void get_bonded_neighbors(int **vbonds, int **hbonds, int M, int N, int A1[2],
                          int neighbors[4][2], int *pnumnei) {
  int numnei = 0;
  int A1i = A1[0];
  int A1j = A1[1];
  int A1im1 = A1i - 1;
  int A1jm1 = A1j - 1;
  int A1ip1 = A1i + 1;
  int A1jp1 = A1j + 1;
  if (A1im1 < 0)
    A1im1 += M;
  if (A1jm1 < 0)
    A1jm1 += N;
  if (A1ip1 >= M)
    A1ip1 -= M;
  if (A1jp1 >= N)
    A1jp1 -= N;
  if (vbonds[A1i][A1j]) {
    neighbors[numnei][0] = A1ip1;
    neighbors[numnei][1] = A1j;
    numnei++;
  }
  if (hbonds[A1i][A1j]) {
    neighbors[numnei][0] = A1i;
    neighbors[numnei][1] = A1jp1;
    numnei++;
  }
  if (vbonds[A1im1][A1j]) {
    neighbors[numnei][0] = A1im1;
    neighbors[numnei][1] = A1j;
    numnei++;
  }
  if (hbonds[A1i][A1jm1]) {
    neighbors[numnei][0] = A1i;
    neighbors[numnei][1] = A1jm1;
    numnei++;
  }
  *pnumnei = numnei;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<get_bonded_neighbors>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    0x10(%rbp),%rax
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
mov    %ecx,-0x18(%rbp)
mov    %r8,-0x20(%rbp)
mov    %r9,-0x28(%rbp)
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    (%rax),%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    0x4(%rax),%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x38(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x40(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x44(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x38(%rbp)
jge    116f <get_bonded_neighbors+0x6f>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    -0x38(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x38(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x3c(%rbp)
jge    1182 <get_bonded_neighbors+0x82>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    -0x3c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
mov    -0x40(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jl     1199 <get_bonded_neighbors+0x99>
mov    -0x14(%rbp),%ecx
mov    -0x40(%rbp),%eax
sub    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x40(%rbp)
mov    -0x44(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jl     11b0 <get_bonded_neighbors+0xb0>
mov    -0x18(%rbp),%ecx
mov    -0x44(%rbp),%eax
sub    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x44(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x30(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x34(%rbp),%rcx
cmpl   $0x0,(%rax,%rcx,4)
je     11f0 <get_bonded_neighbors+0xf0>
mov    -0x40(%rbp),%edx
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x34(%rbp),%edx
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
mov    %edx,0x4(%rax,%rcx,8)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x30(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x34(%rbp),%rcx
cmpl   $0x0,(%rax,%rcx,4)
je     1230 <get_bonded_neighbors+0x130>
mov    -0x30(%rbp),%edx
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x44(%rbp),%edx
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
mov    %edx,0x4(%rax,%rcx,8)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x38(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x34(%rbp),%rcx
cmpl   $0x0,(%rax,%rcx,4)
je     1270 <get_bonded_neighbors+0x170>
mov    -0x38(%rbp),%edx
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x34(%rbp),%edx
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
mov    %edx,0x4(%rax,%rcx,8)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x30(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x3c(%rbp),%rcx
cmpl   $0x0,(%rax,%rcx,4)
je     12b0 <get_bonded_neighbors+0x1b0>
mov    -0x30(%rbp),%edx
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x3c(%rbp),%edx
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
mov    %edx,0x4(%rax,%rcx,8)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
mov    0x10(%rbp),%rax
mov    %ecx,(%rax)
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<get_bonded_neighbors>:
push   %rbp
push   %rbx
movslq (%r8),%r10
xor    %eax,%eax
test   %r10,%r10
mov    %edx,%ebx
cmovg  %eax,%ebx
movslq 0x4(%r8),%r8
test   %r8,%r8
mov    %ecx,%r11d
cmovg  %eax,%r11d
lea    0x1(%r8),%ebp
cmp    %ecx,%ebp
cmovl  %eax,%ecx
mov    (%rdi,%r10,8),%rbp
cmpl   $0x0,0x0(%rbp,%r8,4)
je     114b <get_bonded_neighbors+0x4b>
lea    0x1(%r10),%eax
xor    %ebp,%ebp
cmp    %edx,%eax
cmovge %edx,%ebp
sub    %ebp,%eax
mov    %eax,(%r9)
mov    %r8d,0x4(%r9)
mov    $0x1,%eax
add    %r10d,%ebx
add    $0xffffffff,%ebx
mov    (%rsi,%r10,8),%rdx
cmpl   $0x0,(%rdx,%r8,4)
je     1172 <get_bonded_neighbors+0x72>
neg    %ecx
add    %r8d,%ecx
add    $0x1,%ecx
mov    %eax,%esi
mov    %r10d,(%r9,%rsi,8)
mov    %ecx,0x4(%r9,%rsi,8)
add    $0x1,%eax
lea    (%r8,%r11,1),%ecx
add    $0xffffffff,%ecx
movslq %ebx,%rsi
mov    (%rdi,%rsi,8),%rsi
cmpl   $0x0,(%rsi,%r8,4)
je     1195 <get_bonded_neighbors+0x95>
mov    %eax,%esi
mov    %ebx,(%r9,%rsi,8)
mov    %r8d,0x4(%r9,%rsi,8)
add    $0x1,%eax
mov    0x18(%rsp),%rsi
movslq %ecx,%rdi
cmpl   $0x0,(%rdx,%rdi,4)
je     11b1 <get_bonded_neighbors+0xb1>
mov    %eax,%edx
mov    %r10d,(%r9,%rdx,8)
mov    %ecx,0x4(%r9,%rdx,8)
add    $0x1,%eax
mov    %eax,(%rsi)
pop    %rbx
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @get_bonded_neighbors(i32** %0, i32** %1, i32 %2, i32 %3, i32* %4, [2 x i32]* %5, i32* %6) {
%8 = alloca i32**
%9 = alloca i32**
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32*
%13 = alloca [2 x i32]*
%14 = alloca i32*
%15 = alloca i32
%16 = alloca i32
%17 = alloca i32
%18 = alloca i32
%19 = alloca i32
%20 = alloca i32
%21 = alloca i32
store i32** %0, i32*** %8
store i32** %1, i32*** %9
store i32 %2, i32* %10
store i32 %3, i32* %11
store i32* %4, i32** %12
store [2 x i32]* %5, [2 x i32]** %13
store i32* %6, i32** %14
store i32 0, i32* %15
%22 = load i32*, i32** %12
%23 = getelementptr inbounds i32, i32* %22, i64 0
%24 = load i32, i32* %23
store i32 %24, i32* %16
%25 = load i32*, i32** %12
%26 = getelementptr inbounds i32, i32* %25, i64 1
%27 = load i32, i32* %26
store i32 %27, i32* %17
%28 = load i32, i32* %16
%29 = sub nsw i32 %28, 1
store i32 %29, i32* %18
%30 = load i32, i32* %17
%31 = sub nsw i32 %30, 1
store i32 %31, i32* %19
%32 = load i32, i32* %16
%33 = add nsw i32 %32, 1
store i32 %33, i32* %20
%34 = load i32, i32* %17
%35 = add nsw i32 %34, 1
store i32 %35, i32* %21
%36 = load i32, i32* %18
%37 = icmp slt i32 %36, 0
br i1 %37, label %38, label %42
38: ; preds = %7
%39 = load i32, i32* %10
%40 = load i32, i32* %18
%41 = add nsw i32 %40, %39
store i32 %41, i32* %18
br label %42
42: ; preds = %38, %7
%43 = load i32, i32* %19
%44 = icmp slt i32 %43, 0
br i1 %44, label %45, label %49
45: ; preds = %42
%46 = load i32, i32* %11
%47 = load i32, i32* %19
%48 = add nsw i32 %47, %46
store i32 %48, i32* %19
br label %49
49: ; preds = %45, %42
%50 = load i32, i32* %20
%51 = load i32, i32* %10
%52 = icmp sge i32 %50, %51
br i1 %52, label %53, label %57
53: ; preds = %49
%54 = load i32, i32* %10
%55 = load i32, i32* %20
%56 = sub nsw i32 %55, %54
store i32 %56, i32* %20
br label %57
57: ; preds = %53, %49
%58 = load i32, i32* %21
%59 = load i32, i32* %11
%60 = icmp sge i32 %58, %59
br i1 %60, label %61, label %65
61: ; preds = %57
%62 = load i32, i32* %11
%63 = load i32, i32* %21
%64 = sub nsw i32 %63, %62
store i32 %64, i32* %21
br label %65
65: ; preds = %61, %57
%66 = load i32**, i32*** %8
%67 = load i32, i32* %16
%68 = sext i32 %67 to i64
%69 = getelementptr inbounds i32*, i32** %66, i64 %68
%70 = load i32*, i32** %69
%71 = load i32, i32* %17
%72 = sext i32 %71 to i64
%73 = getelementptr inbounds i32, i32* %70, i64 %72
%74 = load i32, i32* %73
%75 = icmp ne i32 %74, 0
br i1 %75, label %76, label %91
76: ; preds = %65
%77 = load i32, i32* %20
%78 = load [2 x i32]*, [2 x i32]** %13
%79 = load i32, i32* %15
%80 = sext i32 %79 to i64
%81 = getelementptr inbounds [2 x i32], [2 x i32]* %78, i64 %80
%82 = getelementptr inbounds [2 x i32], [2 x i32]* %81, i64 0, i64 0
store i32 %77, i32* %82
%83 = load i32, i32* %17
%84 = load [2 x i32]*, [2 x i32]** %13
%85 = load i32, i32* %15
%86 = sext i32 %85 to i64
%87 = getelementptr inbounds [2 x i32], [2 x i32]* %84, i64 %86
%88 = getelementptr inbounds [2 x i32], [2 x i32]* %87, i64 0, i64 1
store i32 %83, i32* %88
%89 = load i32, i32* %15
%90 = add nsw i32 %89, 1
store i32 %90, i32* %15
br label %91
91: ; preds = %76, %65
%92 = load i32**, i32*** %9
%93 = load i32, i32* %16
%94 = sext i32 %93 to i64
%95 = getelementptr inbounds i32*, i32** %92, i64 %94
%96 = load i32*, i32** %95
%97 = load i32, i32* %17
%98 = sext i32 %97 to i64
%99 = getelementptr inbounds i32, i32* %96, i64 %98
%100 = load i32, i32* %99
%101 = icmp ne i32 %100, 0
br i1 %101, label %102, label %117
102: ; preds = %91
%103 = load i32, i32* %16
%104 = load [2 x i32]*, [2 x i32]** %13
%105 = load i32, i32* %15
%106 = sext i32 %105 to i64
%107 = getelementptr inbounds [2 x i32], [2 x i32]* %104, i64 %106
%108 = getelementptr inbounds [2 x i32], [2 x i32]* %107, i64 0, i64 0
store i32 %103, i32* %108
%109 = load i32, i32* %21
%110 = load [2 x i32]*, [2 x i32]** %13
%111 = load i32, i32* %15
%112 = sext i32 %111 to i64
%113 = getelementptr inbounds [2 x i32], [2 x i32]* %110, i64 %112
%114 = getelementptr inbounds [2 x i32], [2 x i32]* %113, i64 0, i64 1
store i32 %109, i32* %114
%115 = load i32, i32* %15
%116 = add nsw i32 %115, 1
store i32 %116, i32* %15
br label %117
117: ; preds = %102, %91
%118 = load i32**, i32*** %8
%119 = load i32, i32* %18
%120 = sext i32 %119 to i64
%121 = getelementptr inbounds i32*, i32** %118, i64 %120
%122 = load i32*, i32** %121
%123 = load i32, i32* %17
%124 = sext i32 %123 to i64
%125 = getelementptr inbounds i32, i32* %122, i64 %124
%126 = load i32, i32* %125
%127 = icmp ne i32 %126, 0
br i1 %127, label %128, label %143
128: ; preds = %117
%129 = load i32, i32* %18
%130 = load [2 x i32]*, [2 x i32]** %13
%131 = load i32, i32* %15
%132 = sext i32 %131 to i64
%133 = getelementptr inbounds [2 x i32], [2 x i32]* %130, i64 %132
%134 = getelementptr inbounds [2 x i32], [2 x i32]* %133, i64 0, i64 0
store i32 %129, i32* %134
%135 = load i32, i32* %17
%136 = load [2 x i32]*, [2 x i32]** %13
%137 = load i32, i32* %15
%138 = sext i32 %137 to i64
%139 = getelementptr inbounds [2 x i32], [2 x i32]* %136, i64 %138
%140 = getelementptr inbounds [2 x i32], [2 x i32]* %139, i64 0, i64 1
store i32 %135, i32* %140
%141 = load i32, i32* %15
%142 = add nsw i32 %141, 1
store i32 %142, i32* %15
br label %143
143: ; preds = %128, %117
%144 = load i32**, i32*** %9
%145 = load i32, i32* %16
%146 = sext i32 %145 to i64
%147 = getelementptr inbounds i32*, i32** %144, i64 %146
%148 = load i32*, i32** %147
%149 = load i32, i32* %19
%150 = sext i32 %149 to i64
%151 = getelementptr inbounds i32, i32* %148, i64 %150
%152 = load i32, i32* %151
%153 = icmp ne i32 %152, 0
br i1 %153, label %154, label %169
154: ; preds = %143
%155 = load i32, i32* %16
%156 = load [2 x i32]*, [2 x i32]** %13
%157 = load i32, i32* %15
%158 = sext i32 %157 to i64
%159 = getelementptr inbounds [2 x i32], [2 x i32]* %156, i64 %158
%160 = getelementptr inbounds [2 x i32], [2 x i32]* %159, i64 0, i64 0
store i32 %155, i32* %160
%161 = load i32, i32* %19
%162 = load [2 x i32]*, [2 x i32]** %13
%163 = load i32, i32* %15
%164 = sext i32 %163 to i64
%165 = getelementptr inbounds [2 x i32], [2 x i32]* %162, i64 %164
%166 = getelementptr inbounds [2 x i32], [2 x i32]* %165, i64 0, i64 1
store i32 %161, i32* %166
%167 = load i32, i32* %15
%168 = add nsw i32 %167, 1
store i32 %168, i32* %15
br label %169
169: ; preds = %154, %143
%170 = load i32, i32* %15
%171 = load i32*, i32** %14
store i32 %170, i32* %171
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @get_bonded_neighbors(i32** nocapture %0, i32** nocapture %1, i32 %2, i32 %3, i32* nocapture %4, [2 x i32]* nocapture writeonly %5, i32* nocapture writeonly %6) {
%8 = load i32, i32* %4
%9 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 1
%10 = load i32, i32* %9
%11 = add nsw i32 %8, -1
%12 = add nsw i32 %10, -1
%13 = add nsw i32 %8, 1
%14 = add nsw i32 %10, 1
%15 = icmp sgt i32 %8, 0
%16 = select i1 %15, i32 0, i32 %2
%17 = add nsw i32 %11, %16
%18 = icmp sgt i32 %10, 0
%19 = select i1 %18, i32 0, i32 %3
%20 = add nsw i32 %12, %19
%21 = icmp slt i32 %14, %3
%22 = select i1 %21, i32 0, i32 %3
%23 = sub nsw i32 %14, %22
%24 = sext i32 %8 to i64
%25 = getelementptr inbounds i32*, i32** %0, i64 %24
%26 = load i32*, i32** %25
%27 = sext i32 %10 to i64
%28 = getelementptr inbounds i32, i32* %26, i64 %27
%29 = load i32, i32* %28
%30 = icmp eq i32 %29, 0
br i1 %30, label %37, label %31
31: ; preds = %7
%32 = icmp slt i32 %13, %2
%33 = select i1 %32, i32 0, i32 %2
%34 = sub nsw i32 %13, %33
%35 = getelementptr inbounds [2 x i32], [2 x i32]* %5, i64 0, i64 0
store i32 %34, i32* %35
%36 = getelementptr inbounds [2 x i32], [2 x i32]* %5, i64 0, i64 1
store i32 %10, i32* %36
br label %37
37: ; preds = %31, %7
%38 = phi i32 [ 1, %31 ], [ 0, %7 ]
%39 = getelementptr inbounds i32*, i32** %1, i64 %24
%40 = load i32*, i32** %39
%41 = getelementptr inbounds i32, i32* %40, i64 %27
%42 = load i32, i32* %41
%43 = icmp eq i32 %42, 0
br i1 %43, label %49, label %44
44: ; preds = %37
%45 = zext i32 %38 to i64
%46 = getelementptr inbounds [2 x i32], [2 x i32]* %5, i64 %45, i64 0
store i32 %8, i32* %46
%47 = getelementptr inbounds [2 x i32], [2 x i32]* %5, i64 %45, i64 1
store i32 %23, i32* %47
%48 = add nuw nsw i32 %38, 1
br label %49
49: ; preds = %44, %37
%50 = phi i32 [ %48, %44 ], [ %38, %37 ]
%51 = sext i32 %17 to i64
%52 = getelementptr inbounds i32*, i32** %0, i64 %51
%53 = load i32*, i32** %52
%54 = getelementptr inbounds i32, i32* %53, i64 %27
%55 = load i32, i32* %54
%56 = icmp eq i32 %55, 0
br i1 %56, label %62, label %57
57: ; preds = %49
%58 = zext i32 %50 to i64
%59 = getelementptr inbounds [2 x i32], [2 x i32]* %5, i64 %58, i64 0
store i32 %17, i32* %59
%60 = getelementptr inbounds [2 x i32], [2 x i32]* %5, i64 %58, i64 1
store i32 %10, i32* %60
%61 = add nuw nsw i32 %50, 1
br label %62
62: ; preds = %57, %49
%63 = phi i32 [ %61, %57 ], [ %50, %49 ]
%64 = sext i32 %20 to i64
%65 = getelementptr inbounds i32, i32* %40, i64 %64
%66 = load i32, i32* %65
%67 = icmp eq i32 %66, 0
br i1 %67, label %73, label %68
68: ; preds = %62
%69 = zext i32 %63 to i64
%70 = getelementptr inbounds [2 x i32], [2 x i32]* %5, i64 %69, i64 0
store i32 %8, i32* %70
%71 = getelementptr inbounds [2 x i32], [2 x i32]* %5, i64 %69, i64 1
store i32 %20, i32* %71
%72 = add nuw nsw i32 %63, 1
br label %73
73: ; preds = %68, %62
%74 = phi i32 [ %72, %68 ], [ %63, %62 ]
store i32 %74, i32* %6
ret void
}