void morton(int i, int *x, int *y) {
  *x = 0;
  *y = 0;
  int b;
  for (b = 0; b < 16; b++) {
    *x |= (i & (1 << (b * 2))) >> b;
    *y |= (i & (1 << (b * 2 + 1))) >> (b + 1);
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<morton>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movl   $0x0,(%rax)
mov    -0x18(%rbp),%rax
movl   $0x0,(%rax)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
cmpl   $0x10,-0x1c(%rbp)
jge    118e <morton+0x8e>
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
shl    $0x1,%ecx
mov    $0x1,%edx
shl    %cl,%edx
mov    %edx,%ecx
and    %ecx,%eax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
sar    %cl,%eax
mov    %eax,%ecx
mov    -0x10(%rbp),%rax
or     (%rax),%ecx
mov    %ecx,(%rax)
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
shl    $0x1,%ecx
add    $0x1,%ecx
mov    $0x1,%edx
shl    %cl,%edx
mov    %edx,%ecx
and    %ecx,%eax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
sar    %cl,%eax
mov    %eax,%ecx
mov    -0x18(%rbp),%rax
or     (%rax),%ecx
mov    %ecx,(%rax)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    112a <morton+0x2a>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<morton>:
movl   $0x0,(%rsi)
movl   $0x0,(%rdx)
xor    %r8d,%r8d
xor    %r9d,%r9d
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
mov    $0x1,%eax
mov    %r8d,%ecx
shl    %cl,%eax
and    %edi,%eax
mov    %r9d,%ecx
shr    %cl,%eax
or     %eax,(%rsi)
lea    0x1(%r8),%ecx
mov    $0x1,%eax
shl    %cl,%eax
and    %edi,%eax
add    $0x1,%r9d
mov    %r9d,%ecx
sar    %cl,%eax
or     %eax,(%rdx)
add    $0x2,%r8d
cmp    $0x10,%r9d
jne    1120 <morton+0x20>
ret

LLVM IR (-O0):
define void @morton(i32 %0, i32* %1, i32* %2) {
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32*
%6 = alloca i32*
%7 = alloca i32
store i32 %0, i32* %4
store i32* %1, i32** %5
store i32* %2, i32** %6
%8 = load i32*, i32** %5
store i32 0, i32* %8
%9 = load i32*, i32** %6
store i32 0, i32* %9
store i32 0, i32* %7
br label %10
10: ; preds = %36, %3
%11 = load i32, i32* %7
%12 = icmp slt i32 %11, 16
br i1 %12, label %13, label %39
13: ; preds = %10
%14 = load i32, i32* %4
%15 = load i32, i32* %7
%16 = mul nsw i32 %15, 2
%17 = shl i32 1, %16
%18 = and i32 %14, %17
%19 = load i32, i32* %7
%20 = ashr i32 %18, %19
%21 = load i32*, i32** %5
%22 = load i32, i32* %21
%23 = or i32 %22, %20
store i32 %23, i32* %21
%24 = load i32, i32* %4
%25 = load i32, i32* %7
%26 = mul nsw i32 %25, 2
%27 = add nsw i32 %26, 1
%28 = shl i32 1, %27
%29 = and i32 %24, %28
%30 = load i32, i32* %7
%31 = add nsw i32 %30, 1
%32 = ashr i32 %29, %31
%33 = load i32*, i32** %6
%34 = load i32, i32* %33
%35 = or i32 %34, %32
store i32 %35, i32* %33
br label %36
36: ; preds = %13
%37 = load i32, i32* %7
%38 = add nsw i32 %37, 1
store i32 %38, i32* %7
br label %10
39: ; preds = %10
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @morton(i32 %0, i32* nocapture %1, i32* nocapture %2) {
store i32 0, i32* %1
store i32 0, i32* %2
br label %4
4: ; preds = %3, %4
%5 = phi i32 [ 0, %3 ], [ %15, %4 ]
%6 = shl nuw nsw i32 %5, 1
%7 = shl nuw nsw i32 1, %6
%8 = and i32 %7, %0
%9 = lshr i32 %8, %5
%10 = load i32, i32* %1
%11 = or i32 %10, %9
store i32 %11, i32* %1
%12 = or i32 %6, 1
%13 = shl nuw i32 1, %12
%14 = and i32 %13, %0
%15 = add nuw nsw i32 %5, 1
%16 = ashr i32 %14, %15
%17 = load i32, i32* %2
%18 = or i32 %17, %16
store i32 %18, i32* %2
%19 = icmp eq i32 %15, 16
br i1 %19, label %20, label %4
20: ; preds = %4
ret void
}