void pcm_U8_to_int(unsigned total_samples, const unsigned char pcm_samples[],
                   int int_samples[]) {
  for (; total_samples; total_samples--) {
    int_samples[0] = ((int)pcm_samples[0]) - (1 << 7);
    pcm_samples += 1;
    int_samples += 1;
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<pcm_U8_to_int>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x4(%rbp)
je     1152 <pcm_U8_to_int+0x52>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movzbl (%rax),%ecx
sub    $0x80,%ecx
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %ecx,(%rax)
mov    -0x10(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x10(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
add    $0x4,%rax
mov    %rax,-0x18(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    110f <pcm_U8_to_int+0xf>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<pcm_U8_to_int>:
test   %edi,%edi
je     12a6 <pcm_U8_to_int+0x1a6>
lea    -0x1(%rdi),%r10d
cmp    $0x7,%r10d
jb     122b <pcm_U8_to_int+0x12b>
lea    (%rsi,%r10,1),%rax
add    $0x1,%rax
cmp    %rdx,%rax
jbe    1134 <pcm_U8_to_int+0x34>
lea    (%rdx,%r10,4),%rax
add    $0x4,%rax
cmp    %rsi,%rax
ja     122b <pcm_U8_to_int+0x12b>
add    $0x1,%r10
mov    %r10,%r8
and    $0xfffffffffffffff8,%r8
lea    -0x8(%r8),%rax
mov    %rax,%r9
shr    $0x3,%r9
add    $0x1,%r9
test   %rax,%rax
je     12a7 <pcm_U8_to_int+0x1a7>
mov    %r9,%rax
and    $0xfffffffffffffffe,%rax
xor    %ecx,%ecx
pxor   %xmm0,%xmm0
movdqa 0xe94(%rip),%xmm1
nopl   0x0(%rax)
movd   (%rsi,%rcx,1),%xmm2
movd   0x4(%rsi,%rcx,1),%xmm3
punpcklbw %xmm0,%xmm2
punpcklwd %xmm0,%xmm2
punpcklbw %xmm0,%xmm3
punpcklwd %xmm0,%xmm3
paddd  %xmm1,%xmm2
paddd  %xmm1,%xmm3
movdqu %xmm2,(%rdx,%rcx,4)
movdqu %xmm3,0x10(%rdx,%rcx,4)
movd   0x8(%rsi,%rcx,1),%xmm2
movd   0xc(%rsi,%rcx,1),%xmm3
punpcklbw %xmm0,%xmm2
punpcklwd %xmm0,%xmm2
punpcklbw %xmm0,%xmm3
punpcklwd %xmm0,%xmm3
paddd  %xmm1,%xmm2
paddd  %xmm1,%xmm3
movdqu %xmm2,0x20(%rdx,%rcx,4)
movdqu %xmm3,0x30(%rdx,%rcx,4)
add    $0x10,%rcx
add    $0xfffffffffffffffe,%rax
jne    1170 <pcm_U8_to_int+0x70>
test   $0x1,%r9b
je     1218 <pcm_U8_to_int+0x118>
movd   (%rsi,%rcx,1),%xmm0
movd   0x4(%rsi,%rcx,1),%xmm1
pxor   %xmm2,%xmm2
punpcklbw %xmm2,%xmm0
punpcklwd %xmm2,%xmm0
punpcklbw %xmm2,%xmm1
punpcklwd %xmm2,%xmm1
movdqa 0xdfb(%rip),%xmm2
paddd  %xmm2,%xmm0
paddd  %xmm2,%xmm1
movdqu %xmm0,(%rdx,%rcx,4)
movdqu %xmm1,0x10(%rdx,%rcx,4)
cmp    %r8,%r10
je     12a6 <pcm_U8_to_int+0x1a6>
lea    (%rdx,%r8,4),%rdx
add    %r8,%rsi
sub    %r8d,%edi
lea    -0x1(%rdi),%r8d
test   $0x3,%dil
je     125b <pcm_U8_to_int+0x15b>
mov    %edi,%r9d
and    $0x3,%r9d
xor    %ecx,%ecx
xchg   %ax,%ax
movzbl (%rsi,%rcx,1),%eax
add    $0xffffff80,%eax
mov    %eax,(%rdx)
add    $0x4,%rdx
add    $0x1,%rcx
cmp    %ecx,%r9d
jne    1240 <pcm_U8_to_int+0x140>
add    %rcx,%rsi
sub    %ecx,%edi
cmp    $0x3,%r8d
jb     12a6 <pcm_U8_to_int+0x1a6>
mov    %edi,%eax
xor    %ecx,%ecx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
movzbl (%rsi,%rcx,1),%edi
add    $0xffffff80,%edi
mov    %edi,(%rdx,%rcx,4)
movzbl 0x1(%rsi,%rcx,1),%edi
add    $0xffffff80,%edi
mov    %edi,0x4(%rdx,%rcx,4)
movzbl 0x2(%rsi,%rcx,1),%edi
add    $0xffffff80,%edi
mov    %edi,0x8(%rdx,%rcx,4)
movzbl 0x3(%rsi,%rcx,1),%edi
add    $0xffffff80,%edi
mov    %edi,0xc(%rdx,%rcx,4)
add    $0x4,%rcx
cmp    %ecx,%eax
jne    1270 <pcm_U8_to_int+0x170>
ret
xor    %ecx,%ecx
test   $0x1,%r9b
jne    11de <pcm_U8_to_int+0xde>
jmp    1218 <pcm_U8_to_int+0x118>

LLVM IR (-O0):
define void @pcm_U8_to_int(i32 %0, i8* %1, i32* %2) {
%4 = alloca i32
%5 = alloca i8*
%6 = alloca i32*
store i32 %0, i32* %4
store i8* %1, i8** %5
store i32* %2, i32** %6
br label %7
7: ; preds = %22, %3
%8 = load i32, i32* %4
%9 = icmp ne i32 %8, 0
br i1 %9, label %10, label %25
10: ; preds = %7
%11 = load i8*, i8** %5
%12 = getelementptr inbounds i8, i8* %11, i64 0
%13 = load i8, i8* %12
%14 = zext i8 %13 to i32
%15 = sub nsw i32 %14, 128
%16 = load i32*, i32** %6
%17 = getelementptr inbounds i32, i32* %16, i64 0
store i32 %15, i32* %17
%18 = load i8*, i8** %5
%19 = getelementptr inbounds i8, i8* %18, i64 1
store i8* %19, i8** %5
%20 = load i32*, i32** %6
%21 = getelementptr inbounds i32, i32* %20, i64 1
store i32* %21, i32** %6
br label %22
22: ; preds = %10
%23 = load i32, i32* %4
%24 = add i32 %23, -1
store i32 %24, i32* %4
br label %7
25: ; preds = %7
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @pcm_U8_to_int(i32 %0, i8* nocapture %1, i32* nocapture writeonly %2) {
%4 = bitcast i32* %2 to i8*
%5 = icmp eq i32 %0, 0
br i1 %5, label %140, label %6
6: ; preds = %3
%7 = add i32 %0, -1
%8 = zext i32 %7 to i64
%9 = add nuw nsw i64 %8, 1
%10 = icmp ult i32 %7, 7
br i1 %10, label %89, label %11
11: ; preds = %6
%12 = add i32 %0, -1
%13 = zext i32 %12 to i64
%14 = add nuw nsw i64 %13, 1
%15 = getelementptr i32, i32* %2, i64 %14
%16 = bitcast i32* %15 to i8*
%17 = getelementptr i8, i8* %1, i64 %14
%18 = icmp ugt i8* %17, %4
%19 = icmp ugt i8* %16, %1
%20 = and i1 %18, %19
br i1 %20, label %89, label %21
21: ; preds = %11
%22 = and i64 %9, 8589934584
%23 = getelementptr i32, i32* %2, i64 %22
%24 = getelementptr i8, i8* %1, i64 %22
%25 = trunc i64 %22 to i32
%26 = sub i32 %0, %25
%27 = add nsw i64 %22, -8
%28 = lshr exact i64 %27, 3
%29 = add nuw nsw i64 %28, 1
%30 = and i64 %29, 1
%31 = icmp eq i64 %27, 0
br i1 %31, label %69, label %32
32: ; preds = %21
%33 = and i64 %29, 4611686018427387902
br label %34
34: ; preds = %34, %32
%35 = phi i64 [ 0, %32 ], [ %66, %34 ]
%36 = phi i64 [ 0, %32 ], [ %67, %34 ]
%37 = getelementptr i32, i32* %2, i64 %35
%38 = getelementptr i8, i8* %1, i64 %35
%39 = bitcast i8* %38 to <4 x i8>*
%40 = load <4 x i8>, <4 x i8>* %39
%41 = getelementptr i8, i8* %38, i64 4
%42 = bitcast i8* %41 to <4 x i8>*
%43 = load <4 x i8>, <4 x i8>* %42
%44 = zext <4 x i8> %40 to <4 x i32>
%45 = zext <4 x i8> %43 to <4 x i32>
%46 = add nsw <4 x i32> %44, <i32 -128, i32 -128, i32 -128, i32 -128>
%47 = add nsw <4 x i32> %45, <i32 -128, i32 -128, i32 -128, i32 -128>
%48 = bitcast i32* %37 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %46, <4 x i32>* %48
%49 = getelementptr i32, i32* %37, i64 4
%50 = bitcast i32* %49 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %47, <4 x i32>* %50
%51 = or i64 %35, 8
%52 = getelementptr i32, i32* %2, i64 %51
%53 = getelementptr i8, i8* %1, i64 %51
%54 = bitcast i8* %53 to <4 x i8>*
%55 = load <4 x i8>, <4 x i8>* %54
%56 = getelementptr i8, i8* %53, i64 4
%57 = bitcast i8* %56 to <4 x i8>*
%58 = load <4 x i8>, <4 x i8>* %57
%59 = zext <4 x i8> %55 to <4 x i32>
%60 = zext <4 x i8> %58 to <4 x i32>
%61 = add nsw <4 x i32> %59, <i32 -128, i32 -128, i32 -128, i32 -128>
%62 = add nsw <4 x i32> %60, <i32 -128, i32 -128, i32 -128, i32 -128>
%63 = bitcast i32* %52 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %61, <4 x i32>* %63
%64 = getelementptr i32, i32* %52, i64 4
%65 = bitcast i32* %64 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %62, <4 x i32>* %65
%66 = add nuw i64 %35, 16
%67 = add i64 %36, 2
%68 = icmp eq i64 %67, %33
br i1 %68, label %69, label %34
69: ; preds = %34, %21
%70 = phi i64 [ 0, %21 ], [ %66, %34 ]
%71 = icmp eq i64 %30, 0
br i1 %71, label %87, label %72
72: ; preds = %69
%73 = getelementptr i32, i32* %2, i64 %70
%74 = getelementptr i8, i8* %1, i64 %70
%75 = bitcast i8* %74 to <4 x i8>*
%76 = load <4 x i8>, <4 x i8>* %75
%77 = getelementptr i8, i8* %74, i64 4
%78 = bitcast i8* %77 to <4 x i8>*
%79 = load <4 x i8>, <4 x i8>* %78
%80 = zext <4 x i8> %76 to <4 x i32>
%81 = zext <4 x i8> %79 to <4 x i32>
%82 = add nsw <4 x i32> %80, <i32 -128, i32 -128, i32 -128, i32 -128>
%83 = add nsw <4 x i32> %81, <i32 -128, i32 -128, i32 -128, i32 -128>
%84 = bitcast i32* %73 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %82, <4 x i32>* %84
%85 = getelementptr i32, i32* %73, i64 4
%86 = bitcast i32* %85 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %83, <4 x i32>* %86
br label %87
87: ; preds = %69, %72
%88 = icmp eq i64 %9, %22
br i1 %88, label %140, label %89
89: ; preds = %11, %6, %87
%90 = phi i32* [ %2, %11 ], [ %2, %6 ], [ %23, %87 ]
%91 = phi i8* [ %1, %11 ], [ %1, %6 ], [ %24, %87 ]
%92 = phi i32 [ %0, %11 ], [ %0, %6 ], [ %26, %87 ]
%93 = add i32 %92, -1
%94 = and i32 %92, 3
%95 = icmp eq i32 %94, 0
br i1 %95, label %109, label %96
96: ; preds = %89, %96
%97 = phi i32* [ %105, %96 ], [ %90, %89 ]
%98 = phi i8* [ %104, %96 ], [ %91, %89 ]
%99 = phi i32 [ %106, %96 ], [ %92, %89 ]
%100 = phi i32 [ %107, %96 ], [ 0, %89 ]
%101 = load i8, i8* %98
%102 = zext i8 %101 to i32
%103 = add nsw i32 %102, -128
store i32 %103, i32* %97
%104 = getelementptr inbounds i8, i8* %98, i64 1
%105 = getelementptr inbounds i32, i32* %97, i64 1
%106 = add i32 %99, -1
%107 = add i32 %100, 1
%108 = icmp eq i32 %107, %94
br i1 %108, label %109, label %96
109: ; preds = %96, %89
%110 = phi i32* [ %90, %89 ], [ %105, %96 ]
%111 = phi i8* [ %91, %89 ], [ %104, %96 ]
%112 = phi i32 [ %92, %89 ], [ %106, %96 ]
%113 = icmp ult i32 %93, 3
br i1 %113, label %140, label %114
114: ; preds = %109, %114
%115 = phi i32* [ %137, %114 ], [ %110, %109 ]
%116 = phi i8* [ %136, %114 ], [ %111, %109 ]
%117 = phi i32 [ %138, %114 ], [ %112, %109 ]
%118 = load i8, i8* %116
%119 = zext i8 %118 to i32
%120 = add nsw i32 %119, -128
store i32 %120, i32* %115
%121 = getelementptr inbounds i8, i8* %116, i64 1
%122 = getelementptr inbounds i32, i32* %115, i64 1
%123 = load i8, i8* %121
%124 = zext i8 %123 to i32
%125 = add nsw i32 %124, -128
store i32 %125, i32* %122
%126 = getelementptr inbounds i8, i8* %116, i64 2
%127 = getelementptr inbounds i32, i32* %115, i64 2
%128 = load i8, i8* %126
%129 = zext i8 %128 to i32
%130 = add nsw i32 %129, -128
store i32 %130, i32* %127
%131 = getelementptr inbounds i8, i8* %116, i64 3
%132 = getelementptr inbounds i32, i32* %115, i64 3
%133 = load i8, i8* %131
%134 = zext i8 %133 to i32
%135 = add nsw i32 %134, -128
store i32 %135, i32* %132
%136 = getelementptr inbounds i8, i8* %116, i64 4
%137 = getelementptr inbounds i32, i32* %115, i64 4
%138 = add i32 %117, -4
%139 = icmp eq i32 %138, 0
br i1 %139, label %140, label %114
140: ; preds = %109, %114, %87, %3
ret void
}