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


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,-0x20(%rbp)
cmpl   $0x200,-0x20(%rbp)
jge    11e6 <update+0xe6>
jmp    1133 <update+0x33>
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
cmpl   $0x4,-0x24(%rbp)
jge    11d3 <update+0xd3>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%ecx
shl    $0x2,%ecx
add    -0x24(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
mov    %rcx,-0x30(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rcx
mov    -0x20(%rbp),%esi
shl    $0x2,%esi
add    -0x24(%rbp),%esi
movslq %esi,%rsi
mov    (%rcx,%rsi,4),%esi
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
sar    %cl,%esi
mov    -0x30(%rbp),%rcx
and    $0x3,%esi
shl    $0x9,%esi
add    -0x20(%rbp),%esi
movslq %esi,%rsi
movslq (%rcx,%rsi,4),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%rcx
mov    -0x20(%rbp),%edx
shl    $0x2,%edx
add    -0x24(%rbp),%edx
movslq %edx,%rdx
mov    (%rcx,%rdx,4),%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),%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    113a <update+0x3a>
jmp    11d8 <update+0xd8>
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    1121 <update+0x21>
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,%eax
sar    %cl,%eax
and    $0x3,%eax
shl    $0xb,%rax
add    %rsi,%rax
movslq (%r9,%rax,1),%rax
mov    %r8d,(%rdi,%rax,4)
mov    (%rdx,%r9,4),%eax
sar    %cl,%eax
and    $0x3,%eax
shl    $0xb,%rax
add    %rsi,%rax
addl   $0x1,(%r9,%rax,1)
mov    0x4(%rdx,%r9,4),%r8d
mov    %r8d,%eax
sar    %cl,%eax
and    $0x3,%eax
shl    $0xb,%rax
add    %rsi,%rax
movslq (%r9,%rax,1),%rax
mov    %r8d,(%rdi,%rax,4)
mov    0x4(%rdx,%r9,4),%eax
sar    %cl,%eax
and    $0x3,%eax
shl    $0xb,%rax
add    %rsi,%rax
addl   $0x1,(%r9,%rax,1)
mov    0x8(%rdx,%r9,4),%r8d
mov    %r8d,%eax
sar    %cl,%eax
and    $0x3,%eax
shl    $0xb,%rax
add    %rsi,%rax
movslq (%r9,%rax,1),%rax
mov    %r8d,(%rdi,%rax,4)
mov    0x8(%rdx,%r9,4),%eax
sar    %cl,%eax
and    $0x3,%eax
shl    $0xb,%rax
add    %rsi,%rax
addl   $0x1,(%r9,%rax,1)
mov    0xc(%rdx,%r9,4),%r8d
mov    %r8d,%eax
sar    %cl,%eax
and    $0x3,%eax
shl    $0xb,%rax
add    %rsi,%rax
movslq (%r9,%rax,1),%rax
mov    %r8d,(%rdi,%rax,4)
mov    0xc(%rdx,%r9,4),%eax
sar    %cl,%eax
and    $0x3,%eax
shl    $0xb,%rax
add    %rsi,%rax
addl   $0x1,(%r9,%rax,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
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 %11
11: ; preds = %4
store i32 0, i32* %9
br label %12
12: ; preds = %73, %11
%13 = load i32, i32* %9
%14 = icmp slt i32 %13, 512
br i1 %14, label %15, label %76
15: ; preds = %12
br label %16
16: ; preds = %15
store i32 0, i32* %10
br label %17
17: ; preds = %69, %16
%18 = load i32, i32* %10
%19 = icmp slt i32 %18, 4
br i1 %19, label %20, label %72
20: ; preds = %17
%21 = load i32*, i32** %7
%22 = load i32, i32* %9
%23 = mul nsw i32 %22, 4
%24 = load i32, i32* %10
%25 = add nsw i32 %23, %24
%26 = sext i32 %25 to i64
%27 = getelementptr inbounds i32, i32* %21, i64 %26
%28 = load i32, i32* %27
%29 = load i32*, i32** %5
%30 = load i32*, i32** %6
%31 = load i32*, i32** %7
%32 = load i32, i32* %9
%33 = mul nsw i32 %32, 4
%34 = load i32, i32* %10
%35 = add nsw i32 %33, %34
%36 = sext i32 %35 to i64
%37 = getelementptr inbounds i32, i32* %31, i64 %36
%38 = load i32, i32* %37
%39 = load i32, i32* %8
%40 = ashr i32 %38, %39
%41 = and i32 %40, 3
%42 = mul nsw i32 %41, 512
%43 = load i32, i32* %9
%44 = add nsw i32 %42, %43
%45 = sext i32 %44 to i64
%46 = getelementptr inbounds i32, i32* %30, i64 %45
%47 = load i32, i32* %46
%48 = sext i32 %47 to i64
%49 = getelementptr inbounds i32, i32* %29, i64 %48
store i32 %28, i32* %49
%50 = load i32*, i32** %6
%51 = load i32*, i32** %7
%52 = load i32, i32* %9
%53 = mul nsw i32 %52, 4
%54 = load i32, i32* %10
%55 = add nsw i32 %53, %54
%56 = sext i32 %55 to i64
%57 = getelementptr inbounds i32, i32* %51, i64 %56
%58 = load i32, i32* %57
%59 = load i32, i32* %8
%60 = ashr i32 %58, %59
%61 = and i32 %60, 3
%62 = mul nsw i32 %61, 512
%63 = load i32, i32* %9
%64 = add nsw i32 %62, %63
%65 = sext i32 %64 to i64
%66 = getelementptr inbounds i32, i32* %50, i64 %65
%67 = load i32, i32* %66
%68 = add nsw i32 %67, 1
store i32 %68, i32* %66
br label %69
69: ; preds = %20
%70 = load i32, i32* %10
%71 = add nsw i32 %70, 1
store i32 %71, i32* %10
br label %17
72: ; preds = %17
br label %73
73: ; preds = %72
%74 = load i32, i32* %9
%75 = add nsw i32 %74, 1
store i32 %75, i32* %9
br label %12
76: ; preds = %12
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 ], [ %91, %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 = load i32, i32* %8
%20 = ashr i32 %19, %3
%21 = shl i32 %20, 9
%22 = and i32 %21, 1536
%23 = zext i32 %22 to i64
%24 = add nuw nsw i64 %6, %23
%25 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %24
%26 = load i32, i32* %25
%27 = add nsw i32 %26, 1
store i32 %27, i32* %25
%28 = or i64 %7, 1
%29 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %28
%30 = load i32, i32* %29
%31 = ashr i32 %30, %3
%32 = shl i32 %31, 9
%33 = and i32 %32, 1536
%34 = zext i32 %33 to i64
%35 = add nuw nsw i64 %6, %34
%36 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %35
%37 = load i32, i32* %36
%38 = sext i32 %37 to i64
%39 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %38
store i32 %30, i32* %39
%40 = load i32, i32* %29
%41 = ashr i32 %40, %3
%42 = shl i32 %41, 9
%43 = and i32 %42, 1536
%44 = zext i32 %43 to i64
%45 = add nuw nsw i64 %6, %44
%46 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %45
%47 = load i32, i32* %46
%48 = add nsw i32 %47, 1
store i32 %48, i32* %46
%49 = or i64 %7, 2
%50 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %49
%51 = load i32, i32* %50
%52 = ashr i32 %51, %3
%53 = shl i32 %52, 9
%54 = and i32 %53, 1536
%55 = zext i32 %54 to i64
%56 = add nuw nsw i64 %6, %55
%57 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %56
%58 = load i32, i32* %57
%59 = sext i32 %58 to i64
%60 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %59
store i32 %51, i32* %60
%61 = load i32, i32* %50
%62 = ashr i32 %61, %3
%63 = shl i32 %62, 9
%64 = and i32 %63, 1536
%65 = zext i32 %64 to i64
%66 = add nuw nsw i64 %6, %65
%67 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %66
%68 = load i32, i32* %67
%69 = add nsw i32 %68, 1
store i32 %69, i32* %67
%70 = or i64 %7, 3
%71 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %70
%72 = load i32, i32* %71
%73 = ashr i32 %72, %3
%74 = shl i32 %73, 9
%75 = and i32 %74, 1536
%76 = zext i32 %75 to i64
%77 = add nuw nsw i64 %6, %76
%78 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %77
%79 = load i32, i32* %78
%80 = sext i32 %79 to i64
%81 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %80
store i32 %72, i32* %81
%82 = load i32, i32* %71
%83 = ashr i32 %82, %3
%84 = shl i32 %83, 9
%85 = and i32 %84, 1536
%86 = zext i32 %85 to i64
%87 = add nuw nsw i64 %6, %86
%88 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %87
%89 = load i32, i32* %88
%90 = add nsw i32 %89, 1
store i32 %90, i32* %88
%91 = add nuw nsw i64 %6, 1
%92 = icmp eq i64 %91, 512
br i1 %92, label %93, label %5
93: ; preds = %5
ret void
}