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, int in1[], int in2[],
                   int out[]);
  int mp_unexp_sub(int n, int radix, int expdif, int in1[], int in2[],
                   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, &in1[2], &in2[2], &out[2]);
    } else {
      outexp += mp_unexp_add(n, radix, -expdif, &in2[2], &in1[2], &out[2]);
    }
  } else {
    outsgn = mp_unsgn_cmp(n, &in1[1], &in2[1]);
    if (outsgn >= 0) {
      expdif = mp_unexp_sub(n, radix, expdif, &in1[2], &in2[2], &out[2]);
    } else {
      expdif = mp_unexp_sub(n, radix, -expdif, &in2[2], &in1[2], &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 %93
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 %78
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 = load i32*, i32** %9
%72 = getelementptr inbounds i32, i32* %71, i64 2
%73 = load i32*, i32** %10
%74 = getelementptr inbounds i32, i32* %73, i64 2
%75 = call i32 @mp_unexp_add(i32 %66, i32 %67, i32 %68, i32* %70, i32* %72, i32* %74)
%76 = load i32, i32* %12
%77 = add nsw i32 %76, %75
store i32 %77, i32* %12
br label %92
78: ; preds = %62
%79 = load i32, i32* %6
%80 = load i32, i32* %7
%81 = load i32, i32* %13
%82 = sub nsw i32 0, %81
%83 = load i32*, i32** %9
%84 = getelementptr inbounds i32, i32* %83, i64 2
%85 = load i32*, i32** %8
%86 = getelementptr inbounds i32, i32* %85, i64 2
%87 = load i32*, i32** %10
%88 = getelementptr inbounds i32, i32* %87, i64 2
%89 = call i32 @mp_unexp_add(i32 %79, i32 %80, i32 %82, i32* %84, i32* %86, i32* %88)
%90 = load i32, i32* %12
%91 = add nsw i32 %90, %89
store i32 %91, i32* %12
br label %92
92: ; preds = %78, %65
br label %139
93: ; preds = %30
%94 = load i32, i32* %6
%95 = load i32*, i32** %8
%96 = getelementptr inbounds i32, i32* %95, i64 1
%97 = load i32*, i32** %9
%98 = getelementptr inbounds i32, i32* %97, i64 1
%99 = call i32 @mp_unsgn_cmp(i32 %94, i32* %96, i32* %98)
store i32 %99, i32* %11
%100 = load i32, i32* %11
%101 = icmp sge i32 %100, 0
br i1 %101, label %102, label %113
102: ; preds = %93
%103 = load i32, i32* %6
%104 = load i32, i32* %7
%105 = load i32, i32* %13
%106 = load i32*, i32** %8
%107 = getelementptr inbounds i32, i32* %106, i64 2
%108 = load i32*, i32** %9
%109 = getelementptr inbounds i32, i32* %108, i64 2
%110 = load i32*, i32** %10
%111 = getelementptr inbounds i32, i32* %110, i64 2
%112 = call i32 @mp_unexp_sub(i32 %103, i32 %104, i32 %105, i32* %107, i32* %109, i32* %111)
store i32 %112, i32* %13
br label %125
113: ; preds = %93
%114 = load i32, i32* %6
%115 = load i32, i32* %7
%116 = load i32, i32* %13
%117 = sub nsw i32 0, %116
%118 = load i32*, i32** %9
%119 = getelementptr inbounds i32, i32* %118, i64 2
%120 = load i32*, i32** %8
%121 = getelementptr inbounds i32, i32* %120, i64 2
%122 = load i32*, i32** %10
%123 = getelementptr inbounds i32, i32* %122, i64 2
%124 = call i32 @mp_unexp_sub(i32 %114, i32 %115, i32 %117, i32* %119, i32* %121, i32* %123)
store i32 %124, i32* %13
br label %125
125: ; preds = %113, %102
%126 = load i32, i32* %13
%127 = load i32, i32* %12
%128 = sub nsw i32 %127, %126
store i32 %128, i32* %12
%129 = load i32*, i32** %8
%130 = getelementptr inbounds i32, i32* %129, i64 0
%131 = load i32, i32* %130
%132 = load i32, i32* %11
%133 = mul nsw i32 %132, %131
store i32 %133, i32* %11
%134 = load i32, i32* %13
%135 = load i32, i32* %6
%136 = icmp eq i32 %134, %135
br i1 %136, label %137, label %138
137: ; preds = %125
store i32 0, i32* %11
br label %138
138: ; preds = %137, %125
br label %139
139: ; preds = %138, %92
%140 = load i32, i32* %11
%141 = icmp eq i32 %140, 0
br i1 %141, label %142, label %143
142: ; preds = %139
store i32 0, i32* %12
br label %143
143: ; preds = %142, %139
%144 = load i32, i32* %11
%145 = load i32*, i32** %10
%146 = getelementptr inbounds i32, i32* %145, i64 0
store i32 %144, i32* %146
%147 = load i32, i32* %12
%148 = load i32*, i32** %10
%149 = getelementptr inbounds i32, i32* %148, i64 1
store i32 %147, i32* %149
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 %40
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 %33
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 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 2
%30 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 2
%31 = tail call i32 @mp_unexp_add(i32 %0, i32 %1, i32 %25, i32* %28, i32* %29, i32* %30)
%32 = add nsw i32 %31, %26
br label %56
33: ; preds = %22
%34 = sub nsw i32 0, %10
%35 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 2
%36 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 2
%37 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 2
%38 = tail call i32 @mp_unexp_add(i32 %0, i32 %1, i32 %34, i32* %35, i32* %36, i32* %37)
%39 = add nsw i32 %38, %12
br label %56
40: ; preds = %5
%41 = tail call i32 @mp_unsgn_cmp(i32 %0, i32* %6, i32* %8)
%42 = icmp sgt i32 %41, -1
%43 = sub nsw i32 0, %10
%44 = select i1 %42, i32* %2, i32* %3
%45 = select i1 %42, i32* %3, i32* %2
%46 = select i1 %42, i32 %10, i32 %43
%47 = getelementptr inbounds i32, i32* %44, i64 2
%48 = getelementptr inbounds i32, i32* %45, i64 2
%49 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 2
%50 = tail call i32 @mp_unexp_sub(i32 %0, i32 %1, i32 %46, i32* %47, i32* %48, i32* %49)
%51 = sub nsw i32 %12, %50
%52 = load i32, i32* %2
%53 = mul nsw i32 %52, %41
%54 = icmp eq i32 %50, %0
%55 = select i1 %54, i32 0, i32 %53
br label %56
56: ; preds = %24, %33, %40
%57 = phi i32 [ %27, %24 ], [ %13, %33 ], [ %55, %40 ]
%58 = phi i32 [ %32, %24 ], [ %39, %33 ], [ %51, %40 ]
%59 = icmp eq i32 %57, 0
%60 = select i1 %59, i32 0, i32 %58
store i32 %57, i32* %4
%61 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 1
store i32 %60, i32* %61
ret void
}