void YUV420toYUV444(int width, int height, unsigned char *src,
                    unsigned char *dst) {
  int line, column;
  unsigned char *py, *pu, *pv;
  unsigned char *tmp = dst;
  unsigned char *base_py = src;
  unsigned char *base_pu = src + (height * width);
  unsigned char *base_pv = src + (height * width) + (height * width) / 4;
  for (line = 0; line < height; ++line) {
    for (column = 0; column < width; ++column) {
      py = base_py + (line * width) + column;
      pu = base_pu + (line / 2 * width / 2) + column / 2;
      pv = base_pv + (line / 2 * width / 2) + column / 2;
      *tmp++ = *py;
      *tmp++ = *pu;
      *tmp++ = *pv;
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<YUV420toYUV444>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %esi,-0x8(%rbp)
mov    %rdx,-0x10(%rbp)
mov    %rcx,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x48(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%ecx
imul   -0x4(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x50(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%ecx
imul   -0x4(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x60(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
imul   -0x4(%rbp),%eax
mov    $0x4,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%ecx
mov    -0x60(%rbp),%rax
movslq %ecx,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x58(%rbp)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
jge    12a7 <YUV420toYUV444+0x1a7>
movl   $0x0,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    1294 <YUV420toYUV444+0x194>
mov    -0x48(%rbp),%rax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
imul   -0x4(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0x50(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x80(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
imul   -0x4(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%ecx
mov    -0x80(%rbp),%rax
movslq %ecx,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x78(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%ecx
mov    -0x78(%rbp),%rax
movslq %ecx,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    -0x58(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x70(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
imul   -0x4(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%ecx
mov    -0x70(%rbp),%rax
movslq %ecx,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x68(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%ecx
mov    -0x68(%rbp),%rax
movslq %ecx,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    (%rax),%cl
mov    -0x40(%rbp),%rax
mov    %rax,%rdx
add    $0x1,%rdx
mov    %rdx,-0x40(%rbp)
mov    %cl,(%rax)
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    (%rax),%cl
mov    -0x40(%rbp),%rax
mov    %rax,%rdx
add    $0x1,%rdx
mov    %rdx,-0x40(%rbp)
mov    %cl,(%rax)
mov    -0x38(%rbp),%rax
mov    (%rax),%cl
mov    -0x40(%rbp),%rax
mov    %rax,%rdx
add    $0x1,%rdx
mov    %rdx,-0x40(%rbp)
mov    %cl,(%rax)
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    1185 <YUV420toYUV444+0x85>
jmp    1299 <YUV420toYUV444+0x199>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1172 <YUV420toYUV444+0x72>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<YUV420toYUV444>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
mov    %rdx,-0x10(%rsp)
mov    %esi,%ebp
imul   %edi,%ebp
lea    0x3(%rbp),%eax
test   %ebp,%ebp
cmovns %ebp,%eax
test   %esi,%esi
jle    125c <YUV420toYUV444+0x15c>
movslq %ebp,%r9
mov    -0x10(%rsp),%rdx
add    %rdx,%r9
sar    $0x2,%eax
movslq %eax,%r8
add    %r9,%r8
movslq %edi,%r14
mov    %esi,%r11d
mov    %r14d,%r10d
mov    %r10d,%r12d
and    $0xfffffffe,%r12d
lea    0x1(%rdx),%r13
xor    %r15d,%r15d
mov    %r14,-0x8(%rsp)
jmp    1170 <YUV420toYUV444+0x70>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%r15
add    %r14,%r13
cmp    %r11,%r15
je     125c <YUV420toYUV444+0x15c>
test   %edi,%edi
jle    1160 <YUV420toYUV444+0x60>
mov    %r15d,%eax
shr    %eax
imul   %edi,%eax
mov    %eax,%esi
shr    $0x1f,%esi
add    %eax,%esi
sar    %esi
movslq %esi,%rax
lea    (%r9,%rax,1),%rsi
add    %r8,%rax
cmp    $0x1,%edi
jne    11b0 <YUV420toYUV444+0xb0>
xor    %ebx,%ebx
test   $0x1,%r10b
je     1160 <YUV420toYUV444+0x60>
jmp    1232 <YUV420toYUV444+0x132>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %r11,%r14
mov    %r9,%r11
mov    %r10,%r9
mov    %r8,%r10
xor    %r8d,%r8d
xor    %ebx,%ebx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %r8d,%ebp
and    $0x7fffffff,%ebp
movzbl -0x1(%r13,%rbx,1),%edx
mov    %dl,(%rcx)
movzbl (%rsi,%rbp,1),%edx
mov    %dl,0x1(%rcx)
movzbl (%rax,%rbp,1),%edx
mov    %dl,0x2(%rcx)
movzbl 0x0(%r13,%rbx,1),%edx
mov    %dl,0x3(%rcx)
movzbl (%rsi,%rbp,1),%edx
mov    %dl,0x4(%rcx)
movzbl (%rax,%rbp,1),%edx
mov    %dl,0x5(%rcx)
add    $0x6,%rcx
add    $0x2,%rbx
add    $0x1,%r8
cmp    %rbx,%r12
jne    11d0 <YUV420toYUV444+0xd0>
mov    %r10,%r8
mov    %r9,%r10
mov    %r11,%r9
mov    %r14,%r11
mov    -0x8(%rsp),%r14
test   $0x1,%r10b
je     1160 <YUV420toYUV444+0x60>
mov    %r15,%rdx
imul   %r14,%rdx
add    -0x10(%rsp),%rdx
mov    %ebx,%ebp
shr    %ebp
mov    (%rdx,%rbx,1),%dl
mov    %dl,(%rcx)
mov    (%rsi,%rbp,1),%dl
mov    %dl,0x1(%rcx)
mov    (%rax,%rbp,1),%al
mov    %al,0x2(%rcx)
add    $0x3,%rcx
jmp    1160 <YUV420toYUV444+0x60>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @YUV420toYUV444(i32 %0, i32 %1, i8* %2, i8* %3) {
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i8*
%8 = alloca i8*
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca i8*
%12 = alloca i8*
%13 = alloca i8*
%14 = alloca i8*
%15 = alloca i8*
%16 = alloca i8*
%17 = alloca i8*
store i32 %0, i32* %5
store i32 %1, i32* %6
store i8* %2, i8** %7
store i8* %3, i8** %8
%18 = load i8*, i8** %8
store i8* %18, i8** %14
%19 = load i8*, i8** %7
store i8* %19, i8** %15
%20 = load i8*, i8** %7
%21 = load i32, i32* %6
%22 = load i32, i32* %5
%23 = mul nsw i32 %21, %22
%24 = sext i32 %23 to i64
%25 = getelementptr inbounds i8, i8* %20, i64 %24
store i8* %25, i8** %16
%26 = load i8*, i8** %7
%27 = load i32, i32* %6
%28 = load i32, i32* %5
%29 = mul nsw i32 %27, %28
%30 = sext i32 %29 to i64
%31 = getelementptr inbounds i8, i8* %26, i64 %30
%32 = load i32, i32* %6
%33 = load i32, i32* %5
%34 = mul nsw i32 %32, %33
%35 = sdiv i32 %34, 4
%36 = sext i32 %35 to i64
%37 = getelementptr inbounds i8, i8* %31, i64 %36
store i8* %37, i8** %17
store i32 0, i32* %9
br label %38
38: ; preds = %97, %4
%39 = load i32, i32* %9
%40 = load i32, i32* %6
%41 = icmp slt i32 %39, %40
br i1 %41, label %42, label %100
42: ; preds = %38
store i32 0, i32* %10
br label %43
43: ; preds = %93, %42
%44 = load i32, i32* %10
%45 = load i32, i32* %5
%46 = icmp slt i32 %44, %45
br i1 %46, label %47, label %96
47: ; preds = %43
%48 = load i8*, i8** %15
%49 = load i32, i32* %9
%50 = load i32, i32* %5
%51 = mul nsw i32 %49, %50
%52 = sext i32 %51 to i64
%53 = getelementptr inbounds i8, i8* %48, i64 %52
%54 = load i32, i32* %10
%55 = sext i32 %54 to i64
%56 = getelementptr inbounds i8, i8* %53, i64 %55
store i8* %56, i8** %11
%57 = load i8*, i8** %16
%58 = load i32, i32* %9
%59 = sdiv i32 %58, 2
%60 = load i32, i32* %5
%61 = mul nsw i32 %59, %60
%62 = sdiv i32 %61, 2
%63 = sext i32 %62 to i64
%64 = getelementptr inbounds i8, i8* %57, i64 %63
%65 = load i32, i32* %10
%66 = sdiv i32 %65, 2
%67 = sext i32 %66 to i64
%68 = getelementptr inbounds i8, i8* %64, i64 %67
store i8* %68, i8** %12
%69 = load i8*, i8** %17
%70 = load i32, i32* %9
%71 = sdiv i32 %70, 2
%72 = load i32, i32* %5
%73 = mul nsw i32 %71, %72
%74 = sdiv i32 %73, 2
%75 = sext i32 %74 to i64
%76 = getelementptr inbounds i8, i8* %69, i64 %75
%77 = load i32, i32* %10
%78 = sdiv i32 %77, 2
%79 = sext i32 %78 to i64
%80 = getelementptr inbounds i8, i8* %76, i64 %79
store i8* %80, i8** %13
%81 = load i8*, i8** %11
%82 = load i8, i8* %81
%83 = load i8*, i8** %14
%84 = getelementptr inbounds i8, i8* %83, i32 1
store i8* %84, i8** %14
store i8 %82, i8* %83
%85 = load i8*, i8** %12
%86 = load i8, i8* %85
%87 = load i8*, i8** %14
%88 = getelementptr inbounds i8, i8* %87, i32 1
store i8* %88, i8** %14
store i8 %86, i8* %87
%89 = load i8*, i8** %13
%90 = load i8, i8* %89
%91 = load i8*, i8** %14
%92 = getelementptr inbounds i8, i8* %91, i32 1
store i8* %92, i8** %14
store i8 %90, i8* %91
br label %93
93: ; preds = %47
%94 = load i32, i32* %10
%95 = add nsw i32 %94, 1
store i32 %95, i32* %10
br label %43
96: ; preds = %43
br label %97
97: ; preds = %96
%98 = load i32, i32* %9
%99 = add nsw i32 %98, 1
store i32 %99, i32* %9
br label %38
100: ; preds = %38
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @YUV420toYUV444(i32 %0, i32 %1, i8* nocapture %2, i8* nocapture writeonly %3) {
%5 = mul nsw i32 %1, %0
%6 = sext i32 %5 to i64
%7 = getelementptr inbounds i8, i8* %2, i64 %6
%8 = sdiv i32 %5, 4
%9 = sext i32 %8 to i64
%10 = getelementptr inbounds i8, i8* %7, i64 %9
%11 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %11, label %12, label %84
12: ; preds = %4
%13 = icmp sgt i32 %0, 0
%14 = sext i32 %0 to i64
%15 = zext i32 %1 to i64
%16 = zext i32 %0 to i64
%17 = and i64 %16, 1
%18 = icmp eq i32 %0, 1
%19 = and i64 %16, 4294967294
%20 = icmp eq i64 %17, 0
br label %21
21: ; preds = %12, %80
%22 = phi i64 [ 0, %12 ], [ %82, %80 ]
%23 = phi i8* [ %3, %12 ], [ %81, %80 ]
br i1 %13, label %24, label %80
24: ; preds = %21
%25 = mul nsw i64 %22, %14
%26 = getelementptr inbounds i8, i8* %2, i64 %25
%27 = trunc i64 %22 to i32
%28 = lshr i32 %27, 1
%29 = mul nsw i32 %28, %0
%30 = sdiv i32 %29, 2
%31 = sext i32 %30 to i64
%32 = getelementptr inbounds i8, i8* %7, i64 %31
%33 = getelementptr inbounds i8, i8* %10, i64 %31
br i1 %18, label %64, label %34
34: ; preds = %24, %34
%35 = phi i64 [ %61, %34 ], [ 0, %24 ]
%36 = phi i8* [ %60, %34 ], [ %23, %24 ]
%37 = phi i64 [ %62, %34 ], [ 0, %24 ]
%38 = getelementptr inbounds i8, i8* %26, i64 %35
%39 = lshr exact i64 %35, 1
%40 = and i64 %39, 2147483647
%41 = getelementptr inbounds i8, i8* %32, i64 %40
%42 = getelementptr inbounds i8, i8* %33, i64 %40
%43 = load i8, i8* %38
%44 = getelementptr inbounds i8, i8* %36, i64 1
store i8 %43, i8* %36
%45 = load i8, i8* %41
%46 = getelementptr inbounds i8, i8* %36, i64 2
store i8 %45, i8* %44
%47 = load i8, i8* %42
%48 = getelementptr inbounds i8, i8* %36, i64 3
store i8 %47, i8* %46
%49 = or i64 %35, 1
%50 = getelementptr inbounds i8, i8* %26, i64 %49
%51 = lshr exact i64 %35, 1
%52 = and i64 %51, 2147483647
%53 = getelementptr inbounds i8, i8* %32, i64 %52
%54 = getelementptr inbounds i8, i8* %33, i64 %52
%55 = load i8, i8* %50
%56 = getelementptr inbounds i8, i8* %36, i64 4
store i8 %55, i8* %48
%57 = load i8, i8* %53
%58 = getelementptr inbounds i8, i8* %36, i64 5
store i8 %57, i8* %56
%59 = load i8, i8* %54
%60 = getelementptr inbounds i8, i8* %36, i64 6
store i8 %59, i8* %58
%61 = add nuw nsw i64 %35, 2
%62 = add i64 %37, 2
%63 = icmp eq i64 %62, %19
br i1 %63, label %64, label %34
64: ; preds = %34, %24
%65 = phi i8* [ undef, %24 ], [ %60, %34 ]
%66 = phi i64 [ 0, %24 ], [ %61, %34 ]
%67 = phi i8* [ %23, %24 ], [ %60, %34 ]
br i1 %20, label %80, label %68
68: ; preds = %64
%69 = getelementptr inbounds i8, i8* %26, i64 %66
%70 = lshr i64 %66, 1
%71 = and i64 %70, 2147483647
%72 = getelementptr inbounds i8, i8* %32, i64 %71
%73 = getelementptr inbounds i8, i8* %33, i64 %71
%74 = load i8, i8* %69
%75 = getelementptr inbounds i8, i8* %67, i64 1
store i8 %74, i8* %67
%76 = load i8, i8* %72
%77 = getelementptr inbounds i8, i8* %67, i64 2
store i8 %76, i8* %75
%78 = load i8, i8* %73
%79 = getelementptr inbounds i8, i8* %67, i64 3
store i8 %78, i8* %77
br label %80
80: ; preds = %68, %64, %21
%81 = phi i8* [ %23, %21 ], [ %65, %64 ], [ %79, %68 ]
%82 = add nuw nsw i64 %22, 1
%83 = icmp eq i64 %82, %15
br i1 %83, label %84, label %21
84: ; preds = %80, %4
ret void
}