void update(int b[2048], int bucket[512 * 4], int a[2048], int exp) {
  int blockID = 0, maskID = 0;
loop3:
  for (blockID = 0; blockID < 512; blockID++) {
  loop1:
    for (maskID = 0; maskID < 4; maskID++) {
      int a_value = a[blockID * 4 + maskID];
      int bucket_value = bucket[((a_value >> exp) & 0x3) * 512 + blockID];
      b[bucket_value] = a_value;
      bucket[((a_value >> exp) & 0x3) * 512 + blockID] = bucket_value + 1;
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<update>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %ecx,-0x1c(%rbp)
movl   $0x0,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
movl   $0x0,-0x20(%rbp)
cmpl   $0x200,-0x20(%rbp)
jge    11d3 <update+0xd3>
jmp    113a <update+0x3a>
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
cmpl   $0x4,-0x24(%rbp)
jge    11c0 <update+0xc0>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%ecx
shl    $0x2,%ecx
add    -0x24(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%edx
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
sar    %cl,%edx
mov    %edx,%ecx
and    $0x3,%ecx
shl    $0x9,%ecx
add    -0x20(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x2c(%rbp),%edx
add    $0x1,%edx
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%esi
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
sar    %cl,%esi
mov    %esi,%ecx
and    $0x3,%ecx
shl    $0x9,%ecx
add    -0x20(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    1141 <update+0x41>
jmp    11c5 <update+0xc5>
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    1128 <update+0x28>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<update>:
xor    %r9d,%r9d
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
mov    (%rdx,%r9,4),%r8d
mov    %r8d,%r11d
sar    %cl,%r11d
and    $0x3,%r11d
shl    $0xb,%r11
add    %rsi,%r11
movslq (%r9,%r11,1),%r10
mov    %r8d,(%rdi,%r10,4)
lea    0x1(%r10),%eax
mov    %eax,(%r9,%r11,1)
mov    0x4(%rdx,%r9,4),%r8d
mov    %r8d,%r11d
sar    %cl,%r11d
and    $0x3,%r11d
shl    $0xb,%r11
add    %rsi,%r11
movslq (%r9,%r11,1),%r10
mov    %r8d,(%rdi,%r10,4)
lea    0x1(%r10),%eax
mov    %eax,(%r9,%r11,1)
mov    0x8(%rdx,%r9,4),%r8d
mov    %r8d,%r11d
sar    %cl,%r11d
and    $0x3,%r11d
shl    $0xb,%r11
add    %rsi,%r11
movslq (%r9,%r11,1),%r10
mov    %r8d,(%rdi,%r10,4)
lea    0x1(%r10),%eax
mov    %eax,(%r9,%r11,1)
mov    0xc(%rdx,%r9,4),%r8d
mov    %r8d,%r11d
sar    %cl,%r11d
and    $0x3,%r11d
shl    $0xb,%r11
add    %rsi,%r11
movslq (%r9,%r11,1),%r10
mov    %r8d,(%rdi,%r10,4)
lea    0x1(%r10),%eax
mov    %eax,(%r9,%r11,1)
add    $0x4,%r9
cmp    $0x800,%r9
jne    1110 <update+0x10>
ret

LLVM IR (-O0):
define void @update(i32* %0, i32* %1, i32* %2, i32 %3) {
%5 = alloca i32*
%6 = alloca i32*
%7 = alloca i32*
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
store i32* %0, i32** %5
store i32* %1, i32** %6
store i32* %2, i32** %7
store i32 %3, i32* %8
store i32 0, i32* %9
store i32 0, i32* %10
br label %13
13: ; preds = %4
store i32 0, i32* %9
br label %14
14: ; preds = %63, %13
%15 = load i32, i32* %9
%16 = icmp slt i32 %15, 512
br i1 %16, label %17, label %66
17: ; preds = %14
br label %18
18: ; preds = %17
store i32 0, i32* %10
br label %19
19: ; preds = %59, %18
%20 = load i32, i32* %10
%21 = icmp slt i32 %20, 4
br i1 %21, label %22, label %62
22: ; preds = %19
%23 = load i32*, i32** %7
%24 = load i32, i32* %9
%25 = mul nsw i32 %24, 4
%26 = load i32, i32* %10
%27 = add nsw i32 %25, %26
%28 = sext i32 %27 to i64
%29 = getelementptr inbounds i32, i32* %23, i64 %28
%30 = load i32, i32* %29
store i32 %30, i32* %11
%31 = load i32*, i32** %6
%32 = load i32, i32* %11
%33 = load i32, i32* %8
%34 = ashr i32 %32, %33
%35 = and i32 %34, 3
%36 = mul nsw i32 %35, 512
%37 = load i32, i32* %9
%38 = add nsw i32 %36, %37
%39 = sext i32 %38 to i64
%40 = getelementptr inbounds i32, i32* %31, i64 %39
%41 = load i32, i32* %40
store i32 %41, i32* %12
%42 = load i32, i32* %11
%43 = load i32*, i32** %5
%44 = load i32, i32* %12
%45 = sext i32 %44 to i64
%46 = getelementptr inbounds i32, i32* %43, i64 %45
store i32 %42, i32* %46
%47 = load i32, i32* %12
%48 = add nsw i32 %47, 1
%49 = load i32*, i32** %6
%50 = load i32, i32* %11
%51 = load i32, i32* %8
%52 = ashr i32 %50, %51
%53 = and i32 %52, 3
%54 = mul nsw i32 %53, 512
%55 = load i32, i32* %9
%56 = add nsw i32 %54, %55
%57 = sext i32 %56 to i64
%58 = getelementptr inbounds i32, i32* %49, i64 %57
store i32 %48, i32* %58
br label %59
59: ; preds = %22
%60 = load i32, i32* %10
%61 = add nsw i32 %60, 1
store i32 %61, i32* %10
br label %19
62: ; preds = %19
br label %63
63: ; preds = %62
%64 = load i32, i32* %9
%65 = add nsw i32 %64, 1
store i32 %65, i32* %9
br label %14
66: ; preds = %14
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @update(i32* nocapture writeonly %0, i32* nocapture %1, i32* nocapture %2, i32 %3) {
br label %5
5: ; preds = %4, %5
%6 = phi i64 [ 0, %4 ], [ %59, %5 ]
%7 = shl nsw i64 %6, 2
%8 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %7
%9 = load i32, i32* %8
%10 = ashr i32 %9, %3
%11 = shl i32 %10, 9
%12 = and i32 %11, 1536
%13 = zext i32 %12 to i64
%14 = add nuw nsw i64 %6, %13
%15 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %14
%16 = load i32, i32* %15
%17 = sext i32 %16 to i64
%18 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %17
store i32 %9, i32* %18
%19 = add nsw i32 %16, 1
store i32 %19, i32* %15
%20 = or i64 %7, 1
%21 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %20
%22 = load i32, i32* %21
%23 = ashr i32 %22, %3
%24 = shl i32 %23, 9
%25 = and i32 %24, 1536
%26 = zext i32 %25 to i64
%27 = add nuw nsw i64 %6, %26
%28 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %27
%29 = load i32, i32* %28
%30 = sext i32 %29 to i64
%31 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %30
store i32 %22, i32* %31
%32 = add nsw i32 %29, 1
store i32 %32, i32* %28
%33 = or i64 %7, 2
%34 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %33
%35 = load i32, i32* %34
%36 = ashr i32 %35, %3
%37 = shl i32 %36, 9
%38 = and i32 %37, 1536
%39 = zext i32 %38 to i64
%40 = add nuw nsw i64 %6, %39
%41 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %40
%42 = load i32, i32* %41
%43 = sext i32 %42 to i64
%44 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %43
store i32 %35, i32* %44
%45 = add nsw i32 %42, 1
store i32 %45, i32* %41
%46 = or i64 %7, 3
%47 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %46
%48 = load i32, i32* %47
%49 = ashr i32 %48, %3
%50 = shl i32 %49, 9
%51 = and i32 %50, 1536
%52 = zext i32 %51 to i64
%53 = add nuw nsw i64 %6, %52
%54 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %53
%55 = load i32, i32* %54
%56 = sext i32 %55 to i64
%57 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %56
store i32 %48, i32* %57
%58 = add nsw i32 %55, 1
store i32 %58, i32* %54
%59 = add nuw nsw i64 %6, 1
%60 = icmp eq i64 %59, 512
br i1 %60, label %61, label %5
61: ; preds = %5
ret void
}