void makecomat2D(int *input, int *mask, int xi, int yi, int *coords, int levels,
                 int *output) {
  int x, y, xval, yval, i, j;
  for (x = 0; x < xi; x++) {
    for (y = 0; y < yi; y++) {
      if (mask[x * yi + y] == 1) {
        i = input[x * yi + y];
        xval = x + coords[0];
        yval = y + coords[1];
        if ((xval >= 0) && (xval < xi) && (yval >= 0) && (yval < yi)) {
          if (mask[xval * yi + yval] == 1) {
            j = input[xval * yi + yval];
            if (i >= 0 && i < levels && j >= 0 && j < levels) {
              output[i * levels + j]++;
            }
          }
        }
      }
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<makecomat2D>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    0x10(%rbp),%rax
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
mov    %ecx,-0x18(%rbp)
mov    %r8,-0x20(%rbp)
mov    %r9d,-0x24(%rbp)
movl   $0x0,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    1268 <makecomat2D+0x168>
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jge    1255 <makecomat2D+0x155>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%ecx
imul   -0x18(%rbp),%ecx
add    -0x2c(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
cmpl   $0x1,(%rax,%rcx,4)
jne    1242 <makecomat2D+0x142>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%ecx
imul   -0x18(%rbp),%ecx
add    -0x2c(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x38(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
mov    -0x20(%rbp),%rcx
add    (%rcx),%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
mov    -0x20(%rbp),%rcx
add    0x4(%rcx),%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x30(%rbp)
jl     123d <makecomat2D+0x13d>
mov    -0x30(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    123d <makecomat2D+0x13d>
cmpl   $0x0,-0x34(%rbp)
jl     123d <makecomat2D+0x13d>
mov    -0x34(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jge    123d <makecomat2D+0x13d>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x30(%rbp),%ecx
imul   -0x18(%rbp),%ecx
add    -0x34(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
cmpl   $0x1,(%rax,%rcx,4)
jne    1238 <makecomat2D+0x138>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x30(%rbp),%ecx
imul   -0x18(%rbp),%ecx
add    -0x34(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x38(%rbp)
jl     1233 <makecomat2D+0x133>
mov    -0x38(%rbp),%eax
cmp    -0x24(%rbp),%eax
jge    1233 <makecomat2D+0x133>
cmpl   $0x0,-0x3c(%rbp)
jl     1233 <makecomat2D+0x133>
mov    -0x3c(%rbp),%eax
cmp    -0x24(%rbp),%eax
jge    1233 <makecomat2D+0x133>
mov    0x10(%rbp),%rax
mov    -0x38(%rbp),%ecx
imul   -0x24(%rbp),%ecx
add    -0x3c(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    1238 <makecomat2D+0x138>
jmp    123d <makecomat2D+0x13d>
jmp    1242 <makecomat2D+0x142>
jmp    1247 <makecomat2D+0x147>
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    1138 <makecomat2D+0x38>
jmp    125a <makecomat2D+0x15a>
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    1125 <makecomat2D+0x25>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<makecomat2D>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
mov    %rdi,-0x10(%rsp)
test   %edx,%edx
jle    11d9 <makecomat2D+0xd9>
mov    %ecx,%r13d
movslq %ecx,%r11
mov    %edx,%eax
mov    %rax,-0x8(%rsp)
shl    $0x2,%r11
xor    %r12d,%r12d
mov    -0x10(%rsp),%r15
mov    %rsi,%rbx
jmp    1155 <makecomat2D+0x55>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
add    $0x1,%r12
add    %r11,%rbx
add    %r11,%r15
cmp    -0x8(%rsp),%r12
je     11d9 <makecomat2D+0xd9>
test   %ecx,%ecx
jle    1140 <makecomat2D+0x40>
xor    %eax,%eax
jmp    1169 <makecomat2D+0x69>
nopl   (%rax)
add    $0x1,%rax
cmp    %rax,%r13
je     1140 <makecomat2D+0x40>
cmpl   $0x1,(%rbx,%rax,4)
jne    1160 <makecomat2D+0x60>
mov    (%r8),%edi
mov    %edi,%ebp
add    %r12d,%ebp
js     1160 <makecomat2D+0x60>
cmp    %edx,%ebp
jge    1160 <makecomat2D+0x60>
mov    0x4(%r8),%r10d
lea    (%rax,%r10,1),%r14
test   %r14d,%r14d
js     1160 <makecomat2D+0x60>
cmp    %r13d,%r14d
jge    1160 <makecomat2D+0x60>
add    %r12d,%edi
imul   %ecx,%edi
add    %eax,%r10d
add    %edi,%r10d
movslq %r10d,%rbp
cmpl   $0x1,(%rsi,%rbp,4)
jne    1160 <makecomat2D+0x60>
mov    (%r15,%rax,4),%r10d
test   %r10d,%r10d
js     1160 <makecomat2D+0x60>
cmp    %r9d,%r10d
jge    1160 <makecomat2D+0x60>
mov    -0x10(%rsp),%rdi
mov    (%rdi,%rbp,4),%ebp
test   %ebp,%ebp
js     1160 <makecomat2D+0x60>
cmp    %r9d,%ebp
jge    1160 <makecomat2D+0x60>
imul   %r9d,%r10d
add    %r10d,%ebp
movslq %ebp,%rdi
mov    0x38(%rsp),%rbp
addl   $0x1,0x0(%rbp,%rdi,4)
jmp    1160 <makecomat2D+0x60>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @makecomat2D(i32* %0, i32* %1, i32 %2, i32 %3, i32* %4, i32 %5, i32* %6) {
%8 = alloca i32*
%9 = alloca i32*
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32*
%13 = alloca i32
%14 = alloca i32*
%15 = alloca i32
%16 = alloca i32
%17 = alloca i32
%18 = alloca i32
%19 = alloca i32
%20 = alloca i32
store i32* %0, i32** %8
store i32* %1, i32** %9
store i32 %2, i32* %10
store i32 %3, i32* %11
store i32* %4, i32** %12
store i32 %5, i32* %13
store i32* %6, i32** %14
store i32 0, i32* %15
br label %21
21: ; preds = %127, %7
%22 = load i32, i32* %15
%23 = load i32, i32* %10
%24 = icmp slt i32 %22, %23
br i1 %24, label %25, label %130
25: ; preds = %21
store i32 0, i32* %16
br label %26
26: ; preds = %123, %25
%27 = load i32, i32* %16
%28 = load i32, i32* %11
%29 = icmp slt i32 %27, %28
br i1 %29, label %30, label %126
30: ; preds = %26
%31 = load i32*, i32** %9
%32 = load i32, i32* %15
%33 = load i32, i32* %11
%34 = mul nsw i32 %32, %33
%35 = load i32, i32* %16
%36 = add nsw i32 %34, %35
%37 = sext i32 %36 to i64
%38 = getelementptr inbounds i32, i32* %31, i64 %37
%39 = load i32, i32* %38
%40 = icmp eq i32 %39, 1
br i1 %40, label %41, label %122
41: ; preds = %30
%42 = load i32*, i32** %8
%43 = load i32, i32* %15
%44 = load i32, i32* %11
%45 = mul nsw i32 %43, %44
%46 = load i32, i32* %16
%47 = add nsw i32 %45, %46
%48 = sext i32 %47 to i64
%49 = getelementptr inbounds i32, i32* %42, i64 %48
%50 = load i32, i32* %49
store i32 %50, i32* %19
%51 = load i32, i32* %15
%52 = load i32*, i32** %12
%53 = getelementptr inbounds i32, i32* %52, i64 0
%54 = load i32, i32* %53
%55 = add nsw i32 %51, %54
store i32 %55, i32* %17
%56 = load i32, i32* %16
%57 = load i32*, i32** %12
%58 = getelementptr inbounds i32, i32* %57, i64 1
%59 = load i32, i32* %58
%60 = add nsw i32 %56, %59
store i32 %60, i32* %18
%61 = load i32, i32* %17
%62 = icmp sge i32 %61, 0
br i1 %62, label %63, label %121
63: ; preds = %41
%64 = load i32, i32* %17
%65 = load i32, i32* %10
%66 = icmp slt i32 %64, %65
br i1 %66, label %67, label %121
67: ; preds = %63
%68 = load i32, i32* %18
%69 = icmp sge i32 %68, 0
br i1 %69, label %70, label %121
70: ; preds = %67
%71 = load i32, i32* %18
%72 = load i32, i32* %11
%73 = icmp slt i32 %71, %72
br i1 %73, label %74, label %121
74: ; preds = %70
%75 = load i32*, i32** %9
%76 = load i32, i32* %17
%77 = load i32, i32* %11
%78 = mul nsw i32 %76, %77
%79 = load i32, i32* %18
%80 = add nsw i32 %78, %79
%81 = sext i32 %80 to i64
%82 = getelementptr inbounds i32, i32* %75, i64 %81
%83 = load i32, i32* %82
%84 = icmp eq i32 %83, 1
br i1 %84, label %85, label %120
85: ; preds = %74
%86 = load i32*, i32** %8
%87 = load i32, i32* %17
%88 = load i32, i32* %11
%89 = mul nsw i32 %87, %88
%90 = load i32, i32* %18
%91 = add nsw i32 %89, %90
%92 = sext i32 %91 to i64
%93 = getelementptr inbounds i32, i32* %86, i64 %92
%94 = load i32, i32* %93
store i32 %94, i32* %20
%95 = load i32, i32* %19
%96 = icmp sge i32 %95, 0
br i1 %96, label %97, label %119
97: ; preds = %85
%98 = load i32, i32* %19
%99 = load i32, i32* %13
%100 = icmp slt i32 %98, %99
br i1 %100, label %101, label %119
101: ; preds = %97
%102 = load i32, i32* %20
%103 = icmp sge i32 %102, 0
br i1 %103, label %104, label %119
104: ; preds = %101
%105 = load i32, i32* %20
%106 = load i32, i32* %13
%107 = icmp slt i32 %105, %106
br i1 %107, label %108, label %119
108: ; preds = %104
%109 = load i32*, i32** %14
%110 = load i32, i32* %19
%111 = load i32, i32* %13
%112 = mul nsw i32 %110, %111
%113 = load i32, i32* %20
%114 = add nsw i32 %112, %113
%115 = sext i32 %114 to i64
%116 = getelementptr inbounds i32, i32* %109, i64 %115
%117 = load i32, i32* %116
%118 = add nsw i32 %117, 1
store i32 %118, i32* %116
br label %119
119: ; preds = %108, %104, %101, %97, %85
br label %120
120: ; preds = %119, %74
br label %121
121: ; preds = %120, %70, %67, %63, %41
br label %122
122: ; preds = %121, %30
br label %123
123: ; preds = %122
%124 = load i32, i32* %16
%125 = add nsw i32 %124, 1
store i32 %125, i32* %16
br label %26
126: ; preds = %26
br label %127
127: ; preds = %126
%128 = load i32, i32* %15
%129 = add nsw i32 %128, 1
store i32 %129, i32* %15
br label %21
130: ; preds = %21
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @makecomat2D(i32* nocapture %0, i32* nocapture %1, i32 %2, i32 %3, i32* nocapture %4, i32 %5, i32* nocapture %6) {
%8 = icmp sgt i32 %2, 0
br i1 %8, label %9, label %71
9: ; preds = %7
%10 = icmp sgt i32 %3, 0
%11 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 1
%12 = sext i32 %3 to i64
%13 = zext i32 %2 to i64
%14 = zext i32 %3 to i64
br label %15
15: ; preds = %9, %68
%16 = phi i64 [ 0, %9 ], [ %69, %68 ]
br i1 %10, label %17, label %68
17: ; preds = %15
%18 = mul nsw i64 %16, %12
%19 = trunc i64 %16 to i32
br label %20
20: ; preds = %17, %65
%21 = phi i64 [ 0, %17 ], [ %66, %65 ]
%22 = add nsw i64 %21, %18
%23 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %22
%24 = load i32, i32* %23
%25 = icmp eq i32 %24, 1
br i1 %25, label %26, label %65
26: ; preds = %20
%27 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %22
%28 = load i32, i32* %27
%29 = load i32, i32* %4
%30 = add nsw i32 %29, %19
%31 = load i32, i32* %11
%32 = trunc i64 %21 to i32
%33 = add nsw i32 %31, %32
%34 = icmp sgt i32 %30, -1
br i1 %34, label %35, label %65
35: ; preds = %26
%36 = icmp slt i32 %30, %2
%37 = icmp sgt i32 %33, -1
%38 = select i1 %36, i1 %37, i1 false
%39 = icmp slt i32 %33, %3
%40 = select i1 %38, i1 %39, i1 false
br i1 %40, label %41, label %65
41: ; preds = %35
%42 = mul nsw i32 %30, %3
%43 = add nsw i32 %42, %33
%44 = sext i32 %43 to i64
%45 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %44
%46 = load i32, i32* %45
%47 = icmp eq i32 %46, 1
br i1 %47, label %48, label %65
48: ; preds = %41
%49 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %44
%50 = load i32, i32* %49
%51 = icmp sgt i32 %28, -1
br i1 %51, label %52, label %65
52: ; preds = %48
%53 = icmp slt i32 %28, %5
%54 = icmp sgt i32 %50, -1
%55 = select i1 %53, i1 %54, i1 false
%56 = icmp slt i32 %50, %5
%57 = select i1 %55, i1 %56, i1 false
br i1 %57, label %58, label %65
58: ; preds = %52
%59 = mul nsw i32 %28, %5
%60 = add nsw i32 %50, %59
%61 = sext i32 %60 to i64
%62 = getelementptr inbounds i32, i32* %6, i64 %61
%63 = load i32, i32* %62
%64 = add nsw i32 %63, 1
store i32 %64, i32* %62
br label %65
65: ; preds = %20, %41, %58, %52, %48, %35, %26
%66 = add nuw nsw i64 %21, 1
%67 = icmp eq i64 %66, %14
br i1 %67, label %68, label %20
68: ; preds = %65, %15
%69 = add nuw nsw i64 %16, 1
%70 = icmp eq i64 %69, %13
br i1 %70, label %71, label %15
71: ; preds = %68, %7
ret void
}