void matrix_add_short(const short *a, const short *b, short *c,
                      const unsigned int dimX, const unsigned int dimY) {
  for (unsigned int i = 0; i < dimX * dimY; i++) {
    c[i] = a[i] + b[i];
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<matrix_add_short>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %ecx,-0x1c(%rbp)
mov    %r8d,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
imul   -0x20(%rbp),%ecx
cmp    %ecx,%eax
jae    1164 <matrix_add_short+0x64>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
movswl (%rax,%rcx,2),%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
mov    -0x24(%rbp),%edx
movswl (%rcx,%rdx,2),%ecx
add    %ecx,%eax
mov    %ax,%dx
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
mov    %dx,(%rax,%rcx,2)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    111e <matrix_add_short+0x1e>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<matrix_add_short>:
imul   %r8d,%ecx
test   %ecx,%ecx
je     1297 <matrix_add_short+0x197>
mov    %ecx,%r8d
cmp    $0x10,%ecx
jae    1197 <matrix_add_short+0x97>
xor    %ecx,%ecx
mov    %rcx,%r9
not    %r9
add    %r8,%r9
mov    %r8,%r10
and    $0x3,%r10
je     1146 <matrix_add_short+0x46>
nopl   0x0(%rax)
movzwl (%rsi,%rcx,2),%eax
add    (%rdi,%rcx,2),%ax
mov    %ax,(%rdx,%rcx,2)
add    $0x1,%rcx
add    $0xffffffffffffffff,%r10
jne    1130 <matrix_add_short+0x30>
cmp    $0x3,%r9
jb     1297 <matrix_add_short+0x197>
movzwl (%rsi,%rcx,2),%eax
add    (%rdi,%rcx,2),%ax
mov    %ax,(%rdx,%rcx,2)
movzwl 0x2(%rsi,%rcx,2),%eax
add    0x2(%rdi,%rcx,2),%ax
mov    %ax,0x2(%rdx,%rcx,2)
movzwl 0x4(%rsi,%rcx,2),%eax
add    0x4(%rdi,%rcx,2),%ax
mov    %ax,0x4(%rdx,%rcx,2)
movzwl 0x6(%rsi,%rcx,2),%eax
add    0x6(%rdi,%rcx,2),%ax
mov    %ax,0x6(%rdx,%rcx,2)
add    $0x4,%rcx
cmp    %rcx,%r8
jne    1150 <matrix_add_short+0x50>
jmp    1297 <matrix_add_short+0x197>
lea    (%rdx,%r8,2),%rcx
lea    (%rdi,%r8,2),%rax
cmp    %rdx,%rax
seta   %r10b
lea    (%rsi,%r8,2),%rax
cmp    %rdi,%rcx
seta   %r11b
cmp    %rdx,%rax
seta   %al
cmp    %rsi,%rcx
seta   %r9b
xor    %ecx,%ecx
test   %r11b,%r10b
jne    111a <matrix_add_short+0x1a>
and    %r9b,%al
jne    111a <matrix_add_short+0x1a>
mov    %r8d,%ecx
and    $0xfffffff0,%ecx
lea    -0x10(%rcx),%rax
mov    %rax,%r9
shr    $0x4,%r9
add    $0x1,%r9
test   %rax,%rax
je     1298 <matrix_add_short+0x198>
mov    %r9,%r10
and    $0xfffffffffffffffe,%r10
xor    %eax,%eax
nopl   0x0(%rax)
movdqu (%rdi,%rax,2),%xmm0
movdqu 0x10(%rdi,%rax,2),%xmm1
movdqu (%rsi,%rax,2),%xmm2
paddw  %xmm0,%xmm2
movdqu 0x10(%rsi,%rax,2),%xmm0
paddw  %xmm1,%xmm0
movdqu %xmm2,(%rdx,%rax,2)
movdqu %xmm0,0x10(%rdx,%rax,2)
movdqu 0x20(%rdi,%rax,2),%xmm0
movdqu 0x30(%rdi,%rax,2),%xmm1
movdqu 0x20(%rsi,%rax,2),%xmm2
paddw  %xmm0,%xmm2
movdqu 0x30(%rsi,%rax,2),%xmm0
paddw  %xmm1,%xmm0
movdqu %xmm2,0x20(%rdx,%rax,2)
movdqu %xmm0,0x30(%rdx,%rax,2)
add    $0x20,%rax
add    $0xfffffffffffffffe,%r10
jne    1200 <matrix_add_short+0x100>
test   $0x1,%r9b
je     128e <matrix_add_short+0x18e>
movdqu (%rdi,%rax,2),%xmm0
movdqu 0x10(%rdi,%rax,2),%xmm1
movdqu (%rsi,%rax,2),%xmm2
paddw  %xmm0,%xmm2
movdqu 0x10(%rsi,%rax,2),%xmm0
paddw  %xmm1,%xmm0
movdqu %xmm2,(%rdx,%rax,2)
movdqu %xmm0,0x10(%rdx,%rax,2)
cmp    %r8,%rcx
jne    111a <matrix_add_short+0x1a>
ret
xor    %eax,%eax
test   $0x1,%r9b
jne    1265 <matrix_add_short+0x165>
jmp    128e <matrix_add_short+0x18e>

LLVM IR (-O0):
define void @matrix_add_short(i16* %0, i16* %1, i16* %2, i32 %3, i32 %4) {
%6 = alloca i16*
%7 = alloca i16*
%8 = alloca i16*
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
store i16* %0, i16** %6
store i16* %1, i16** %7
store i16* %2, i16** %8
store i32 %3, i32* %9
store i32 %4, i32* %10
store i32 0, i32* %11
br label %12
12: ; preds = %37, %5
%13 = load i32, i32* %11
%14 = load i32, i32* %9
%15 = load i32, i32* %10
%16 = mul i32 %14, %15
%17 = icmp ult i32 %13, %16
br i1 %17, label %18, label %40
18: ; preds = %12
%19 = load i16*, i16** %6
%20 = load i32, i32* %11
%21 = zext i32 %20 to i64
%22 = getelementptr inbounds i16, i16* %19, i64 %21
%23 = load i16, i16* %22
%24 = sext i16 %23 to i32
%25 = load i16*, i16** %7
%26 = load i32, i32* %11
%27 = zext i32 %26 to i64
%28 = getelementptr inbounds i16, i16* %25, i64 %27
%29 = load i16, i16* %28
%30 = sext i16 %29 to i32
%31 = add nsw i32 %24, %30
%32 = trunc i32 %31 to i16
%33 = load i16*, i16** %8
%34 = load i32, i32* %11
%35 = zext i32 %34 to i64
%36 = getelementptr inbounds i16, i16* %33, i64 %35
store i16 %32, i16* %36
br label %37
37: ; preds = %18
%38 = load i32, i32* %11
%39 = add i32 %38, 1
store i32 %39, i32* %11
br label %12
40: ; preds = %12
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @matrix_add_short(i16* nocapture %0, i16* nocapture %1, i16* nocapture writeonly %2, i32 %3, i32 %4) {
%6 = mul i32 %4, %3
%7 = icmp eq i32 %6, 0
br i1 %7, label %119, label %8
8: ; preds = %5
%9 = zext i32 %6 to i64
%10 = icmp ult i32 %6, 16
br i1 %10, label %98, label %11
11: ; preds = %8
%12 = getelementptr i16, i16* %2, i64 %9
%13 = getelementptr i16, i16* %0, i64 %9
%14 = getelementptr i16, i16* %1, i64 %9
%15 = icmp ugt i16* %13, %2
%16 = icmp ugt i16* %12, %0
%17 = and i1 %15, %16
%18 = icmp ugt i16* %14, %2
%19 = icmp ugt i16* %12, %1
%20 = and i1 %18, %19
%21 = or i1 %17, %20
br i1 %21, label %98, label %22
22: ; preds = %11
%23 = and i64 %9, 4294967280
%24 = add nsw i64 %23, -16
%25 = lshr exact i64 %24, 4
%26 = add nuw nsw i64 %25, 1
%27 = and i64 %26, 1
%28 = icmp eq i64 %24, 0
br i1 %28, label %74, label %29
29: ; preds = %22
%30 = and i64 %26, 2305843009213693950
br label %31
31: ; preds = %31, %29
%32 = phi i64 [ 0, %29 ], [ %71, %31 ]
%33 = phi i64 [ 0, %29 ], [ %72, %31 ]
%34 = getelementptr inbounds i16, i16* %0, i64 %32
%35 = bitcast i16* %34 to <8 x i16>*
%36 = load <8 x i16>, <8 x i16>* %35
%37 = getelementptr inbounds i16, i16* %34, i64 8
%38 = bitcast i16* %37 to <8 x i16>*
%39 = load <8 x i16>, <8 x i16>* %38
%40 = getelementptr inbounds i16, i16* %1, i64 %32
%41 = bitcast i16* %40 to <8 x i16>*
%42 = load <8 x i16>, <8 x i16>* %41
%43 = getelementptr inbounds i16, i16* %40, i64 8
%44 = bitcast i16* %43 to <8 x i16>*
%45 = load <8 x i16>, <8 x i16>* %44
%46 = add <8 x i16> %42, %36
%47 = add <8 x i16> %45, %39
%48 = getelementptr inbounds i16, i16* %2, i64 %32
%49 = bitcast i16* %48 to <8 x i16>*
store <8 x i16> %46, <8 x i16>* %49
%50 = getelementptr inbounds i16, i16* %48, i64 8
%51 = bitcast i16* %50 to <8 x i16>*
store <8 x i16> %47, <8 x i16>* %51
%52 = or i64 %32, 16
%53 = getelementptr inbounds i16, i16* %0, i64 %52
%54 = bitcast i16* %53 to <8 x i16>*
%55 = load <8 x i16>, <8 x i16>* %54
%56 = getelementptr inbounds i16, i16* %53, i64 8
%57 = bitcast i16* %56 to <8 x i16>*
%58 = load <8 x i16>, <8 x i16>* %57
%59 = getelementptr inbounds i16, i16* %1, i64 %52
%60 = bitcast i16* %59 to <8 x i16>*
%61 = load <8 x i16>, <8 x i16>* %60
%62 = getelementptr inbounds i16, i16* %59, i64 8
%63 = bitcast i16* %62 to <8 x i16>*
%64 = load <8 x i16>, <8 x i16>* %63
%65 = add <8 x i16> %61, %55
%66 = add <8 x i16> %64, %58
%67 = getelementptr inbounds i16, i16* %2, i64 %52
%68 = bitcast i16* %67 to <8 x i16>*
store <8 x i16> %65, <8 x i16>* %68
%69 = getelementptr inbounds i16, i16* %67, i64 8
%70 = bitcast i16* %69 to <8 x i16>*
store <8 x i16> %66, <8 x i16>* %70
%71 = add nuw i64 %32, 32
%72 = add i64 %33, 2
%73 = icmp eq i64 %72, %30
br i1 %73, label %74, label %31
74: ; preds = %31, %22
%75 = phi i64 [ 0, %22 ], [ %71, %31 ]
%76 = icmp eq i64 %27, 0
br i1 %76, label %96, label %77
77: ; preds = %74
%78 = getelementptr inbounds i16, i16* %0, i64 %75
%79 = bitcast i16* %78 to <8 x i16>*
%80 = load <8 x i16>, <8 x i16>* %79
%81 = getelementptr inbounds i16, i16* %78, i64 8
%82 = bitcast i16* %81 to <8 x i16>*
%83 = load <8 x i16>, <8 x i16>* %82
%84 = getelementptr inbounds i16, i16* %1, i64 %75
%85 = bitcast i16* %84 to <8 x i16>*
%86 = load <8 x i16>, <8 x i16>* %85
%87 = getelementptr inbounds i16, i16* %84, i64 8
%88 = bitcast i16* %87 to <8 x i16>*
%89 = load <8 x i16>, <8 x i16>* %88
%90 = add <8 x i16> %86, %80
%91 = add <8 x i16> %89, %83
%92 = getelementptr inbounds i16, i16* %2, i64 %75
%93 = bitcast i16* %92 to <8 x i16>*
store <8 x i16> %90, <8 x i16>* %93
%94 = getelementptr inbounds i16, i16* %92, i64 8
%95 = bitcast i16* %94 to <8 x i16>*
store <8 x i16> %91, <8 x i16>* %95
br label %96
96: ; preds = %74, %77
%97 = icmp eq i64 %23, %9
br i1 %97, label %119, label %98
98: ; preds = %11, %8, %96
%99 = phi i64 [ 0, %11 ], [ 0, %8 ], [ %23, %96 ]
%100 = xor i64 %99, -1
%101 = add nsw i64 %100, %9
%102 = and i64 %9, 3
%103 = icmp eq i64 %102, 0
br i1 %103, label %116, label %104
104: ; preds = %98, %104
%105 = phi i64 [ %113, %104 ], [ %99, %98 ]
%106 = phi i64 [ %114, %104 ], [ 0, %98 ]
%107 = getelementptr inbounds i16, i16* %0, i64 %105
%108 = load i16, i16* %107
%109 = getelementptr inbounds i16, i16* %1, i64 %105
%110 = load i16, i16* %109
%111 = add i16 %110, %108
%112 = getelementptr inbounds i16, i16* %2, i64 %105
store i16 %111, i16* %112
%113 = add nuw nsw i64 %105, 1
%114 = add i64 %106, 1
%115 = icmp eq i64 %114, %102
br i1 %115, label %116, label %104
116: ; preds = %104, %98
%117 = phi i64 [ %99, %98 ], [ %113, %104 ]
%118 = icmp ult i64 %101, 3
br i1 %118, label %119, label %120
119: ; preds = %116, %120, %96, %5
ret void
120: ; preds = %116, %120
%121 = phi i64 [ %149, %120 ], [ %117, %116 ]
%122 = getelementptr inbounds i16, i16* %0, i64 %121
%123 = load i16, i16* %122
%124 = getelementptr inbounds i16, i16* %1, i64 %121
%125 = load i16, i16* %124
%126 = add i16 %125, %123
%127 = getelementptr inbounds i16, i16* %2, i64 %121
store i16 %126, i16* %127
%128 = add nuw nsw i64 %121, 1
%129 = getelementptr inbounds i16, i16* %0, i64 %128
%130 = load i16, i16* %129
%131 = getelementptr inbounds i16, i16* %1, i64 %128
%132 = load i16, i16* %131
%133 = add i16 %132, %130
%134 = getelementptr inbounds i16, i16* %2, i64 %128
store i16 %133, i16* %134
%135 = add nuw nsw i64 %121, 2
%136 = getelementptr inbounds i16, i16* %0, i64 %135
%137 = load i16, i16* %136
%138 = getelementptr inbounds i16, i16* %1, i64 %135
%139 = load i16, i16* %138
%140 = add i16 %139, %137
%141 = getelementptr inbounds i16, i16* %2, i64 %135
store i16 %140, i16* %141
%142 = add nuw nsw i64 %121, 3
%143 = getelementptr inbounds i16, i16* %0, i64 %142
%144 = load i16, i16* %143
%145 = getelementptr inbounds i16, i16* %1, i64 %142
%146 = load i16, i16* %145
%147 = add i16 %146, %144
%148 = getelementptr inbounds i16, i16* %2, i64 %142
store i16 %147, i16* %148
%149 = add nuw nsw i64 %121, 4
%150 = icmp eq i64 %149, %9
br i1 %150, label %119, label %120
}