void profile_img(unsigned char *src, int x, int y, int z, int *bins) {
  int i;
  if (x < 0) {
    for (i = 0; i < 4096; ++i)
      bins[i] = *(src + ((i) + (y)*256 + (z)*65536));
  }
  if (y < 0) {
    for (i = 0; i < 4096; ++i)
      bins[i] = *(src + ((x) + (i)*256 + (z)*65536));
  }
  if (z < 0) {
    for (i = 0; i < 4096; ++i)
      bins[i] = *(src + ((x) + (y)*256 + (i)*65536));
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<profile_img>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
mov    %ecx,-0x14(%rbp)
mov    %r8,-0x20(%rbp)
cmpl   $0x0,-0xc(%rbp)
jge    116f <profile_img+0x6f>
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
cmpl   $0x1000,-0x24(%rbp)
jge    116a <profile_img+0x6a>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
mov    -0x10(%rbp),%edx
shl    $0x8,%edx
add    %edx,%ecx
mov    -0x14(%rbp),%edx
shl    $0x10,%edx
add    %edx,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movzbl (%rax,%rcx,1),%edx
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    1126 <profile_img+0x26>
jmp    116f <profile_img+0x6f>
cmpl   $0x0,-0x10(%rbp)
jge    11c9 <profile_img+0xc9>
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
cmpl   $0x1000,-0x24(%rbp)
jge    11c4 <profile_img+0xc4>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
mov    -0x24(%rbp),%edx
shl    $0x8,%edx
add    %edx,%ecx
mov    -0x14(%rbp),%edx
shl    $0x10,%edx
add    %edx,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movzbl (%rax,%rcx,1),%edx
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    1180 <profile_img+0x80>
jmp    11c9 <profile_img+0xc9>
cmpl   $0x0,-0x14(%rbp)
jge    1223 <profile_img+0x123>
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
cmpl   $0x1000,-0x24(%rbp)
jge    121e <profile_img+0x11e>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
mov    -0x10(%rbp),%edx
shl    $0x8,%edx
add    %edx,%ecx
mov    -0x24(%rbp),%edx
shl    $0x10,%edx
add    %edx,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movzbl (%rax,%rcx,1),%edx
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    11da <profile_img+0xda>
jmp    1223 <profile_img+0x123>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<profile_img>:
push   %rbx
test   %esi,%esi
jns    1219 <profile_img+0x119>
mov    %edx,%r10d
shl    $0x8,%r10d
mov    %ecx,%r9d
shl    $0x10,%r9d
lea    (%r9,%r10,1),%ebx
cmp    $0x7ffff001,%ebx
jge    1148 <profile_img+0x48>
lea    (%r9,%r10,1),%eax
movslq %eax,%r11
lea    (%rdi,%r11,1),%rax
add    $0x1000,%rax
cmp    %r8,%rax
jbe    119e <profile_img+0x9e>
lea    0x4000(%r8),%rax
add    %rdi,%r11
cmp    %rax,%r11
jae    119e <profile_img+0x9e>
add    %r10d,%r9d
xor    %eax,%eax
nopl   (%rax)
lea    (%r9,%rax,1),%rbx
movslq %ebx,%r10
movzbl (%rdi,%r10,1),%ebx
mov    %ebx,(%r8,%rax,4)
lea    0x1(%r10),%ebx
movslq %ebx,%rbx
movzbl (%rdi,%rbx,1),%ebx
mov    %ebx,0x4(%r8,%rax,4)
lea    0x2(%r10),%ebx
movslq %ebx,%rbx
movzbl (%rdi,%rbx,1),%ebx
mov    %ebx,0x8(%r8,%rax,4)
add    $0x3,%r10d
movslq %r10d,%rbx
movzbl (%rdi,%rbx,1),%ebx
mov    %ebx,0xc(%r8,%rax,4)
add    $0x4,%rax
cmp    $0x1000,%rax
jne    1150 <profile_img+0x50>
jmp    1219 <profile_img+0x119>
xor    %r9d,%r9d
pxor   %xmm0,%xmm0
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
movslq %ebx,%rbx
movd   (%rdi,%rbx,1),%xmm1
movd   0x4(%rdi,%rbx,1),%xmm2
punpcklbw %xmm0,%xmm1
punpcklwd %xmm0,%xmm1
punpcklbw %xmm0,%xmm2
punpcklwd %xmm0,%xmm2
movdqu %xmm1,(%r8,%r9,4)
movdqu %xmm2,0x10(%r8,%r9,4)
lea    0x8(%rbx),%eax
cltq
movd   (%rdi,%rax,1),%xmm1
movd   0x4(%rdi,%rax,1),%xmm2
punpcklbw %xmm0,%xmm1
punpcklwd %xmm0,%xmm1
punpcklbw %xmm0,%xmm2
punpcklwd %xmm0,%xmm2
movdqu %xmm1,0x20(%r8,%r9,4)
movdqu %xmm2,0x30(%r8,%r9,4)
add    $0x10,%r9
add    $0x10,%ebx
cmp    $0x1000,%r9
jne    11b0 <profile_img+0xb0>
test   %edx,%edx
jns    125e <profile_img+0x15e>
mov    %ecx,%eax
shl    $0x10,%eax
add    %esi,%eax
xor    %r9d,%r9d
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
cltq
movzbl (%rdi,%rax,1),%ebx
mov    %ebx,(%r8,%r9,4)
lea    0x100(%rax),%ebx
movslq %ebx,%rbx
movzbl (%rdi,%rbx,1),%ebx
mov    %ebx,0x4(%r8,%r9,4)
add    $0x2,%r9
add    $0x200,%eax
cmp    $0x1000,%r9
jne    1230 <profile_img+0x130>
test   %ecx,%ecx
jns    12be <profile_img+0x1be>
shl    $0x8,%edx
add    %esi,%edx
movslq %edx,%rax
add    %rdi,%rax
add    $0x30000,%rax
xor    %ecx,%ecx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
movzbl -0x30000(%rax),%edx
mov    %edx,(%r8,%rcx,4)
movzbl -0x20000(%rax),%edx
mov    %edx,0x4(%r8,%rcx,4)
movzbl -0x10000(%rax),%edx
mov    %edx,0x8(%r8,%rcx,4)
movzbl (%rax),%edx
mov    %edx,0xc(%r8,%rcx,4)
add    $0x4,%rcx
add    $0x40000,%rax
cmp    $0x1000,%rcx
jne    1280 <profile_img+0x180>
pop    %rbx
ret

LLVM IR (-O0):
define void @profile_img(i8* %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3, i32* %4) {
%6 = alloca i8*
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32*
%11 = alloca i32
store i8* %0, i8** %6
store i32 %1, i32* %7
store i32 %2, i32* %8
store i32 %3, i32* %9
store i32* %4, i32** %10
%12 = load i32, i32* %7
%13 = icmp slt i32 %12, 0
br i1 %13, label %14, label %39
14: ; preds = %5
store i32 0, i32* %11
br label %15
15: ; preds = %35, %14
%16 = load i32, i32* %11
%17 = icmp slt i32 %16, 4096
br i1 %17, label %18, label %38
18: ; preds = %15
%19 = load i8*, i8** %6
%20 = load i32, i32* %11
%21 = load i32, i32* %8
%22 = mul nsw i32 %21, 256
%23 = add nsw i32 %20, %22
%24 = load i32, i32* %9
%25 = mul nsw i32 %24, 65536
%26 = add nsw i32 %23, %25
%27 = sext i32 %26 to i64
%28 = getelementptr inbounds i8, i8* %19, i64 %27
%29 = load i8, i8* %28
%30 = zext i8 %29 to i32
%31 = load i32*, i32** %10
%32 = load i32, i32* %11
%33 = sext i32 %32 to i64
%34 = getelementptr inbounds i32, i32* %31, i64 %33
store i32 %30, i32* %34
br label %35
35: ; preds = %18
%36 = load i32, i32* %11
%37 = add nsw i32 %36, 1
store i32 %37, i32* %11
br label %15
38: ; preds = %15
br label %39
39: ; preds = %38, %5
%40 = load i32, i32* %8
%41 = icmp slt i32 %40, 0
br i1 %41, label %42, label %67
42: ; preds = %39
store i32 0, i32* %11
br label %43
43: ; preds = %63, %42
%44 = load i32, i32* %11
%45 = icmp slt i32 %44, 4096
br i1 %45, label %46, label %66
46: ; preds = %43
%47 = load i8*, i8** %6
%48 = load i32, i32* %7
%49 = load i32, i32* %11
%50 = mul nsw i32 %49, 256
%51 = add nsw i32 %48, %50
%52 = load i32, i32* %9
%53 = mul nsw i32 %52, 65536
%54 = add nsw i32 %51, %53
%55 = sext i32 %54 to i64
%56 = getelementptr inbounds i8, i8* %47, i64 %55
%57 = load i8, i8* %56
%58 = zext i8 %57 to i32
%59 = load i32*, i32** %10
%60 = load i32, i32* %11
%61 = sext i32 %60 to i64
%62 = getelementptr inbounds i32, i32* %59, i64 %61
store i32 %58, i32* %62
br label %63
63: ; preds = %46
%64 = load i32, i32* %11
%65 = add nsw i32 %64, 1
store i32 %65, i32* %11
br label %43
66: ; preds = %43
br label %67
67: ; preds = %66, %39
%68 = load i32, i32* %9
%69 = icmp slt i32 %68, 0
br i1 %69, label %70, label %95
70: ; preds = %67
store i32 0, i32* %11
br label %71
71: ; preds = %91, %70
%72 = load i32, i32* %11
%73 = icmp slt i32 %72, 4096
br i1 %73, label %74, label %94
74: ; preds = %71
%75 = load i8*, i8** %6
%76 = load i32, i32* %7
%77 = load i32, i32* %8
%78 = mul nsw i32 %77, 256
%79 = add nsw i32 %76, %78
%80 = load i32, i32* %11
%81 = mul nsw i32 %80, 65536
%82 = add nsw i32 %79, %81
%83 = sext i32 %82 to i64
%84 = getelementptr inbounds i8, i8* %75, i64 %83
%85 = load i8, i8* %84
%86 = zext i8 %85 to i32
%87 = load i32*, i32** %10
%88 = load i32, i32* %11
%89 = sext i32 %88 to i64
%90 = getelementptr inbounds i32, i32* %87, i64 %89
store i32 %86, i32* %90
br label %91
91: ; preds = %74
%92 = load i32, i32* %11
%93 = add nsw i32 %92, 1
store i32 %93, i32* %11
br label %71
94: ; preds = %71
br label %95
95: ; preds = %94, %67
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @profile_img(i8* nocapture %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3, i32* nocapture writeonly %4) {
%6 = bitcast i32* %4 to i8*
%7 = icmp slt i32 %1, 0
br i1 %7, label %8, label %96
8: ; preds = %5
%9 = shl nsw i32 %2, 8
%10 = shl nsw i32 %3, 16
%11 = add i32 %10, %9
%12 = add i32 %10, %9
%13 = icmp sgt i32 %12, 2147479552
br i1 %13, label %14, label %15
14: ; preds = %15, %8
br label %61
15: ; preds = %8
%16 = getelementptr i32, i32* %4, i64 4096
%17 = bitcast i32* %16 to i8*
%18 = add i32 %10, %9
%19 = sext i32 %18 to i64
%20 = getelementptr i8, i8* %0, i64 %19
%21 = add nsw i64 %19, 4096
%22 = getelementptr i8, i8* %0, i64 %21
%23 = icmp ugt i8* %22, %6
%24 = icmp ult i8* %20, %17
%25 = and i1 %23, %24
br i1 %25, label %14, label %26
26: ; preds = %15, %26
%27 = phi i64 [ %59, %26 ], [ 0, %15 ]
%28 = trunc i64 %27 to i32
%29 = add i32 %11, %28
%30 = sext i32 %29 to i64
%31 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %30
%32 = bitcast i8* %31 to <4 x i8>*
%33 = load <4 x i8>, <4 x i8>* %32
%34 = getelementptr inbounds i8, i8* %31, i64 4
%35 = bitcast i8* %34 to <4 x i8>*
%36 = load <4 x i8>, <4 x i8>* %35
%37 = zext <4 x i8> %33 to <4 x i32>
%38 = zext <4 x i8> %36 to <4 x i32>
%39 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %27
%40 = bitcast i32* %39 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %37, <4 x i32>* %40
%41 = getelementptr inbounds i32, i32* %39, i64 4
%42 = bitcast i32* %41 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %38, <4 x i32>* %42
%43 = or i64 %27, 8
%44 = trunc i64 %43 to i32
%45 = add i32 %11, %44
%46 = sext i32 %45 to i64
%47 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %46
%48 = bitcast i8* %47 to <4 x i8>*
%49 = load <4 x i8>, <4 x i8>* %48
%50 = getelementptr inbounds i8, i8* %47, i64 4
%51 = bitcast i8* %50 to <4 x i8>*
%52 = load <4 x i8>, <4 x i8>* %51
%53 = zext <4 x i8> %49 to <4 x i32>
%54 = zext <4 x i8> %52 to <4 x i32>
%55 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %43
%56 = bitcast i32* %55 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %53, <4 x i32>* %56
%57 = getelementptr inbounds i32, i32* %55, i64 4
%58 = bitcast i32* %57 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %54, <4 x i32>* %58
%59 = add nuw nsw i64 %27, 16
%60 = icmp eq i64 %59, 4096
br i1 %60, label %96, label %26
61: ; preds = %61, %14
%62 = phi i64 [ 0, %14 ], [ %94, %61 ]
%63 = trunc i64 %62 to i32
%64 = add i32 %11, %63
%65 = sext i32 %64 to i64
%66 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %65
%67 = load i8, i8* %66
%68 = zext i8 %67 to i32
%69 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %62
store i32 %68, i32* %69
%70 = or i64 %62, 1
%71 = trunc i64 %70 to i32
%72 = add i32 %11, %71
%73 = sext i32 %72 to i64
%74 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %73
%75 = load i8, i8* %74
%76 = zext i8 %75 to i32
%77 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %70
store i32 %76, i32* %77
%78 = or i64 %62, 2
%79 = trunc i64 %78 to i32
%80 = add i32 %11, %79
%81 = sext i32 %80 to i64
%82 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %81
%83 = load i8, i8* %82
%84 = zext i8 %83 to i32
%85 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %78
store i32 %84, i32* %85
%86 = or i64 %62, 3
%87 = trunc i64 %86 to i32
%88 = add i32 %11, %87
%89 = sext i32 %88 to i64
%90 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %89
%91 = load i8, i8* %90
%92 = zext i8 %91 to i32
%93 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %86
store i32 %92, i32* %93
%94 = add nuw nsw i64 %62, 4
%95 = icmp eq i64 %94, 4096
br i1 %95, label %96, label %61
96: ; preds = %26, %61, %5
%97 = icmp slt i32 %2, 0
br i1 %97, label %98, label %122
98: ; preds = %96
%99 = shl nsw i32 %3, 16
%100 = add i32 %99, %1
br label %101
101: ; preds = %101, %98
%102 = phi i64 [ 0, %98 ], [ %120, %101 ]
%103 = trunc i64 %102 to i32
%104 = shl i32 %103, 8
%105 = add i32 %100, %104
%106 = sext i32 %105 to i64
%107 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %106
%108 = load i8, i8* %107
%109 = zext i8 %108 to i32
%110 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %102
store i32 %109, i32* %110
%111 = or i64 %102, 1
%112 = trunc i64 %111 to i32
%113 = shl i32 %112, 8
%114 = add i32 %100, %113
%115 = sext i32 %114 to i64
%116 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %115
%117 = load i8, i8* %116
%118 = zext i8 %117 to i32
%119 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %111
store i32 %118, i32* %119
%120 = add nuw nsw i64 %102, 2
%121 = icmp eq i64 %120, 4096
br i1 %121, label %122, label %101
122: ; preds = %101, %96
%123 = icmp slt i32 %3, 0
br i1 %123, label %124, label %159
124: ; preds = %122
%125 = shl nsw i32 %2, 8
%126 = add nsw i32 %125, %1
%127 = sext i32 %126 to i64
br label %128
128: ; preds = %128, %124
%129 = phi i64 [ 0, %124 ], [ %157, %128 ]
%130 = shl nuw nsw i64 %129, 16
%131 = add nsw i64 %130, %127
%132 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %131
%133 = load i8, i8* %132
%134 = zext i8 %133 to i32
%135 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %129
store i32 %134, i32* %135
%136 = or i64 %129, 1
%137 = shl nuw nsw i64 %136, 16
%138 = add nsw i64 %137, %127
%139 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %138
%140 = load i8, i8* %139
%141 = zext i8 %140 to i32
%142 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %136
store i32 %141, i32* %142
%143 = or i64 %129, 2
%144 = shl nuw nsw i64 %143, 16
%145 = add nsw i64 %144, %127
%146 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %145
%147 = load i8, i8* %146
%148 = zext i8 %147 to i32
%149 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %143
store i32 %148, i32* %149
%150 = or i64 %129, 3
%151 = shl nuw nsw i64 %150, 16
%152 = add nsw i64 %151, %127
%153 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %152
%154 = load i8, i8* %153
%155 = zext i8 %154 to i32
%156 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %150
store i32 %155, i32* %156
%157 = add nuw nsw i64 %129, 4
%158 = icmp eq i64 %157, 4096
br i1 %158, label %159, label %128
159: ; preds = %128, %122
ret void
}