void mp_add(int n, int radix, int in1[], int in2[], int out[]) {
  int mp_unsgn_cmp(int n, int in1[], int in2[]);
  int mp_unexp_add(int n, int radix, int expdif, short int in1[],
                   short int in2[], short int out[]);
  int mp_unexp_sub(int n, int radix, int expdif, short int in1[],
                   short int in2[], short int out[]);
  int outsgn, outexp, expdif;
  expdif = in1[1] - in2[1];
  outexp = in1[1];
  if (expdif < 0) {
    outexp = in2[1];
  }
  outsgn = in1[0] * in2[0];
  if (outsgn >= 0) {
    if (outsgn > 0) {
      outsgn = in1[0];
    } else {
      outsgn = in1[0] + in2[0];
      outexp = in1[1] + in2[1];
      expdif = 0;
    }
    if (expdif >= 0) {
      outexp += mp_unexp_add(n, radix, expdif, (short int *)&in1[2],
                             (short int *)&in2[2], (short int *)&out[2]);
    } else {
      outexp += mp_unexp_add(n, radix, -expdif, (short int *)&in2[2],
                             (short int *)&in1[2], (short int *)&out[2]);
    }
  } else {
    outsgn = mp_unsgn_cmp(n, &in1[1], &in2[1]);
    if (outsgn >= 0) {
      expdif = mp_unexp_sub(n, radix, expdif, (short int *)&in1[2],
                            (short int *)&in2[2], (short int *)&out[2]);
    } else {
      expdif = mp_unexp_sub(n, radix, -expdif, (short int *)&in2[2],
                            (short int *)&in1[2], (short int *)&out[2]);
    }
    outexp -= expdif;
    outsgn *= in1[0];
    if (expdif == n) {
      outsgn = 0;
    }
  }
  if (outsgn == 0) {
    outexp = 0;
  }
  out[0] = outsgn;
  out[1] = outexp;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<mp_add>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %esi,-0x8(%rbp)
mov    %rdx,-0x10(%rbp)
mov    %rcx,-0x18(%rbp)
mov    %r8,-0x20(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    0x4(%rax),%eax
mov    -0x18(%rbp),%rcx
sub    0x4(%rcx),%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    0x4(%rax),%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x2c(%rbp)
jge    1179 <mp_add+0x49>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    0x4(%rax),%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    (%rax),%eax
mov    -0x18(%rbp),%rcx
imul   (%rcx),%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x24(%rbp)
jl     1240 <mp_add+0x110>
cmpl   $0x0,-0x24(%rbp)
jle    11ab <mp_add+0x7b>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    (%rax),%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    11d2 <mp_add+0xa2>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    (%rax),%eax
mov    -0x18(%rbp),%rcx
add    (%rcx),%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    0x4(%rax),%eax
mov    -0x18(%rbp),%rcx
add    0x4(%rcx),%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x2c(%rbp)
jl     120d <mp_add+0xdd>
mov    -0x4(%rbp),%edi
mov    -0x8(%rbp),%esi
mov    -0x2c(%rbp),%edx
mov    -0x10(%rbp),%rcx
add    $0x8,%rcx
mov    -0x18(%rbp),%r8
add    $0x8,%r8
mov    -0x20(%rbp),%r9
add    $0x8,%r9
call   1050 <mp_unexp_add@plt>
add    -0x28(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    123b <mp_add+0x10b>
mov    -0x4(%rbp),%edi
mov    -0x8(%rbp),%esi
xor    %edx,%edx
sub    -0x2c(%rbp),%edx
mov    -0x18(%rbp),%rcx
add    $0x8,%rcx
mov    -0x10(%rbp),%r8
add    $0x8,%r8
mov    -0x20(%rbp),%r9
add    $0x8,%r9
call   1050 <mp_unexp_add@plt>
add    -0x28(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    12ee <mp_add+0x1be>
mov    -0x4(%rbp),%edi
mov    -0x10(%rbp),%rsi
add    $0x4,%rsi
mov    -0x18(%rbp),%rdx
add    $0x4,%rdx
call   1040 <mp_unsgn_cmp@plt>
mov    %eax,-0x24(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x24(%rbp)
jl     1293 <mp_add+0x163>
mov    -0x4(%rbp),%edi
mov    -0x8(%rbp),%esi
mov    -0x2c(%rbp),%edx
mov    -0x10(%rbp),%rcx
add    $0x8,%rcx
mov    -0x18(%rbp),%r8
add    $0x8,%r8
mov    -0x20(%rbp),%r9
add    $0x8,%r9
call   1030 <mp_unexp_sub@plt>
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    12be <mp_add+0x18e>
mov    -0x4(%rbp),%edi
mov    -0x8(%rbp),%esi
xor    %edx,%edx
sub    -0x2c(%rbp),%edx
mov    -0x18(%rbp),%rcx
add    $0x8,%rcx
mov    -0x10(%rbp),%r8
add    $0x8,%r8
mov    -0x20(%rbp),%r9
add    $0x8,%r9
call   1030 <mp_unexp_sub@plt>
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
mov    -0x28(%rbp),%eax
sub    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    (%rax),%eax
imul   -0x24(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jne    12e9 <mp_add+0x1b9>
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
jmp    12ee <mp_add+0x1be>
cmpl   $0x0,-0x24(%rbp)
jne    12ff <mp_add+0x1cf>
movl   $0x0,-0x28(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%ecx
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %ecx,(%rax)
mov    -0x28(%rbp),%ecx
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %ecx,0x4(%rax)
add    $0x30,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<mp_add>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x18,%rsp
mov    %r8,%r12
mov    %rcx,%rbp
mov    %rdx,%r13
mov    %esi,%r8d
mov    (%rdx),%r14d
mov    0x4(%rdx),%ecx
mov    0x0(%rbp),%edx
mov    0x4(%rbp),%eax
mov    %ecx,%ebx
sub    %eax,%ebx
mov    %ecx,%r15d
cmovs  %eax,%r15d
mov    %edx,%esi
imul   %r14d,%esi
test   %esi,%esi
js     1198 <mp_add+0x68>
je     1205 <mp_add+0xd5>
test   %ebx,%ebx
jns    120f <mp_add+0xdf>
neg    %ebx
add    $0x8,%rbp
add    $0x8,%r13
lea    0x8(%r12),%r9
mov    %r8d,%esi
mov    %ebx,%edx
mov    %rbp,%rcx
mov    %r13,%r8
jmp    1227 <mp_add+0xf7>
lea    0x4(%r13),%rsi
lea    0x4(%rbp),%rdx
mov    %edi,0xc(%rsp)
mov    %r8d,%r14d
call   1040 <mp_unsgn_cmp@plt>
mov    %r12,0x10(%rsp)
mov    %eax,%r12d
mov    %ebx,%edx
neg    %edx
test   %eax,%eax
mov    %r13,%r8
cmovns %rbp,%r8
cmovns %r13,%rbp
cmovns %ebx,%edx
add    $0x8,%rbp
add    $0x8,%r8
mov    0x10(%rsp),%rax
lea    0x8(%rax),%r9
mov    0xc(%rsp),%ebx
mov    %ebx,%edi
mov    %r14d,%esi
mov    %rbp,%rcx
call   1030 <mp_unexp_sub@plt>
sub    %eax,%r15d
imul   0x0(%r13),%r12d
xor    %r14d,%r14d
cmp    %ebx,%eax
cmovne %r12d,%r14d
mov    0x10(%rsp),%r12
mov    %r15d,%eax
jmp    122f <mp_add+0xff>
add    %edx,%r14d
add    %ecx,%eax
xor    %ebx,%ebx
mov    %eax,%r15d
add    $0x8,%r13
add    $0x8,%rbp
lea    0x8(%r12),%r9
mov    %r8d,%esi
mov    %ebx,%edx
mov    %r13,%rcx
mov    %rbp,%r8
call   1050 <mp_unexp_add@plt>
add    %r15d,%eax
test   %r14d,%r14d
cmove  %r14d,%eax
mov    %r14d,(%r12)
mov    %eax,0x4(%r12)
add    $0x18,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @mp_add(i32 %0, i32 %1, i32* %2, i32* %3, i32* %4) {
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32*
%9 = alloca i32*
%10 = alloca i32*
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
%13 = alloca i32
store i32 %0, i32* %6
store i32 %1, i32* %7
store i32* %2, i32** %8
store i32* %3, i32** %9
store i32* %4, i32** %10
%14 = load i32*, i32** %8
%15 = getelementptr inbounds i32, i32* %14, i64 1
%16 = load i32, i32* %15
%17 = load i32*, i32** %9
%18 = getelementptr inbounds i32, i32* %17, i64 1
%19 = load i32, i32* %18
%20 = sub nsw i32 %16, %19
store i32 %20, i32* %13
%21 = load i32*, i32** %8
%22 = getelementptr inbounds i32, i32* %21, i64 1
%23 = load i32, i32* %22
store i32 %23, i32* %12
%24 = load i32, i32* %13
%25 = icmp slt i32 %24, 0
br i1 %25, label %26, label %30
26: ; preds = %5
%27 = load i32*, i32** %9
%28 = getelementptr inbounds i32, i32* %27, i64 1
%29 = load i32, i32* %28
store i32 %29, i32* %12
br label %30
30: ; preds = %26, %5
%31 = load i32*, i32** %8
%32 = getelementptr inbounds i32, i32* %31, i64 0
%33 = load i32, i32* %32
%34 = load i32*, i32** %9
%35 = getelementptr inbounds i32, i32* %34, i64 0
%36 = load i32, i32* %35
%37 = mul nsw i32 %33, %36
store i32 %37, i32* %11
%38 = load i32, i32* %11
%39 = icmp sge i32 %38, 0
br i1 %39, label %40, label %99
40: ; preds = %30
%41 = load i32, i32* %11
%42 = icmp sgt i32 %41, 0
br i1 %42, label %43, label %47
43: ; preds = %40
%44 = load i32*, i32** %8
%45 = getelementptr inbounds i32, i32* %44, i64 0
%46 = load i32, i32* %45
store i32 %46, i32* %11
br label %62
47: ; preds = %40
%48 = load i32*, i32** %8
%49 = getelementptr inbounds i32, i32* %48, i64 0
%50 = load i32, i32* %49
%51 = load i32*, i32** %9
%52 = getelementptr inbounds i32, i32* %51, i64 0
%53 = load i32, i32* %52
%54 = add nsw i32 %50, %53
store i32 %54, i32* %11
%55 = load i32*, i32** %8
%56 = getelementptr inbounds i32, i32* %55, i64 1
%57 = load i32, i32* %56
%58 = load i32*, i32** %9
%59 = getelementptr inbounds i32, i32* %58, i64 1
%60 = load i32, i32* %59
%61 = add nsw i32 %57, %60
store i32 %61, i32* %12
store i32 0, i32* %13
br label %62
62: ; preds = %47, %43
%63 = load i32, i32* %13
%64 = icmp sge i32 %63, 0
br i1 %64, label %65, label %81
65: ; preds = %62
%66 = load i32, i32* %6
%67 = load i32, i32* %7
%68 = load i32, i32* %13
%69 = load i32*, i32** %8
%70 = getelementptr inbounds i32, i32* %69, i64 2
%71 = bitcast i32* %70 to i16*
%72 = load i32*, i32** %9
%73 = getelementptr inbounds i32, i32* %72, i64 2
%74 = bitcast i32* %73 to i16*
%75 = load i32*, i32** %10
%76 = getelementptr inbounds i32, i32* %75, i64 2
%77 = bitcast i32* %76 to i16*
%78 = call i32 @mp_unexp_add(i32 %66, i32 %67, i32 %68, i16* %71, i16* %74, i16* %77)
%79 = load i32, i32* %12
%80 = add nsw i32 %79, %78
store i32 %80, i32* %12
br label %98
81: ; preds = %62
%82 = load i32, i32* %6
%83 = load i32, i32* %7
%84 = load i32, i32* %13
%85 = sub nsw i32 0, %84
%86 = load i32*, i32** %9
%87 = getelementptr inbounds i32, i32* %86, i64 2
%88 = bitcast i32* %87 to i16*
%89 = load i32*, i32** %8
%90 = getelementptr inbounds i32, i32* %89, i64 2
%91 = bitcast i32* %90 to i16*
%92 = load i32*, i32** %10
%93 = getelementptr inbounds i32, i32* %92, i64 2
%94 = bitcast i32* %93 to i16*
%95 = call i32 @mp_unexp_add(i32 %82, i32 %83, i32 %85, i16* %88, i16* %91, i16* %94)
%96 = load i32, i32* %12
%97 = add nsw i32 %96, %95
store i32 %97, i32* %12
br label %98
98: ; preds = %81, %65
br label %151
99: ; preds = %30
%100 = load i32, i32* %6
%101 = load i32*, i32** %8
%102 = getelementptr inbounds i32, i32* %101, i64 1
%103 = load i32*, i32** %9
%104 = getelementptr inbounds i32, i32* %103, i64 1
%105 = call i32 @mp_unsgn_cmp(i32 %100, i32* %102, i32* %104)
store i32 %105, i32* %11
%106 = load i32, i32* %11
%107 = icmp sge i32 %106, 0
br i1 %107, label %108, label %122
108: ; preds = %99
%109 = load i32, i32* %6
%110 = load i32, i32* %7
%111 = load i32, i32* %13
%112 = load i32*, i32** %8
%113 = getelementptr inbounds i32, i32* %112, i64 2
%114 = bitcast i32* %113 to i16*
%115 = load i32*, i32** %9
%116 = getelementptr inbounds i32, i32* %115, i64 2
%117 = bitcast i32* %116 to i16*
%118 = load i32*, i32** %10
%119 = getelementptr inbounds i32, i32* %118, i64 2
%120 = bitcast i32* %119 to i16*
%121 = call i32 @mp_unexp_sub(i32 %109, i32 %110, i32 %111, i16* %114, i16* %117, i16* %120)
store i32 %121, i32* %13
br label %137
122: ; preds = %99
%123 = load i32, i32* %6
%124 = load i32, i32* %7
%125 = load i32, i32* %13
%126 = sub nsw i32 0, %125
%127 = load i32*, i32** %9
%128 = getelementptr inbounds i32, i32* %127, i64 2
%129 = bitcast i32* %128 to i16*
%130 = load i32*, i32** %8
%131 = getelementptr inbounds i32, i32* %130, i64 2
%132 = bitcast i32* %131 to i16*
%133 = load i32*, i32** %10
%134 = getelementptr inbounds i32, i32* %133, i64 2
%135 = bitcast i32* %134 to i16*
%136 = call i32 @mp_unexp_sub(i32 %123, i32 %124, i32 %126, i16* %129, i16* %132, i16* %135)
store i32 %136, i32* %13
br label %137
137: ; preds = %122, %108
%138 = load i32, i32* %13
%139 = load i32, i32* %12
%140 = sub nsw i32 %139, %138
store i32 %140, i32* %12
%141 = load i32*, i32** %8
%142 = getelementptr inbounds i32, i32* %141, i64 0
%143 = load i32, i32* %142
%144 = load i32, i32* %11
%145 = mul nsw i32 %144, %143
store i32 %145, i32* %11
%146 = load i32, i32* %13
%147 = load i32, i32* %6
%148 = icmp eq i32 %146, %147
br i1 %148, label %149, label %150
149: ; preds = %137
store i32 0, i32* %11
br label %150
150: ; preds = %149, %137
br label %151
151: ; preds = %150, %98
%152 = load i32, i32* %11
%153 = icmp eq i32 %152, 0
br i1 %153, label %154, label %155
154: ; preds = %151
store i32 0, i32* %12
br label %155
155: ; preds = %154, %151
%156 = load i32, i32* %11
%157 = load i32*, i32** %10
%158 = getelementptr inbounds i32, i32* %157, i64 0
store i32 %156, i32* %158
%159 = load i32, i32* %12
%160 = load i32*, i32** %10
%161 = getelementptr inbounds i32, i32* %160, i64 1
store i32 %159, i32* %161
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @mp_add(i32 %0, i32 %1, i32* %2, i32* %3, i32* %4) {
%6 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 1
%7 = load i32, i32* %6
%8 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 1
%9 = load i32, i32* %8
%10 = sub nsw i32 %7, %9
%11 = icmp slt i32 %10, 0
%12 = select i1 %11, i32 %9, i32 %7
%13 = load i32, i32* %2
%14 = load i32, i32* %3
%15 = mul nsw i32 %14, %13
%16 = icmp sgt i32 %15, -1
br i1 %16, label %17, label %46
17: ; preds = %5
%18 = icmp eq i32 %15, 0
br i1 %18, label %19, label %22
19: ; preds = %17
%20 = add nsw i32 %14, %13
%21 = add nsw i32 %9, %7
br label %24
22: ; preds = %17
%23 = icmp sgt i32 %10, -1
br i1 %23, label %24, label %36
24: ; preds = %19, %22
%25 = phi i32 [ 0, %19 ], [ %10, %22 ]
%26 = phi i32 [ %21, %19 ], [ %12, %22 ]
%27 = phi i32 [ %20, %19 ], [ %13, %22 ]
%28 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 2
%29 = bitcast i32* %28 to i16*
%30 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 2
%31 = bitcast i32* %30 to i16*
%32 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 2
%33 = bitcast i32* %32 to i16*
%34 = tail call i32 @mp_unexp_add(i32 %0, i32 %1, i32 %25, i16* %29, i16* %31, i16* %33)
%35 = add nsw i32 %34, %26
br label %65
36: ; preds = %22
%37 = sub nsw i32 0, %10
%38 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 2
%39 = bitcast i32* %38 to i16*
%40 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 2
%41 = bitcast i32* %40 to i16*
%42 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 2
%43 = bitcast i32* %42 to i16*
%44 = tail call i32 @mp_unexp_add(i32 %0, i32 %1, i32 %37, i16* %39, i16* %41, i16* %43)
%45 = add nsw i32 %44, %12
br label %65
46: ; preds = %5
%47 = tail call i32 @mp_unsgn_cmp(i32 %0, i32* %6, i32* %8)
%48 = icmp sgt i32 %47, -1
%49 = sub nsw i32 0, %10
%50 = select i1 %48, i32* %2, i32* %3
%51 = select i1 %48, i32* %3, i32* %2
%52 = select i1 %48, i32 %10, i32 %49
%53 = getelementptr inbounds i32, i32* %50, i64 2
%54 = bitcast i32* %53 to i16*
%55 = getelementptr inbounds i32, i32* %51, i64 2
%56 = bitcast i32* %55 to i16*
%57 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 2
%58 = bitcast i32* %57 to i16*
%59 = tail call i32 @mp_unexp_sub(i32 %0, i32 %1, i32 %52, i16* %54, i16* %56, i16* %58)
%60 = sub nsw i32 %12, %59
%61 = load i32, i32* %2
%62 = mul nsw i32 %61, %47
%63 = icmp eq i32 %59, %0
%64 = select i1 %63, i32 0, i32 %62
br label %65
65: ; preds = %24, %36, %46
%66 = phi i32 [ %27, %24 ], [ %13, %36 ], [ %64, %46 ]
%67 = phi i32 [ %35, %24 ], [ %45, %36 ], [ %60, %46 ]
%68 = icmp eq i32 %66, 0
%69 = select i1 %68, i32 0, i32 %67
store i32 %66, i32* %4
%70 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 1
store i32 %69, i32* %70
ret void
}