void getGradientPatch(int *Patch, int *DX, int *DY, int half_window_size) {
  unsigned int ix1, ix2;
  int x, y, padded_patch_size, patch_size, Y1, Y2;
  padded_patch_size = 2 * (half_window_size + 1) + 1;
  patch_size = 2 * half_window_size + 1;
  for (x = 1; x < padded_patch_size - 1; x++) {
    for (y = 1; y < padded_patch_size - 1; y++) {
      ix2 = (unsigned int)((y - 1) * patch_size + (x - 1));
      ix1 = (unsigned int)(y * padded_patch_size + x - 1);
      Y1 = Patch[ix1];
      ix1 = (unsigned int)(y * padded_patch_size + x + 1);
      Y2 = Patch[ix1];
      DX[ix2] = Y2 - Y1;
      ix1 = (unsigned int)((y - 1) * padded_patch_size + x);
      Y1 = Patch[ix1];
      ix1 = (unsigned int)((y + 1) * padded_patch_size + x);
      Y2 = Patch[ix1];
      DY[ix2] = Y2 - Y1;
    }
  }
  return;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<getGradientPatch>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %ecx,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
shl    $0x1,%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
shl    $0x1,%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
movl   $0x1,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
mov    -0x30(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    1228 <getGradientPatch+0x128>
movl   $0x1,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
mov    -0x30(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    1215 <getGradientPatch+0x115>
mov    -0x2c(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
imul   -0x34(%rbp),%eax
mov    -0x28(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
add    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
imul   -0x30(%rbp),%eax
add    -0x28(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%ecx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x38(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
imul   -0x30(%rbp),%eax
add    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%ecx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
mov    -0x3c(%rbp),%edx
sub    -0x38(%rbp),%edx
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
imul   -0x30(%rbp),%eax
add    -0x28(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%ecx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x38(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
imul   -0x30(%rbp),%eax
add    -0x28(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%ecx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
mov    -0x3c(%rbp),%edx
sub    -0x38(%rbp),%edx
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    114d <getGradientPatch+0x4d>
jmp    121a <getGradientPatch+0x11a>
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    1135 <getGradientPatch+0x35>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<getGradientPatch>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
lea    (%rcx,%rcx,1),%eax
cmp    $0x7ffffffd,%eax
ja     1211 <getGradientPatch+0x111>
mov    %rax,%rbp
lea    (%rcx,%rcx,1),%r8d
add    $0x3,%r8d
movabs $0x100000000,%r9
mov    %ebp,%r15d
or     $0x1,%r15d
add    $0x2,%ebp
mov    %rbp,-0x28(%rsp)
mov    %r8d,%r11d
lea    0x2(%r11),%r14
lea    (%r11,%r9,1),%r12
add    $0xffffffffffffffff,%r12
add    $0x1,%r12
lea    -0x2(%r11),%rbp
mov    %rbp,-0x30(%rsp)
lea    0x7(,%rcx,4),%ebp
mov    $0x1,%ebx
mov    %r8d,-0x34(%rsp)
nopl   0x0(%rax)
mov    %ebp,-0x38(%rsp)
mov    -0x30(%rsp),%r10
mov    %rbx,-0x20(%rsp)
mov    %r9,-0x8(%rsp)
mov    %r12,-0x18(%rsp)
mov    %r14,-0x10(%rsp)
nopl   (%rax)
mov    %r12d,%r8d
mov    %r14d,%r13d
mov    (%rdi,%r13,4),%eax
sub    (%rdi,%r8,4),%eax
mov    %r9d,%ecx
shl    $0x2,%rcx
mov    %eax,(%rsi,%rcx,1)
mov    %ebx,%eax
mov    %rsi,%r8
mov    %rdx,%rsi
mov    %ebp,%edx
mov    (%rdi,%rdx,4),%edx
sub    (%rdi,%rax,4),%edx
mov    %edx,(%rsi,%rcx,1)
mov    %rsi,%rdx
mov    %r8,%rsi
mov    -0x34(%rsp),%r8d
add    %r11,%r14
add    %r11,%r12
add    %r15,%r9
add    %r11,%rbx
add    %r8d,%ebp
add    $0xffffffffffffffff,%r10
jne    1190 <getGradientPatch+0x90>
mov    -0x20(%rsp),%rbx
add    $0x1,%rbx
mov    -0x10(%rsp),%r14
add    $0x1,%r14
mov    -0x18(%rsp),%r12
add    $0x1,%r12
mov    -0x8(%rsp),%r9
add    $0x1,%r9
mov    -0x38(%rsp),%ebp
add    $0x1,%ebp
cmp    -0x28(%rsp),%rbx
jne    1170 <getGradientPatch+0x70>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @getGradientPatch(i32* %0, i32* %1, i32* %2, i32 %3) {
%5 = alloca i32*
%6 = alloca i32*
%7 = alloca i32*
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
%13 = alloca i32
%14 = alloca i32
%15 = alloca i32
%16 = alloca i32
store i32* %0, i32** %5
store i32* %1, i32** %6
store i32* %2, i32** %7
store i32 %3, i32* %8
%17 = load i32, i32* %8
%18 = add nsw i32 %17, 1
%19 = mul nsw i32 2, %18
%20 = add nsw i32 %19, 1
store i32 %20, i32* %13
%21 = load i32, i32* %8
%22 = mul nsw i32 2, %21
%23 = add nsw i32 %22, 1
store i32 %23, i32* %14
store i32 1, i32* %11
br label %24
24: ; preds = %105, %4
%25 = load i32, i32* %11
%26 = load i32, i32* %13
%27 = sub nsw i32 %26, 1
%28 = icmp slt i32 %25, %27
br i1 %28, label %29, label %108
29: ; preds = %24
store i32 1, i32* %12
br label %30
30: ; preds = %101, %29
%31 = load i32, i32* %12
%32 = load i32, i32* %13
%33 = sub nsw i32 %32, 1
%34 = icmp slt i32 %31, %33
br i1 %34, label %35, label %104
35: ; preds = %30
%36 = load i32, i32* %12
%37 = sub nsw i32 %36, 1
%38 = load i32, i32* %14
%39 = mul nsw i32 %37, %38
%40 = load i32, i32* %11
%41 = sub nsw i32 %40, 1
%42 = add nsw i32 %39, %41
store i32 %42, i32* %10
%43 = load i32, i32* %12
%44 = load i32, i32* %13
%45 = mul nsw i32 %43, %44
%46 = load i32, i32* %11
%47 = add nsw i32 %45, %46
%48 = sub nsw i32 %47, 1
store i32 %48, i32* %9
%49 = load i32*, i32** %5
%50 = load i32, i32* %9
%51 = zext i32 %50 to i64
%52 = getelementptr inbounds i32, i32* %49, i64 %51
%53 = load i32, i32* %52
store i32 %53, i32* %15
%54 = load i32, i32* %12
%55 = load i32, i32* %13
%56 = mul nsw i32 %54, %55
%57 = load i32, i32* %11
%58 = add nsw i32 %56, %57
%59 = add nsw i32 %58, 1
store i32 %59, i32* %9
%60 = load i32*, i32** %5
%61 = load i32, i32* %9
%62 = zext i32 %61 to i64
%63 = getelementptr inbounds i32, i32* %60, i64 %62
%64 = load i32, i32* %63
store i32 %64, i32* %16
%65 = load i32, i32* %16
%66 = load i32, i32* %15
%67 = sub nsw i32 %65, %66
%68 = load i32*, i32** %6
%69 = load i32, i32* %10
%70 = zext i32 %69 to i64
%71 = getelementptr inbounds i32, i32* %68, i64 %70
store i32 %67, i32* %71
%72 = load i32, i32* %12
%73 = sub nsw i32 %72, 1
%74 = load i32, i32* %13
%75 = mul nsw i32 %73, %74
%76 = load i32, i32* %11
%77 = add nsw i32 %75, %76
store i32 %77, i32* %9
%78 = load i32*, i32** %5
%79 = load i32, i32* %9
%80 = zext i32 %79 to i64
%81 = getelementptr inbounds i32, i32* %78, i64 %80
%82 = load i32, i32* %81
store i32 %82, i32* %15
%83 = load i32, i32* %12
%84 = add nsw i32 %83, 1
%85 = load i32, i32* %13
%86 = mul nsw i32 %84, %85
%87 = load i32, i32* %11
%88 = add nsw i32 %86, %87
store i32 %88, i32* %9
%89 = load i32*, i32** %5
%90 = load i32, i32* %9
%91 = zext i32 %90 to i64
%92 = getelementptr inbounds i32, i32* %89, i64 %91
%93 = load i32, i32* %92
store i32 %93, i32* %16
%94 = load i32, i32* %16
%95 = load i32, i32* %15
%96 = sub nsw i32 %94, %95
%97 = load i32*, i32** %7
%98 = load i32, i32* %10
%99 = zext i32 %98 to i64
%100 = getelementptr inbounds i32, i32* %97, i64 %99
store i32 %96, i32* %100
br label %101
101: ; preds = %35
%102 = load i32, i32* %12
%103 = add nsw i32 %102, 1
store i32 %103, i32* %12
br label %30
104: ; preds = %30
br label %105
105: ; preds = %104
%106 = load i32, i32* %11
%107 = add nsw i32 %106, 1
store i32 %107, i32* %11
br label %24
108: ; preds = %24
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @getGradientPatch(i32* nocapture %0, i32* nocapture writeonly %1, i32* nocapture writeonly %2, i32 %3) {
%5 = shl i32 %3, 1
%6 = add i32 %5, 3
%7 = icmp ult i32 %5, 2147483646
br i1 %7, label %8, label %54
8: ; preds = %4
%9 = or i32 %5, 1
%10 = add nuw nsw i32 %5, 2
%11 = zext i32 %6 to i64
%12 = zext i32 %9 to i64
%13 = zext i32 %10 to i64
br label %14
14: ; preds = %51, %8
%15 = phi i64 [ 1, %8 ], [ %52, %51 ]
%16 = add nuw i64 %15, 4294967295
%17 = trunc i64 %15 to i32
br label %18
18: ; preds = %14, %18
%19 = phi i64 [ 1, %14 ], [ %41, %18 ]
%20 = add nsw i64 %19, -1
%21 = mul i64 %20, %12
%22 = add i64 %16, %21
%23 = mul i64 %19, %11
%24 = add i64 %23, %15
%25 = add i64 %24, 4294967295
%26 = and i64 %25, 4294967295
%27 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %26
%28 = load i32, i32* %27
%29 = add i64 %24, 1
%30 = and i64 %29, 4294967295
%31 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %30
%32 = load i32, i32* %31
%33 = sub nsw i32 %32, %28
%34 = and i64 %22, 4294967295
%35 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %34
store i32 %33, i32* %35
%36 = mul i64 %20, %11
%37 = add i64 %36, %15
%38 = and i64 %37, 4294967295
%39 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %38
%40 = load i32, i32* %39
%41 = add nuw nsw i64 %19, 1
%42 = trunc i64 %41 to i32
%43 = mul nsw i32 %6, %42
%44 = add nsw i32 %43, %17
%45 = zext i32 %44 to i64
%46 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %45
%47 = load i32, i32* %46
%48 = sub nsw i32 %47, %40
%49 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %34
store i32 %48, i32* %49
%50 = icmp eq i64 %41, %13
br i1 %50, label %51, label %18
51: ; preds = %18
%52 = add nuw nsw i64 %15, 1
%53 = icmp eq i64 %52, %13
br i1 %53, label %54, label %14
54: ; preds = %51, %4
ret void
}