void foo(unsigned char *in, unsigned char *out, int w, int h) {
  unsigned int i, j;
  for (i = 0; i < 3 * w * h; i++)
    for (j = 0; j < 3 * w * h; j++)
      out[i * w + j] = in[(i * w + j) * 3] + in[(i * w + j) * 3 + 1] +
                       in[(i * w + j) * 3 + 2];
}


x86 assembly (clang, -O0):
<foo>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
mov    %ecx,-0x18(%rbp)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
imul   $0x3,-0x14(%rbp),%ecx
imul   -0x18(%rbp),%ecx
cmp    %ecx,%eax
jae    11cb <foo+0xcb>
movl   $0x0,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
imul   $0x3,-0x14(%rbp),%ecx
imul   -0x18(%rbp),%ecx
cmp    %ecx,%eax
jae    11b8 <foo+0xb8>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
imul   -0x14(%rbp),%ecx
add    -0x20(%rbp),%ecx
imul   $0x3,%ecx,%ecx
mov    %ecx,%ecx
movzbl (%rax,%rcx,1),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
mov    -0x1c(%rbp),%edx
imul   -0x14(%rbp),%edx
add    -0x20(%rbp),%edx
imul   $0x3,%edx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,%edx
movzbl (%rcx,%rdx,1),%ecx
add    %ecx,%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
mov    -0x1c(%rbp),%edx
imul   -0x14(%rbp),%edx
add    -0x20(%rbp),%edx
imul   $0x3,%edx,%edx
add    $0x2,%edx
mov    %edx,%edx
movzbl (%rcx,%rdx,1),%ecx
add    %ecx,%eax
mov    %al,%dl
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
imul   -0x14(%rbp),%ecx
add    -0x20(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%ecx
mov    %dl,(%rax,%rcx,1)
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    1133 <foo+0x33>
jmp    11bd <foo+0xbd>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1119 <foo+0x19>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<foo>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
imul   %edx,%ecx
lea    (%rcx,%rcx,2),%r10d
test   %r10d,%r10d
je     11e5 <foo+0xe5>
mov    %r10d,%r12d
mov    %r12,-0x8(%rsp)
and    $0xfffffffe,%r12d
lea    (%rdx,%rdx,2),%r9d
xor    %r15d,%r15d
mov    $0x1,%r11d
mov    $0x5,%r14d
jmp    1153 <foo+0x53>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%r15d
add    %edx,%r11d
add    %r9d,%r14d
cmp    %r10d,%r15d
je     11e5 <foo+0xe5>
cmp    $0x1,%r10d
jne    1160 <foo+0x60>
xor    %r8d,%r8d
jmp    11b1 <foo+0xb1>
xchg   %ax,%ax
mov    %r14d,%ebp
mov    %r11d,%eax
xor    %r8d,%r8d
nopl   0x0(%rax)
lea    -0x5(%rbp),%r13d
lea    -0x4(%rbp),%ecx
movzbl (%rdi,%rcx,1),%ecx
add    (%rdi,%r13,1),%cl
lea    -0x3(%rbp),%ebx
add    (%rdi,%rbx,1),%cl
lea    -0x1(%rax),%ebx
mov    %cl,(%rsi,%rbx,1)
lea    -0x2(%rbp),%ecx
lea    -0x1(%rbp),%ebx
movzbl (%rdi,%rbx,1),%ebx
add    (%rdi,%rcx,1),%bl
mov    %ebp,%ecx
add    (%rdi,%rcx,1),%bl
mov    %eax,%ecx
mov    %bl,(%rsi,%rcx,1)
add    $0x2,%r8
add    $0x2,%eax
add    $0x6,%ebp
cmp    %r8,%r12
jne    1170 <foo+0x70>
testb  $0x1,-0x8(%rsp)
je     1140 <foo+0x40>
mov    %r15d,%eax
imul   %edx,%eax
add    %eax,%r8d
lea    (%r8,%r8,2),%eax
lea    (%r8,%r8,2),%ecx
add    $0x1,%ecx
mov    (%rdi,%rcx,1),%cl
add    (%rdi,%rax,1),%cl
lea    (%r8,%r8,2),%eax
add    $0x2,%eax
add    (%rdi,%rax,1),%cl
mov    %cl,(%rsi,%r8,1)
jmp    1140 <foo+0x40>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

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

LLVM IR (-O2):
define void @foo(i8* nocapture %0, i8* nocapture writeonly %1, i32 %2, i32 %3) {
%5 = mul nsw i32 %2, 3
%6 = mul i32 %5, %3
%7 = icmp eq i32 %6, 0
br i1 %7, label %84, label %8
8: ; preds = %4
%9 = zext i32 %6 to i64
%10 = and i64 %9, 1
%11 = icmp eq i32 %6, 1
%12 = and i64 %9, 4294967294
%13 = icmp eq i64 %10, 0
br label %14
14: ; preds = %8, %81
%15 = phi i32 [ %82, %81 ], [ 0, %8 ]
%16 = mul i32 %15, %2
br i1 %11, label %60, label %17
17: ; preds = %14, %17
%18 = phi i64 [ %57, %17 ], [ 0, %14 ]
%19 = phi i64 [ %58, %17 ], [ 0, %14 ]
%20 = trunc i64 %18 to i32
%21 = add i32 %16, %20
%22 = mul i32 %21, 3
%23 = zext i32 %22 to i64
%24 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %23
%25 = load i8, i8* %24
%26 = add i32 %22, 1
%27 = zext i32 %26 to i64
%28 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %27
%29 = load i8, i8* %28
%30 = add i8 %29, %25
%31 = add i32 %22, 2
%32 = zext i32 %31 to i64
%33 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %32
%34 = load i8, i8* %33
%35 = add i8 %30, %34
%36 = zext i32 %21 to i64
%37 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 %36
store i8 %35, i8* %37
%38 = trunc i64 %18 to i32
%39 = or i32 %38, 1
%40 = add i32 %16, %39
%41 = mul i32 %40, 3
%42 = zext i32 %41 to i64
%43 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %42
%44 = load i8, i8* %43
%45 = add i32 %41, 1
%46 = zext i32 %45 to i64
%47 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %46
%48 = load i8, i8* %47
%49 = add i8 %48, %44
%50 = add i32 %41, 2
%51 = zext i32 %50 to i64
%52 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %51
%53 = load i8, i8* %52
%54 = add i8 %49, %53
%55 = zext i32 %40 to i64
%56 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 %55
store i8 %54, i8* %56
%57 = add nuw nsw i64 %18, 2
%58 = add i64 %19, 2
%59 = icmp eq i64 %58, %12
br i1 %59, label %60, label %17
60: ; preds = %17, %14
%61 = phi i64 [ 0, %14 ], [ %57, %17 ]
br i1 %13, label %81, label %62
62: ; preds = %60
%63 = trunc i64 %61 to i32
%64 = add i32 %16, %63
%65 = mul i32 %64, 3
%66 = zext i32 %65 to i64
%67 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %66
%68 = load i8, i8* %67
%69 = add i32 %65, 1
%70 = zext i32 %69 to i64
%71 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %70
%72 = load i8, i8* %71
%73 = add i8 %72, %68
%74 = add i32 %65, 2
%75 = zext i32 %74 to i64
%76 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %75
%77 = load i8, i8* %76
%78 = add i8 %73, %77
%79 = zext i32 %64 to i64
%80 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 %79
store i8 %78, i8* %80
br label %81
81: ; preds = %60, %62
%82 = add nuw i32 %15, 1
%83 = icmp eq i32 %82, %6
br i1 %83, label %84, label %14
84: ; preds = %81, %4
ret void
}