67 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %3, i64 %26, i64 %65
%68 = bitcast i32* %67 to <4 x i32>*
%69 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %68
%70 = getelementptr inbounds i32, i32* %67, i64 4
%71 = bitcast i32* %70 to <4 x i32>*
%72 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %71
%73 = add nsw <4 x i32> %69, %17
%74 = add nsw <4 x i32> %72, %19
%75 = icmp slt <4 x i32> %73, <i32 255, i32 255, i32 255, i32 255>
%76 = icmp slt <4 x i32> %74, <i32 255, i32 255, i32 255, i32 255>
%77 = select <4 x i1> %75, <4 x i32> %73, <4 x i32> <i32 255, i32 255, i32 255, i32 255>
%78 = select <4 x i1> %76, <4 x i32> %74, <4 x i32> <i32 255, i32 255, i32 255, i32 255>
%79 = bitcast i32* %67 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %77, <4 x i32>* %79
%80 = bitcast i32* %70 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %78, <4 x i32>* %80
br label %81
81: ; preds = %64, %66
br i1 %24, label %85, label %82
82: ; preds = %27, %81
%83 = phi i64 [ 0, %27 ], [ %15, %81 ]
br label %88
84: ; preds = %85, %4
ret void
85: ; preds = %88, %81, %25
%86 = add nuw nsw i64 %26, 1
%87 = icmp eq i64 %86, %8
br i1 %87, label %84, label %25
88: ; preds = %82, %88
%89 = phi i64 [ %95, %88 ], [ %83, %82 ]
%90 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %3, i64 %26, i64 %89
%91 = load i32, i32* %90
%92 = add nsw i32 %91, %2
%93 = icmp slt i32 %92, 255
%94 = select i1 %93, i32 %92, i32 255
store i32 %94, i32* %90
%95 = add nuw nsw i64 %89, 1
%96 = icmp eq i64 %95, %9
br i1 %96, label %85, label %88
}