#define NULL ((void *)0)
typedef unsigned long size_t; // Customize by platform.
typedef long intptr_t;
typedef unsigned long uintptr_t;
typedef long scalar_t__; // Either arithmetic or pointer type.
/* By default, we understand bool (as a convenience). */
typedef int bool;
#define false 0
#define true 1

/* Forward declarations */

/* Type definitions */
typedef int uint8_t;
typedef int uint32_t;
typedef int uint16_t;

/* Variables and functions */
void hist_uint16(const char *image, uint16_t rows, uint16_t cols,
                 uint32_t r_stride, uint32_t c_stride, uint32_t *histogram,
                 uint8_t shift, uint16_t *min, uint16_t *max) {
  uint16_t working_min = 65535;
  uint16_t working_max = 0;
  const char *row_start, *pixel;
  for (row_start = image; row_start != image + rows * r_stride;
       row_start += r_stride) {
    for (pixel = row_start; pixel != row_start + cols * c_stride;
         pixel += c_stride) {
      uint16_t val = *(uint16_t *)pixel;
      histogram[val >> shift]++;
      if (val < working_min)
        working_min = val;
      else if (val > working_max)
        working_max = val;
    }
  }
  *min = working_min;
  *max = working_max;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<hist_uint16>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    0x20(%rbp),%rax
mov    0x18(%rbp),%rax
mov    0x10(%rbp),%eax
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
mov    %ecx,-0x14(%rbp)
mov    %r8d,-0x18(%rbp)
mov    %r9,-0x20(%rbp)
movl   $0xffff,-0x24(%rbp)
movl   $0x0,-0x28(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
mov    -0xc(%rbp),%edx
imul   -0x14(%rbp),%edx
movslq %edx,%rdx
add    %rdx,%rcx
cmp    %rcx,%rax
je     1205 <hist_uint16+0x105>
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%rax
mov    -0x30(%rbp),%rcx
mov    -0x10(%rbp),%edx
imul   -0x18(%rbp),%edx
movslq %edx,%rdx
add    %rdx,%rcx
cmp    %rcx,%rax
je     11ea <hist_uint16+0xea>
mov    -0x38(%rbp),%rax
mov    (%rax),%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    -0x3c(%rbp),%edx
mov    0x10(%rbp),%ecx
sar    %cl,%edx
mov    %edx,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
cmp    -0x24(%rbp),%eax
jge    11b8 <hist_uint16+0xb8>
mov    -0x3c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    11cf <hist_uint16+0xcf>
mov    -0x3c(%rbp),%eax
cmp    -0x28(%rbp),%eax
jle    11ca <hist_uint16+0xca>
mov    -0x3c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    11cf <hist_uint16+0xcf>
jmp    11d4 <hist_uint16+0xd4>
mov    -0x18(%rbp),%ecx
mov    -0x38(%rbp),%rax
movslq %ecx,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
jmp    1160 <hist_uint16+0x60>
jmp    11ef <hist_uint16+0xef>
mov    -0x14(%rbp),%ecx
mov    -0x30(%rbp),%rax
movslq %ecx,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
jmp    113a <hist_uint16+0x3a>
mov    -0x24(%rbp),%ecx
mov    0x18(%rbp),%rax
mov    %ecx,(%rax)
mov    -0x28(%rbp),%ecx
mov    0x20(%rbp),%rax
mov    %ecx,(%rax)
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<hist_uint16>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
mov    0x48(%rsp),%r10
mov    0x40(%rsp),%r11
imul   %ecx,%esi
test   %esi,%esi
je     117a <hist_uint16+0x7a>
mov    %ecx,%eax
mov    0x38(%rsp),%ecx
movslq %esi,%r14
add    %rdi,%r14
imul   %r8d,%edx
movslq %edx,%r15
movslq %r8d,%r12
movslq %eax,%r8
xor    %eax,%eax
mov    $0xffff,%r13d
jmp    1148 <hist_uint16+0x48>
xchg   %ax,%ax
add    %r8,%rdi
cmp    %r14,%rdi
je     1182 <hist_uint16+0x82>
test   %edx,%edx
je     1140 <hist_uint16+0x40>
xor    %ebx,%ebx
xchg   %ax,%ax
mov    (%rdi,%rbx,1),%ebp
mov    %ebp,%esi
sar    %cl,%esi
movslq %esi,%rsi
addl   $0x1,(%r9,%rsi,4)
cmp    %eax,%ebp
mov    %eax,%esi
cmovg  %ebp,%esi
cmp    %r13d,%ebp
cmovge %esi,%eax
cmovl  %ebp,%r13d
add    %r12,%rbx
cmp    %rbx,%r15
jne    1150 <hist_uint16+0x50>
jmp    1140 <hist_uint16+0x40>
mov    $0xffff,%r13d
xor    %eax,%eax
mov    %r13d,(%r11)
mov    %eax,(%r10)
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @hist_uint16(i8* %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3, i32 %4, i32* %5, i32 %6, i32* %7, i32* %8) {
%10 = alloca i8*
%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
%21 = alloca i8*
%22 = alloca i8*
%23 = alloca i32
store i8* %0, i8** %10
store i32 %1, i32* %11
store i32 %2, i32* %12
store i32 %3, i32* %13
store i32 %4, i32* %14
store i32* %5, i32** %15
store i32 %6, i32* %16
store i32* %7, i32** %17
store i32* %8, i32** %18
store i32 65535, i32* %19
store i32 0, i32* %20
%24 = load i8*, i8** %10
store i8* %24, i8** %21
br label %25
25: ; preds = %76, %9
%26 = load i8*, i8** %21
%27 = load i8*, i8** %10
%28 = load i32, i32* %11
%29 = load i32, i32* %13
%30 = mul nsw i32 %28, %29
%31 = sext i32 %30 to i64
%32 = getelementptr inbounds i8, i8* %27, i64 %31
%33 = icmp ne i8* %26, %32
br i1 %33, label %34, label %81
34: ; preds = %25
%35 = load i8*, i8** %21
store i8* %35, i8** %22
br label %36
36: ; preds = %70, %34
%37 = load i8*, i8** %22
%38 = load i8*, i8** %21
%39 = load i32, i32* %12
%40 = load i32, i32* %14
%41 = mul nsw i32 %39, %40
%42 = sext i32 %41 to i64
%43 = getelementptr inbounds i8, i8* %38, i64 %42
%44 = icmp ne i8* %37, %43
br i1 %44, label %45, label %75
45: ; preds = %36
%46 = load i8*, i8** %22
%47 = bitcast i8* %46 to i32*
%48 = load i32, i32* %47
store i32 %48, i32* %23
%49 = load i32*, i32** %15
%50 = load i32, i32* %23
%51 = load i32, i32* %16
%52 = ashr i32 %50, %51
%53 = sext i32 %52 to i64
%54 = getelementptr inbounds i32, i32* %49, i64 %53
%55 = load i32, i32* %54
%56 = add nsw i32 %55, 1
store i32 %56, i32* %54
%57 = load i32, i32* %23
%58 = load i32, i32* %19
%59 = icmp slt i32 %57, %58
br i1 %59, label %60, label %62
60: ; preds = %45
%61 = load i32, i32* %23
store i32 %61, i32* %19
br label %69
62: ; preds = %45
%63 = load i32, i32* %23
%64 = load i32, i32* %20
%65 = icmp sgt i32 %63, %64
br i1 %65, label %66, label %68
66: ; preds = %62
%67 = load i32, i32* %23
store i32 %67, i32* %20
br label %68
68: ; preds = %66, %62
br label %69
69: ; preds = %68, %60
br label %70
70: ; preds = %69
%71 = load i32, i32* %14
%72 = load i8*, i8** %22
%73 = sext i32 %71 to i64
%74 = getelementptr inbounds i8, i8* %72, i64 %73
store i8* %74, i8** %22
br label %36
75: ; preds = %36
br label %76
76: ; preds = %75
%77 = load i32, i32* %13
%78 = load i8*, i8** %21
%79 = sext i32 %77 to i64
%80 = getelementptr inbounds i8, i8* %78, i64 %79
store i8* %80, i8** %21
br label %25
81: ; preds = %25
%82 = load i32, i32* %19
%83 = load i32*, i32** %17
store i32 %82, i32* %83
%84 = load i32, i32* %20
%85 = load i32*, i32** %18
store i32 %84, i32* %85
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @hist_uint16(i8* %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3, i32 %4, i32* nocapture %5, i32 %6, i32* nocapture writeonly %7, i32* nocapture writeonly %8) {
%10 = mul nsw i32 %3, %1
%11 = sext i32 %10 to i64
%12 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %11
%13 = icmp eq i32 %10, 0
br i1 %13, label %48, label %14
14: ; preds = %9
%15 = mul nsw i32 %4, %2
%16 = sext i32 %15 to i64
%17 = sext i32 %4 to i64
%18 = sext i32 %3 to i64
%19 = icmp eq i32 %15, 0
br label %20
20: ; preds = %14, %43
%21 = phi i32 [ 65535, %14 ], [ %45, %43 ]
%22 = phi i8* [ %0, %14 ], [ %46, %43 ]
%23 = phi i32 [ 0, %14 ], [ %44, %43 ]
%24 = getelementptr inbounds i8, i8* %22, i64 %16
br i1 %19, label %43, label %25
25: ; preds = %20, %25
%26 = phi i32 [ %40, %25 ], [ %21, %20 ]
%27 = phi i8* [ %41, %25 ], [ %22, %20 ]
%28 = phi i32 [ %39, %25 ], [ %23, %20 ]
%29 = bitcast i8* %27 to i32*
%30 = load i32, i32* %29
%31 = ashr i32 %30, %6
%32 = sext i32 %31 to i64
%33 = getelementptr inbounds i32, i32* %5, i64 %32
%34 = load i32, i32* %33
%35 = add nsw i32 %34, 1
store i32 %35, i32* %33
%36 = icmp slt i32 %30, %26
%37 = icmp sgt i32 %30, %28
%38 = select i1 %37, i32 %30, i32 %28
%39 = select i1 %36, i32 %28, i32 %38
%40 = select i1 %36, i32 %30, i32 %26
%41 = getelementptr inbounds i8, i8* %27, i64 %17
%42 = icmp eq i8* %41, %24
br i1 %42, label %43, label %25
43: ; preds = %25, %20
%44 = phi i32 [ %23, %20 ], [ %39, %25 ]
%45 = phi i32 [ %21, %20 ], [ %40, %25 ]
%46 = getelementptr inbounds i8, i8* %22, i64 %18
%47 = icmp eq i8* %46, %12
br i1 %47, label %48, label %20
48: ; preds = %43, %9
%49 = phi i32 [ 0, %9 ], [ %44, %43 ]
%50 = phi i32 [ 65535, %9 ], [ %45, %43 ]
store i32 %50, i32* %7
store i32 %49, i32* %8
ret void
}