void cell_transitions(int **cells, int **neighbors, int nx, int ny) {
  int i, j, nneighbors;
  for (i = 0; i < nx; i++) {
    for (j = 0; j < ny; j++) {
      nneighbors = neighbors[i][j];
      if (cells[i][j] == 1) {
        if (nneighbors < 2)
          cells[i][j] = 0;
        else if (nneighbors > 3)
          cells[i][j] = 0;
        else
          cells[i][j] = 1;
      } else {
        if (nneighbors == 3)
          cells[i][j] = 1;
      }
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<cell_transitions>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
mov    %ecx,-0x18(%rbp)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    1221 <cell_transitions+0x121>
movl   $0x0,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jge    120e <cell_transitions+0x10e>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
cmpl   $0x1,(%rax,%rcx,4)
jne    11d5 <cell_transitions+0xd5>
cmpl   $0x2,-0x24(%rbp)
jge    118e <cell_transitions+0x8e>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
movl   $0x0,(%rax,%rcx,4)
jmp    11d0 <cell_transitions+0xd0>
cmpl   $0x3,-0x24(%rbp)
jle    11b4 <cell_transitions+0xb4>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
movl   $0x0,(%rax,%rcx,4)
jmp    11cb <cell_transitions+0xcb>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
movl   $0x1,(%rax,%rcx,4)
jmp    11d0 <cell_transitions+0xd0>
jmp    11fb <cell_transitions+0xfb>
cmpl   $0x3,-0x24(%rbp)
jne    11f6 <cell_transitions+0xf6>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
movl   $0x1,(%rax,%rcx,4)
jmp    11fb <cell_transitions+0xfb>
jmp    1200 <cell_transitions+0x100>
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    112c <cell_transitions+0x2c>
jmp    1213 <cell_transitions+0x113>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1119 <cell_transitions+0x19>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<cell_transitions>:
push   %rbp
push   %rbx
test   %edx,%edx
jle    117c <cell_transitions+0x7c>
mov    %edx,%r8d
mov    %ecx,%r10d
xor    %r9d,%r9d
jmp    1129 <cell_transitions+0x29>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%r9
cmp    %r8,%r9
je     117c <cell_transitions+0x7c>
test   %ecx,%ecx
jle    1120 <cell_transitions+0x20>
mov    (%rsi,%r9,8),%r11
mov    (%rdi,%r9,8),%rdx
xor    %eax,%eax
jmp    114c <cell_transitions+0x4c>
nopl   0x0(%rax)
mov    %ebx,(%rdx,%rax,4)
add    $0x1,%rax
cmp    %rax,%r10
je     1120 <cell_transitions+0x20>
mov    (%r11,%rax,4),%ebp
cmpl   $0x1,(%rdx,%rax,4)
jne    1170 <cell_transitions+0x70>
xor    %ebx,%ebx
cmp    $0x2,%ebp
jl     1140 <cell_transitions+0x40>
xor    %ebx,%ebx
cmp    $0x4,%ebp
setb   %bl
jmp    1140 <cell_transitions+0x40>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    $0x1,%ebx
cmp    $0x3,%ebp
je     1140 <cell_transitions+0x40>
jmp    1143 <cell_transitions+0x43>
pop    %rbx
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @cell_transitions(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
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
br label %12
12: ; preds = %94, %4
%13 = load i32, i32* %9
%14 = load i32, i32* %7
%15 = icmp slt i32 %13, %14
br i1 %15, label %16, label %97
16: ; preds = %12
store i32 0, i32* %10
br label %17
17: ; preds = %90, %16
%18 = load i32, i32* %10
%19 = load i32, i32* %8
%20 = icmp slt i32 %18, %19
br i1 %20, label %21, label %93
21: ; preds = %17
%22 = load i32**, i32*** %6
%23 = load i32, i32* %9
%24 = sext i32 %23 to i64
%25 = getelementptr inbounds i32*, i32** %22, i64 %24
%26 = load i32*, i32** %25
%27 = load i32, i32* %10
%28 = sext i32 %27 to i64
%29 = getelementptr inbounds i32, i32* %26, i64 %28
%30 = load i32, i32* %29
store i32 %30, i32* %11
%31 = load i32**, i32*** %5
%32 = load i32, i32* %9
%33 = sext i32 %32 to i64
%34 = getelementptr inbounds i32*, i32** %31, i64 %33
%35 = load i32*, i32** %34
%36 = load i32, i32* %10
%37 = sext i32 %36 to i64
%38 = getelementptr inbounds i32, i32* %35, i64 %37
%39 = load i32, i32* %38
%40 = icmp eq i32 %39, 1
br i1 %40, label %41, label %76
41: ; preds = %21
%42 = load i32, i32* %11
%43 = icmp slt i32 %42, 2
br i1 %43, label %44, label %53
44: ; preds = %41
%45 = load i32**, i32*** %5
%46 = load i32, i32* %9
%47 = sext i32 %46 to i64
%48 = getelementptr inbounds i32*, i32** %45, i64 %47
%49 = load i32*, i32** %48
%50 = load i32, i32* %10
%51 = sext i32 %50 to i64
%52 = getelementptr inbounds i32, i32* %49, i64 %51
store i32 0, i32* %52
br label %75
53: ; preds = %41
%54 = load i32, i32* %11
%55 = icmp sgt i32 %54, 3
br i1 %55, label %56, label %65
56: ; preds = %53
%57 = load i32**, i32*** %5
%58 = load i32, i32* %9
%59 = sext i32 %58 to i64
%60 = getelementptr inbounds i32*, i32** %57, i64 %59
%61 = load i32*, i32** %60
%62 = load i32, i32* %10
%63 = sext i32 %62 to i64
%64 = getelementptr inbounds i32, i32* %61, i64 %63
store i32 0, i32* %64
br label %74
65: ; preds = %53
%66 = load i32**, i32*** %5
%67 = load i32, i32* %9
%68 = sext i32 %67 to i64
%69 = getelementptr inbounds i32*, i32** %66, i64 %68
%70 = load i32*, i32** %69
%71 = load i32, i32* %10
%72 = sext i32 %71 to i64
%73 = getelementptr inbounds i32, i32* %70, i64 %72
store i32 1, i32* %73
br label %74
74: ; preds = %65, %56
br label %75
75: ; preds = %74, %44
br label %89
76: ; preds = %21
%77 = load i32, i32* %11
%78 = icmp eq i32 %77, 3
br i1 %78, label %79, label %88
79: ; preds = %76
%80 = load i32**, i32*** %5
%81 = load i32, i32* %9
%82 = sext i32 %81 to i64
%83 = getelementptr inbounds i32*, i32** %80, i64 %82
%84 = load i32*, i32** %83
%85 = load i32, i32* %10
%86 = sext i32 %85 to i64
%87 = getelementptr inbounds i32, i32* %84, i64 %86
store i32 1, i32* %87
br label %88
88: ; preds = %79, %76
br label %89
89: ; preds = %88, %75
br label %90
90: ; preds = %89
%91 = load i32, i32* %10
%92 = add nsw i32 %91, 1
store i32 %92, i32* %10
br label %17
93: ; preds = %17
br label %94
94: ; preds = %93
%95 = load i32, i32* %9
%96 = add nsw i32 %95, 1
store i32 %96, i32* %9
br label %12
97: ; preds = %12
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @cell_transitions(i32** nocapture %0, i32** nocapture %1, i32 %2, i32 %3) {
%5 = icmp sgt i32 %2, 0
br i1 %5, label %6, label %39
6: ; preds = %4
%7 = icmp sgt i32 %3, 0
%8 = zext i32 %2 to i64
%9 = zext i32 %3 to i64
br label %10
10: ; preds = %6, %36
%11 = phi i64 [ 0, %6 ], [ %37, %36 ]
br i1 %7, label %12, label %36
12: ; preds = %10
%13 = getelementptr inbounds i32*, i32** %1, i64 %11
%14 = load i32*, i32** %13
%15 = getelementptr inbounds i32*, i32** %0, i64 %11
%16 = load i32*, i32** %15
br label %17
17: ; preds = %12, %33
%18 = phi i64 [ 0, %12 ], [ %34, %33 ]
%19 = getelementptr inbounds i32, i32* %14, i64 %18
%20 = load i32, i32* %19
%21 = getelementptr inbounds i32, i32* %16, i64 %18
%22 = load i32, i32* %21
%23 = icmp eq i32 %22, 1
br i1 %23, label %24, label %29
24: ; preds = %17
%25 = icmp slt i32 %20, 2
br i1 %25, label %31, label %26
26: ; preds = %24
%27 = icmp ult i32 %20, 4
%28 = zext i1 %27 to i32
br label %31
29: ; preds = %17
%30 = icmp eq i32 %20, 3
br i1 %30, label %31, label %33
31: ; preds = %29, %26, %24
%32 = phi i32 [ 0, %24 ], [ %28, %26 ], [ 1, %29 ]
store i32 %32, i32* %21
br label %33
33: ; preds = %31, %29
%34 = add nuw nsw i64 %18, 1
%35 = icmp eq i64 %34, %9
br i1 %35, label %36, label %17
36: ; preds = %33, %10
%37 = add nuw nsw i64 %11, 1
%38 = icmp eq i64 %37, %8
br i1 %38, label %39, label %10
39: ; preds = %36, %4
ret void
}