void matrix_mul(unsigned char *in, unsigned char *out, int size) {
  int i;
  for (i = 0; i < size; i++) {
    out[0] = in[0] + in[1] + in[3];
    out[1] = in[0] + in[2] + in[4];
    out[2] = in[1] + in[2] + in[4];
    in += 4;
    out += 3;
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<matrix_mul>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    11b4 <matrix_mul+0xb4>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movzbl (%rax),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movzbl 0x1(%rcx),%ecx
add    %ecx,%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movzbl 0x3(%rcx),%ecx
add    %ecx,%eax
mov    %al,%cl
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %cl,(%rax)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movzbl (%rax),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movzbl 0x2(%rcx),%ecx
add    %ecx,%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movzbl 0x4(%rcx),%ecx
add    %ecx,%eax
mov    %al,%cl
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %cl,0x1(%rax)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movzbl 0x1(%rax),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movzbl 0x2(%rcx),%ecx
add    %ecx,%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movzbl 0x4(%rcx),%ecx
add    %ecx,%eax
mov    %al,%cl
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %cl,0x2(%rax)
mov    -0x8(%rbp),%rax
add    $0x4,%rax
mov    %rax,-0x8(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
add    $0x3,%rax
mov    %rax,-0x10(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    1116 <matrix_mul+0x16>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<matrix_mul>:
test   %edx,%edx
jle    1149 <matrix_mul+0x49>
mov    %edx,%eax
xor    %ecx,%ecx
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movzbl 0x1(%rdi,%rcx,4),%edx
add    (%rdi,%rcx,4),%dl
add    0x3(%rdi,%rcx,4),%dl
mov    %dl,(%rsi)
movzbl 0x2(%rdi,%rcx,4),%edx
add    (%rdi,%rcx,4),%dl
add    0x4(%rdi,%rcx,4),%dl
mov    %dl,0x1(%rsi)
movzbl 0x2(%rdi,%rcx,4),%edx
add    0x1(%rdi,%rcx,4),%dl
add    0x4(%rdi,%rcx,4),%dl
mov    %dl,0x2(%rsi)
add    $0x1,%rcx
add    $0x3,%rsi
cmp    %ecx,%eax
jne    1110 <matrix_mul+0x10>
ret

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

LLVM IR (-O2):
define void @matrix_mul(i8* nocapture %0, i8* nocapture writeonly %1, i32 %2) {
%4 = icmp sgt i32 %2, 0
br i1 %4, label %5, label %33
5: ; preds = %3, %5
%6 = phi i32 [ %31, %5 ], [ 0, %3 ]
%7 = phi i8* [ %20, %5 ], [ %0, %3 ]
%8 = phi i8* [ %30, %5 ], [ %1, %3 ]
%9 = load i8, i8* %7
%10 = getelementptr inbounds i8, i8* %7, i64 1
%11 = load i8, i8* %10
%12 = add i8 %11, %9
%13 = getelementptr inbounds i8, i8* %7, i64 3
%14 = load i8, i8* %13
%15 = add i8 %12, %14
store i8 %15, i8* %8
%16 = load i8, i8* %7
%17 = getelementptr inbounds i8, i8* %7, i64 2
%18 = load i8, i8* %17
%19 = add i8 %18, %16
%20 = getelementptr inbounds i8, i8* %7, i64 4
%21 = load i8, i8* %20
%22 = add i8 %19, %21
%23 = getelementptr inbounds i8, i8* %8, i64 1
store i8 %22, i8* %23
%24 = load i8, i8* %10
%25 = load i8, i8* %17
%26 = add i8 %25, %24
%27 = load i8, i8* %20
%28 = add i8 %26, %27
%29 = getelementptr inbounds i8, i8* %8, i64 2
store i8 %28, i8* %29
%30 = getelementptr inbounds i8, i8* %8, i64 3
%31 = add nuw nsw i32 %6, 1
%32 = icmp eq i32 %31, %2
br i1 %32, label %33, label %5
33: ; preds = %5, %3
ret void
}