void count_in_cols(double *matrix, int M, int N, double *counts, int maxval) {
  int i, j;
  for (i = 0; i < N; i++) {
    for (j = 0; j < M; j++) {
      counts[((int)matrix[j + i * M] - 1) + i * maxval]++;
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<count_in_cols>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
mov    %rcx,-0x18(%rbp)
mov    %r8d,-0x1c(%rbp)
movl   $0x0,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jge    119a <count_in_cols+0x9a>
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    1187 <count_in_cols+0x87>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
mov    -0x24(%rbp),%edx
mov    -0x20(%rbp),%esi
imul   -0xc(%rbp),%esi
add    %esi,%edx
movslq %edx,%rdx
cvttsd2si (%rcx,%rdx,8),%ecx
sub    $0x1,%ecx
mov    -0x20(%rbp),%edx
imul   -0x1c(%rbp),%edx
add    %edx,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  0xe91(%rip),%xmm0
addsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    1130 <count_in_cols+0x30>
jmp    118c <count_in_cols+0x8c>
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    111d <count_in_cols+0x1d>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<count_in_cols>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r12
push   %rbx
test   %edx,%edx
jle    11d5 <count_in_cols+0xd5>
movslq %esi,%r9
mov    %edx,%r11d
mov    %r9d,%r10d
mov    %r10d,%r12d
and    $0xfffffffe,%r12d
lea    0x8(%rdi),%rdx
lea    0x0(,%r9,8),%r14
xor    %r15d,%r15d
movsd  0xec9(%rip),%xmm0
jmp    1150 <count_in_cols+0x50>
nopl   0x0(%rax)
add    $0x1,%r15
add    %r14,%rdx
cmp    %r11,%r15
je     11d5 <count_in_cols+0xd5>
test   %esi,%esi
jle    1140 <count_in_cols+0x40>
mov    %r15d,%ebp
imul   %r8d,%ebp
add    $0xffffffff,%ebp
xor    %ebx,%ebx
cmp    $0x1,%esi
je     11a8 <count_in_cols+0xa8>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
cvttsd2si -0x8(%rdx,%rbx,8),%eax
add    %ebp,%eax
cltq
movsd  (%rcx,%rax,8),%xmm1
addsd  %xmm0,%xmm1
movsd  %xmm1,(%rcx,%rax,8)
cvttsd2si (%rdx,%rbx,8),%eax
add    %ebp,%eax
cltq
movsd  (%rcx,%rax,8),%xmm1
addsd  %xmm0,%xmm1
movsd  %xmm1,(%rcx,%rax,8)
add    $0x2,%rbx
cmp    %rbx,%r12
jne    1170 <count_in_cols+0x70>
test   $0x1,%r10b
je     1140 <count_in_cols+0x40>
mov    %r15,%rax
imul   %r9,%rax
add    %rax,%rbx
cvttsd2si (%rdi,%rbx,8),%eax
add    %eax,%ebp
movslq %ebp,%rax
movsd  (%rcx,%rax,8),%xmm1
addsd  %xmm0,%xmm1
movsd  %xmm1,(%rcx,%rax,8)
jmp    1140 <count_in_cols+0x40>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @count_in_cols(double* %0, i32 %1, i32 %2, double* %3, i32 %4) {
%6 = alloca double*
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca double*
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
store double* %0, double** %6
store i32 %1, i32* %7
store i32 %2, i32* %8
store double* %3, double** %9
store i32 %4, i32* %10
store i32 0, i32* %11
br label %13
13: ; preds = %47, %5
%14 = load i32, i32* %11
%15 = load i32, i32* %8
%16 = icmp slt i32 %14, %15
br i1 %16, label %17, label %50
17: ; preds = %13
store i32 0, i32* %12
br label %18
18: ; preds = %43, %17
%19 = load i32, i32* %12
%20 = load i32, i32* %7
%21 = icmp slt i32 %19, %20
br i1 %21, label %22, label %46
22: ; preds = %18
%23 = load double*, double** %9
%24 = load double*, double** %6
%25 = load i32, i32* %12
%26 = load i32, i32* %11
%27 = load i32, i32* %7
%28 = mul nsw i32 %26, %27
%29 = add nsw i32 %25, %28
%30 = sext i32 %29 to i64
%31 = getelementptr inbounds double, double* %24, i64 %30
%32 = load double, double* %31
%33 = fptosi double %32 to i32
%34 = sub nsw i32 %33, 1
%35 = load i32, i32* %11
%36 = load i32, i32* %10
%37 = mul nsw i32 %35, %36
%38 = add nsw i32 %34, %37
%39 = sext i32 %38 to i64
%40 = getelementptr inbounds double, double* %23, i64 %39
%41 = load double, double* %40
%42 = fadd double %41, 1.000000e+00
store double %42, double* %40
br label %43
43: ; preds = %22
%44 = load i32, i32* %12
%45 = add nsw i32 %44, 1
store i32 %45, i32* %12
br label %18
46: ; preds = %18
br label %47
47: ; preds = %46
%48 = load i32, i32* %11
%49 = add nsw i32 %48, 1
store i32 %49, i32* %11
br label %13
50: ; preds = %13
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @count_in_cols(double* nocapture %0, i32 %1, i32 %2, double* nocapture %3, i32 %4) {
%6 = icmp sgt i32 %2, 0
br i1 %6, label %7, label %63
7: ; preds = %5
%8 = icmp sgt i32 %1, 0
%9 = sext i32 %1 to i64
%10 = zext i32 %2 to i64
%11 = zext i32 %1 to i64
%12 = and i64 %11, 1
%13 = icmp eq i32 %1, 1
%14 = and i64 %11, 4294967294
%15 = icmp eq i64 %12, 0
br label %16
16: ; preds = %7, %60
%17 = phi i64 [ 0, %7 ], [ %61, %60 ]
br i1 %8, label %18, label %60
18: ; preds = %16
%19 = mul nsw i64 %17, %9
%20 = trunc i64 %17 to i32
%21 = mul i32 %20, %4
%22 = add i32 %21, -1
br i1 %13, label %48, label %23
23: ; preds = %18, %23
%24 = phi i64 [ %45, %23 ], [ 0, %18 ]
%25 = phi i64 [ %46, %23 ], [ 0, %18 ]
%26 = add nsw i64 %24, %19
%27 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %26
%28 = load double, double* %27
%29 = fptosi double %28 to i32
%30 = add i32 %22, %29
%31 = sext i32 %30 to i64
%32 = getelementptr inbounds double, double* %3, i64 %31
%33 = load double, double* %32
%34 = fadd double %33, 1.000000e+00
store double %34, double* %32
%35 = or i64 %24, 1
%36 = add nsw i64 %35, %19
%37 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %36
%38 = load double, double* %37
%39 = fptosi double %38 to i32
%40 = add i32 %22, %39
%41 = sext i32 %40 to i64
%42 = getelementptr inbounds double, double* %3, i64 %41
%43 = load double, double* %42
%44 = fadd double %43, 1.000000e+00
store double %44, double* %42
%45 = add nuw nsw i64 %24, 2
%46 = add i64 %25, 2
%47 = icmp eq i64 %46, %14
br i1 %47, label %48, label %23
48: ; preds = %23, %18
%49 = phi i64 [ 0, %18 ], [ %45, %23 ]
br i1 %15, label %60, label %50
50: ; preds = %48
%51 = add nsw i64 %49, %19
%52 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %51
%53 = load double, double* %52
%54 = fptosi double %53 to i32
%55 = add i32 %22, %54
%56 = sext i32 %55 to i64
%57 = getelementptr inbounds double, double* %3, i64 %56
%58 = load double, double* %57
%59 = fadd double %58, 1.000000e+00
store double %59, double* %57
br label %60
60: ; preds = %50, %48, %16
%61 = add nuw nsw i64 %17, 1
%62 = icmp eq i64 %61, %10
br i1 %62, label %63, label %16
63: ; preds = %60, %5
ret void
}