void histo_eq(unsigned char *src, int width, int height) {
  int i;
  int val;
  int sum = 0;
  int size = width * height;
  float constant;
  unsigned int histo[256];
  unsigned int histo_sum[256];
  for (i = 0; i < size; i++) {
    val = *(src + i);
    histo[val]++;
  }
  for (i = 0; i < 256; i++) {
    sum += histo[i];
    histo_sum[i] = sum;
  }
  constant = (float)230 / (float)size;
  for (i = 0; i < size; i++) {
    val = *(src + i);
    *(src + i) = histo_sum[val] * constant;
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<histo_eq>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x7b0,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
imul   -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x20(%rbp),%eax
jge    116b <histo_eq+0x6b>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
movzbl (%rax,%rcx,1),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
movslq -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x430(%rbp,%rax,4),%ecx
add    $0x1,%ecx
mov    %ecx,-0x430(%rbp,%rax,4)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    112d <histo_eq+0x2d>
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
cmpl   $0x100,-0x14(%rbp)
jge    11ac <histo_eq+0xac>
movslq -0x14(%rbp),%rax
mov    -0x430(%rbp,%rax,4),%eax
add    -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
movslq -0x14(%rbp),%rax
mov    %ecx,-0x830(%rbp,%rax,4)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1172 <histo_eq+0x72>
cvtsi2ssl -0x20(%rbp),%xmm1
movss  0xe47(%rip),%xmm0
divss  %xmm1,%xmm0
movss  %xmm0,-0x24(%rbp)
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x20(%rbp),%eax
jge    121c <histo_eq+0x11c>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
movzbl (%rax,%rcx,1),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
movslq -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x830(%rbp,%rax,4),%eax
cvtsi2ss %rax,%xmm0
movss  -0x24(%rbp),%xmm1
mulss  %xmm1,%xmm0
cvttss2si %xmm0,%eax
mov    %al,%dl
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    %dl,(%rax,%rcx,1)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    11c9 <histo_eq+0xc9>
add    $0x7b0,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<histo_eq>:
sub    $0x788,%rsp
imul   %edx,%esi
mov    %esi,%r8d
test   %esi,%esi
jle    1182 <histo_eq+0x82>
lea    -0x1(%r8),%rax
mov    %r8d,%r9d
and    $0x3,%r9d
cmp    $0x3,%rax
jae    1126 <histo_eq+0x26>
xor    %edx,%edx
jmp    1160 <histo_eq+0x60>
mov    %r8d,%eax
and    $0xfffffffc,%eax
xor    %edx,%edx
xchg   %ax,%ax
movzbl (%rdi,%rdx,1),%ecx
addl   $0x1,-0x80(%rsp,%rcx,4)
movzbl 0x1(%rdi,%rdx,1),%ecx
addl   $0x1,-0x80(%rsp,%rcx,4)
movzbl 0x2(%rdi,%rdx,1),%ecx
addl   $0x1,-0x80(%rsp,%rcx,4)
movzbl 0x3(%rdi,%rdx,1),%ecx
addl   $0x1,-0x80(%rsp,%rcx,4)
add    $0x4,%rdx
cmp    %rdx,%rax
jne    1130 <histo_eq+0x30>
test   %r9,%r9
je     1182 <histo_eq+0x82>
add    %rdi,%rdx
xor    %eax,%eax
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
movzbl (%rdx,%rax,1),%ecx
addl   $0x1,-0x80(%rsp,%rcx,4)
add    $0x1,%rax
cmp    %rax,%r9
jne    1170 <histo_eq+0x70>
xor    %eax,%eax
xor    %ecx,%ecx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
add    -0x80(%rsp,%rax,4),%ecx
mov    %ecx,0x380(%rsp,%rax,4)
add    -0x7c(%rsp,%rax,4),%ecx
mov    %ecx,0x384(%rsp,%rax,4)
add    -0x78(%rsp,%rax,4),%ecx
mov    %ecx,0x388(%rsp,%rax,4)
add    -0x74(%rsp,%rax,4),%ecx
mov    %ecx,0x38c(%rsp,%rax,4)
add    $0x4,%rax
cmp    $0x100,%rax
jne    1190 <histo_eq+0x90>
test   %esi,%esi
jle    126b <histo_eq+0x16b>
cvtsi2ss %esi,%xmm1
movss  0xe24(%rip),%xmm0
divss  %xmm1,%xmm0
cmp    $0x1,%esi
jne    11e9 <histo_eq+0xe9>
xor    %ecx,%ecx
jmp    1247 <histo_eq+0x147>
mov    %r8d,%edx
and    $0xfffffffe,%edx
xor    %ecx,%ecx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movzbl (%rdi,%rcx,1),%eax
mov    0x380(%rsp,%rax,4),%eax
xorps  %xmm1,%xmm1
cvtsi2ss %rax,%xmm1
mulss  %xmm0,%xmm1
cvttss2si %xmm1,%eax
mov    %al,(%rdi,%rcx,1)
movzbl 0x1(%rdi,%rcx,1),%eax
mov    0x380(%rsp,%rax,4),%eax
xorps  %xmm1,%xmm1
cvtsi2ss %rax,%xmm1
mulss  %xmm0,%xmm1
cvttss2si %xmm1,%eax
mov    %al,0x1(%rdi,%rcx,1)
add    $0x2,%rcx
cmp    %rcx,%rdx
jne    1200 <histo_eq+0x100>
test   $0x1,%r8b
je     126b <histo_eq+0x16b>
movzbl (%rdi,%rcx,1),%eax
mov    0x380(%rsp,%rax,4),%eax
xorps  %xmm1,%xmm1
cvtsi2ss %rax,%xmm1
mulss  %xmm1,%xmm0
cvttss2si %xmm0,%eax
mov    %al,(%rdi,%rcx,1)
add    $0x788,%rsp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @histo_eq(i8* %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = alloca i8*
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca float
%12 = alloca [256 x i32]
%13 = alloca [256 x i32]
store i8* %0, i8** %4
store i32 %1, i32* %5
store i32 %2, i32* %6
store i32 0, i32* %9
%14 = load i32, i32* %5
%15 = load i32, i32* %6
%16 = mul nsw i32 %14, %15
store i32 %16, i32* %10
store i32 0, i32* %7
br label %17
17: ; preds = %33, %3
%18 = load i32, i32* %7
%19 = load i32, i32* %10
%20 = icmp slt i32 %18, %19
br i1 %20, label %21, label %36
21: ; preds = %17
%22 = load i8*, i8** %4
%23 = load i32, i32* %7
%24 = sext i32 %23 to i64
%25 = getelementptr inbounds i8, i8* %22, i64 %24
%26 = load i8, i8* %25
%27 = zext i8 %26 to i32
store i32 %27, i32* %8
%28 = load i32, i32* %8
%29 = sext i32 %28 to i64
%30 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %12, i64 0, i64 %29
%31 = load i32, i32* %30
%32 = add i32 %31, 1
store i32 %32, i32* %30
br label %33
33: ; preds = %21
%34 = load i32, i32* %7
%35 = add nsw i32 %34, 1
store i32 %35, i32* %7
br label %17
36: ; preds = %17
store i32 0, i32* %7
br label %37
37: ; preds = %51, %36
%38 = load i32, i32* %7
%39 = icmp slt i32 %38, 256
br i1 %39, label %40, label %54
40: ; preds = %37
%41 = load i32, i32* %7
%42 = sext i32 %41 to i64
%43 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %12, i64 0, i64 %42
%44 = load i32, i32* %43
%45 = load i32, i32* %9
%46 = add i32 %45, %44
store i32 %46, i32* %9
%47 = load i32, i32* %9
%48 = load i32, i32* %7
%49 = sext i32 %48 to i64
%50 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %13, i64 0, i64 %49
store i32 %47, i32* %50
br label %51
51: ; preds = %40
%52 = load i32, i32* %7
%53 = add nsw i32 %52, 1
store i32 %53, i32* %7
br label %37
54: ; preds = %37
%55 = load i32, i32* %10
%56 = sitofp i32 %55 to float
%57 = fdiv float 2.300000e+02, %56
store float %57, float* %11
store i32 0, i32* %7
br label %58
58: ; preds = %81, %54
%59 = load i32, i32* %7
%60 = load i32, i32* %10
%61 = icmp slt i32 %59, %60
br i1 %61, label %62, label %84
62: ; preds = %58
%63 = load i8*, i8** %4
%64 = load i32, i32* %7
%65 = sext i32 %64 to i64
%66 = getelementptr inbounds i8, i8* %63, i64 %65
%67 = load i8, i8* %66
%68 = zext i8 %67 to i32
store i32 %68, i32* %8
%69 = load i32, i32* %8
%70 = sext i32 %69 to i64
%71 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %13, i64 0, i64 %70
%72 = load i32, i32* %71
%73 = uitofp i32 %72 to float
%74 = load float, float* %11
%75 = fmul float %73, %74
%76 = fptoui float %75 to i8
%77 = load i8*, i8** %4
%78 = load i32, i32* %7
%79 = sext i32 %78 to i64
%80 = getelementptr inbounds i8, i8* %77, i64 %79
store i8 %76, i8* %80
br label %81
81: ; preds = %62
%82 = load i32, i32* %7
%83 = add nsw i32 %82, 1
store i32 %83, i32* %7
br label %58
84: ; preds = %58
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @histo_eq(i8* nocapture %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = alloca [256 x i32]
%5 = alloca [256 x i32]
%6 = mul i32 %2, %1
%7 = bitcast [256 x i32]* %4 to i8*
%8 = bitcast [256 x i32]* %5 to i8*
%9 = icmp sgt i32 %6, 0
br i1 %9, label %10, label %65
10: ; preds = %3
%11 = zext i32 %6 to i64
%12 = add nsw i64 %11, -1
%13 = and i64 %11, 3
%14 = icmp ult i64 %12, 3
br i1 %14, label %50, label %15
15: ; preds = %10
%16 = and i64 %11, 4294967292
br label %17
17: ; preds = %17, %15
%18 = phi i64 [ 0, %15 ], [ %47, %17 ]
%19 = phi i64 [ 0, %15 ], [ %48, %17 ]
%20 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %18
%21 = load i8, i8* %20
%22 = zext i8 %21 to i64
%23 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %4, i64 0, i64 %22
%24 = load i32, i32* %23
%25 = add i32 %24, 1
store i32 %25, i32* %23
%26 = or i64 %18, 1
%27 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %26
%28 = load i8, i8* %27
%29 = zext i8 %28 to i64
%30 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %4, i64 0, i64 %29
%31 = load i32, i32* %30
%32 = add i32 %31, 1
store i32 %32, i32* %30
%33 = or i64 %18, 2
%34 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %33
%35 = load i8, i8* %34
%36 = zext i8 %35 to i64
%37 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %4, i64 0, i64 %36
%38 = load i32, i32* %37
%39 = add i32 %38, 1
store i32 %39, i32* %37
%40 = or i64 %18, 3
%41 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %40
%42 = load i8, i8* %41
%43 = zext i8 %42 to i64
%44 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %4, i64 0, i64 %43
%45 = load i32, i32* %44
%46 = add i32 %45, 1
store i32 %46, i32* %44
%47 = add nuw nsw i64 %18, 4
%48 = add i64 %19, 4
%49 = icmp eq i64 %48, %16
br i1 %49, label %50, label %17
50: ; preds = %17, %10
%51 = phi i64 [ 0, %10 ], [ %47, %17 ]
%52 = icmp eq i64 %13, 0
br i1 %52, label %65, label %53
53: ; preds = %50, %53
%54 = phi i64 [ %62, %53 ], [ %51, %50 ]
%55 = phi i64 [ %63, %53 ], [ 0, %50 ]
%56 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %54
%57 = load i8, i8* %56
%58 = zext i8 %57 to i64
%59 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %4, i64 0, i64 %58
%60 = load i32, i32* %59
%61 = add i32 %60, 1
store i32 %61, i32* %59
%62 = add nuw nsw i64 %54, 1
%63 = add i64 %55, 1
%64 = icmp eq i64 %63, %13
br i1 %64, label %65, label %53
65: ; preds = %50, %53, %3
br label %66
66: ; preds = %66, %65
%67 = phi i64 [ 0, %65 ], [ %88, %66 ]
%68 = phi i32 [ 0, %65 ], [ %86, %66 ]
%69 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %4, i64 0, i64 %67
%70 = load i32, i32* %69
%71 = add i32 %70, %68
%72 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %5, i64 0, i64 %67
store i32 %71, i32* %72
%73 = or i64 %67, 1
%74 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %4, i64 0, i64 %73
%75 = load i32, i32* %74
%76 = add i32 %75, %71
%77 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %5, i64 0, i64 %73
store i32 %76, i32* %77
%78 = or i64 %67, 2
%79 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %4, i64 0, i64 %78
%80 = load i32, i32* %79
%81 = add i32 %80, %76
%82 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %5, i64 0, i64 %78
store i32 %81, i32* %82
%83 = or i64 %67, 3
%84 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %4, i64 0, i64 %83
%85 = load i32, i32* %84
%86 = add i32 %85, %81
%87 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %5, i64 0, i64 %83
store i32 %86, i32* %87
%88 = add nuw nsw i64 %67, 4
%89 = icmp eq i64 %88, 256
br i1 %89, label %90, label %66
90: ; preds = %66
%91 = sitofp i32 %6 to float
%92 = fdiv float 2.300000e+02, %91
br i1 %9, label %93, label %134
93: ; preds = %90
%94 = zext i32 %6 to i64
%95 = and i64 %94, 1
%96 = icmp eq i32 %6, 1
br i1 %96, label %122, label %97
97: ; preds = %93
%98 = and i64 %94, 4294967294
br label %99
99: ; preds = %99, %97
%100 = phi i64 [ 0, %97 ], [ %119, %99 ]
%101 = phi i64 [ 0, %97 ], [ %120, %99 ]
%102 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %100
%103 = load i8, i8* %102
%104 = zext i8 %103 to i64
%105 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %5, i64 0, i64 %104
%106 = load i32, i32* %105
%107 = uitofp i32 %106 to float
%108 = fmul float %92, %107
%109 = fptoui float %108 to i8
store i8 %109, i8* %102
%110 = or i64 %100, 1
%111 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %110
%112 = load i8, i8* %111
%113 = zext i8 %112 to i64
%114 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %5, i64 0, i64 %113
%115 = load i32, i32* %114
%116 = uitofp i32 %115 to float
%117 = fmul float %92, %116
%118 = fptoui float %117 to i8
store i8 %118, i8* %111
%119 = add nuw nsw i64 %100, 2
%120 = add i64 %101, 2
%121 = icmp eq i64 %120, %98
br i1 %121, label %122, label %99
122: ; preds = %99, %93
%123 = phi i64 [ 0, %93 ], [ %119, %99 ]
%124 = icmp eq i64 %95, 0
br i1 %124, label %134, label %125
125: ; preds = %122
%126 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %123
%127 = load i8, i8* %126
%128 = zext i8 %127 to i64
%129 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %5, i64 0, i64 %128
%130 = load i32, i32* %129
%131 = uitofp i32 %130 to float
%132 = fmul float %92, %131
%133 = fptoui float %132 to i8
store i8 %133, i8* %126
br label %134
134: ; preds = %125, %122, %90
ret void
}