int perform_histogram_equalization(image, histogram, gray_levels, new_grays,
                                   length, width)
int gray_levels, new_grays;
long length, width;
short **image;
unsigned long histogram[];
{
  int i, j, k;
  unsigned long sum, sum_of_h[gray_levels];
  double constant;
  sum = 0;
  for (i = 0; i < gray_levels; i++) {
    sum = sum + histogram[i];
    sum_of_h[i] = sum;
  }
  constant = (float)(new_grays) / (float)(length * width);
  for (i = 0; i < length; i++) {
    for (j = 0; j < width; j++) {
      k = image[i][j];
      image[i][j] = sum_of_h[k] * constant;
    }
  }
  return (1);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<perform_histogram_equalization>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x60,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
mov    %ecx,-0x18(%rbp)
mov    %r8,-0x20(%rbp)
mov    %r9,-0x28(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    %rsp,%rcx
mov    %rcx,-0x48(%rbp)
lea    0xf(,%rax,8),%rdx
and    $0xfffffffffffffff0,%rdx
mov    %rsp,%rcx
sub    %rdx,%rcx
mov    %rcx,-0x60(%rbp)
mov    %rcx,%rsp
mov    %rax,-0x50(%rbp)
movq   $0x0,-0x40(%rbp)
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    1192 <perform_histogram_equalization+0x92>
mov    -0x60(%rbp),%rax
mov    -0x40(%rbp),%rcx
mov    -0x10(%rbp),%rdx
movslq -0x2c(%rbp),%rsi
add    (%rdx,%rsi,8),%rcx
mov    %rcx,-0x40(%rbp)
mov    -0x40(%rbp),%rdx
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    1154 <perform_histogram_equalization+0x54>
cvtsi2ssl -0x18(%rbp),%xmm0
mov    -0x20(%rbp),%rax
imul   -0x28(%rbp),%rax
cvtsi2ss %rax,%xmm1
divss  %xmm1,%xmm0
cvtss2sd %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x58(%rbp)
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
movslq -0x2c(%rbp),%rax
cmp    -0x20(%rbp),%rax
jge    1267 <perform_histogram_equalization+0x167>
movl   $0x0,-0x30(%rbp)
movslq -0x30(%rbp),%rax
cmp    -0x28(%rbp),%rax
jge    1254 <perform_histogram_equalization+0x154>
mov    -0x60(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x2c(%rbp),%rdx
mov    (%rcx,%rdx,8),%rcx
movslq -0x30(%rbp),%rdx
movswl (%rcx,%rdx,2),%ecx
mov    %ecx,-0x34(%rbp)
movslq -0x34(%rbp),%rcx
movq   (%rax,%rcx,8),%xmm0
movaps 0xdf9(%rip),%xmm1
punpckldq %xmm1,%xmm0
movapd 0xdfd(%rip),%xmm1
subpd  %xmm1,%xmm0
movaps %xmm0,%xmm1
unpckhpd %xmm0,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  -0x58(%rbp),%xmm1
mulsd  %xmm1,%xmm0
cvttsd2si %xmm0,%eax
mov    %ax,%dx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x30(%rbp),%rcx
mov    %dx,(%rax,%rcx,2)
mov    -0x30(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
jmp    11ce <perform_histogram_equalization+0xce>
jmp    1259 <perform_histogram_equalization+0x159>
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    11b9 <perform_histogram_equalization+0xb9>
mov    -0x48(%rbp),%rax
mov    %rax,%rsp
mov    $0x1,%eax
mov    %rbp,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<perform_histogram_equalization>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
push   %rbx
push   %rax
mov    %edx,%r10d
mov    %rsp,%rax
lea    0xf(,%r10,8),%rbx
and    $0xfffffffffffffff0,%rbx
sub    %rbx,%rax
mov    %rax,%rsp
test   %edx,%edx
jle    11a1 <perform_histogram_equalization+0xa1>
lea    -0x1(%r10),%rdx
mov    %r10d,%r11d
and    $0x3,%r11d
cmp    $0x3,%rdx
jae    1139 <perform_histogram_equalization+0x39>
xor    %ebx,%ebx
xor    %edx,%edx
jmp    117f <perform_histogram_equalization+0x7f>
and    $0xfffffffc,%r10d
xor    %ebx,%ebx
xor    %edx,%edx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    (%rsi,%rbx,8),%rdx
mov    %rdx,(%rax,%rbx,8)
add    0x8(%rsi,%rbx,8),%rdx
mov    %rdx,0x8(%rax,%rbx,8)
add    0x10(%rsi,%rbx,8),%rdx
mov    %rdx,0x10(%rax,%rbx,8)
add    0x18(%rsi,%rbx,8),%rdx
mov    %rdx,0x18(%rax,%rbx,8)
add    $0x4,%rbx
cmp    %rbx,%r10
jne    1150 <perform_histogram_equalization+0x50>
test   %r11,%r11
je     11a1 <perform_histogram_equalization+0xa1>
lea    (%rax,%rbx,8),%r10
lea    (%rsi,%rbx,8),%rsi
xor    %ebx,%ebx
xchg   %ax,%ax
add    (%rsi,%rbx,8),%rdx
mov    %rdx,(%r10,%rbx,8)
add    $0x1,%rbx
cmp    %rbx,%r11
jne    1190 <perform_histogram_equalization+0x90>
test   %r8,%r8
jle    12a5 <perform_histogram_equalization+0x1a5>
cvtsi2ss %ecx,%xmm0
mov    %r9,%rcx
imul   %r8,%rcx
cvtsi2ss %rcx,%xmm1
divss  %xmm1,%xmm0
cvtss2sd %xmm0,%xmm0
mov    %r9,%rcx
and    $0xfffffffffffffffe,%rcx
xor    %r10d,%r10d
movapd 0xe2c(%rip),%xmm1
movapd 0xe34(%rip),%xmm2
movapd 0xe2c(%rip),%xmm3
jmp    11fd <perform_histogram_equalization+0xfd>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%r10
cmp    %r8,%r10
je     12a5 <perform_histogram_equalization+0x1a5>
test   %r9,%r9
jle    11f0 <perform_histogram_equalization+0xf0>
mov    (%rdi,%r10,8),%rsi
xor    %edx,%edx
cmp    $0x1,%r9
je     126d <perform_histogram_equalization+0x16d>
xchg   %ax,%ax
movswq (%rsi,%rdx,2),%rbx
movsd  (%rax,%rbx,8),%xmm4
unpcklps %xmm1,%xmm4
subpd  %xmm3,%xmm4
movapd %xmm4,%xmm5
unpckhpd %xmm4,%xmm5
addsd  %xmm4,%xmm5
mulsd  %xmm0,%xmm5
cvttsd2si %xmm5,%ebx
mov    %bx,(%rsi,%rdx,2)
movswq 0x2(%rsi,%rdx,2),%rbx
movsd  (%rax,%rbx,8),%xmm4
unpcklps %xmm1,%xmm4
subpd  %xmm3,%xmm4
movapd %xmm4,%xmm5
unpckhpd %xmm4,%xmm5
addsd  %xmm4,%xmm5
mulsd  %xmm0,%xmm5
cvttsd2si %xmm5,%ebx
mov    %bx,0x2(%rsi,%rdx,2)
add    $0x2,%rdx
cmp    %rdx,%rcx
jne    1210 <perform_histogram_equalization+0x110>
test   $0x1,%r9b
je     11f0 <perform_histogram_equalization+0xf0>
movswq (%rsi,%rdx,2),%rbx
movsd  (%rax,%rbx,8),%xmm4
unpcklps %xmm1,%xmm4
subpd  %xmm2,%xmm4
movapd %xmm4,%xmm5
unpckhpd %xmm4,%xmm5
addsd  %xmm4,%xmm5
mulsd  %xmm0,%xmm5
cvttsd2si %xmm5,%ebx
mov    %bx,(%rsi,%rdx,2)
jmp    11f0 <perform_histogram_equalization+0xf0>
mov    $0x1,%eax
lea    -0x8(%rbp),%rsp
pop    %rbx
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @perform_histogram_equalization(i16** %0, i64* %1, i32 %2, i32 %3, i64 %4, i64 %5) {
%7 = alloca i16**
%8 = alloca i64*
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca i64
%12 = alloca i64
%13 = alloca i32
%14 = alloca i32
%15 = alloca i32
%16 = alloca i64
%17 = alloca i8*
%18 = alloca i64
%19 = alloca double
store i16** %0, i16*** %7
store i64* %1, i64** %8
store i32 %2, i32* %9
store i32 %3, i32* %10
store i64 %4, i64* %11
store i64 %5, i64* %12
%20 = load i32, i32* %9
%21 = zext i32 %20 to i64
%22 = call i8* @llvm.stacksave()
store i8* %22, i8** %17
%23 = alloca i64, i64 %21
store i64 %21, i64* %18
store i64 0, i64* %16
store i32 0, i32* %13
br label %24
24: ; preds = %40, %6
%25 = load i32, i32* %13
%26 = load i32, i32* %9
%27 = icmp slt i32 %25, %26
br i1 %27, label %28, label %43
28: ; preds = %24
%29 = load i64, i64* %16
%30 = load i64*, i64** %8
%31 = load i32, i32* %13
%32 = sext i32 %31 to i64
%33 = getelementptr inbounds i64, i64* %30, i64 %32
%34 = load i64, i64* %33
%35 = add i64 %29, %34
store i64 %35, i64* %16
%36 = load i64, i64* %16
%37 = load i32, i32* %13
%38 = sext i32 %37 to i64
%39 = getelementptr inbounds i64, i64* %23, i64 %38
store i64 %36, i64* %39
br label %40
40: ; preds = %28
%41 = load i32, i32* %13
%42 = add nsw i32 %41, 1
store i32 %42, i32* %13
br label %24
43: ; preds = %24
%44 = load i32, i32* %10
%45 = sitofp i32 %44 to float
%46 = load i64, i64* %11
%47 = load i64, i64* %12
%48 = mul nsw i64 %46, %47
%49 = sitofp i64 %48 to float
%50 = fdiv float %45, %49
%51 = fpext float %50 to double
store double %51, double* %19
store i32 0, i32* %13
br label %52
52: ; preds = %94, %43
%53 = load i32, i32* %13
%54 = sext i32 %53 to i64
%55 = load i64, i64* %11
%56 = icmp slt i64 %54, %55
br i1 %56, label %57, label %97
57: ; preds = %52
store i32 0, i32* %14
br label %58
58: ; preds = %90, %57
%59 = load i32, i32* %14
%60 = sext i32 %59 to i64
%61 = load i64, i64* %12
%62 = icmp slt i64 %60, %61
br i1 %62, label %63, label %93
63: ; preds = %58
%64 = load i16**, i16*** %7
%65 = load i32, i32* %13
%66 = sext i32 %65 to i64
%67 = getelementptr inbounds i16*, i16** %64, i64 %66
%68 = load i16*, i16** %67
%69 = load i32, i32* %14
%70 = sext i32 %69 to i64
%71 = getelementptr inbounds i16, i16* %68, i64 %70
%72 = load i16, i16* %71
%73 = sext i16 %72 to i32
store i32 %73, i32* %15
%74 = load i32, i32* %15
%75 = sext i32 %74 to i64
%76 = getelementptr inbounds i64, i64* %23, i64 %75
%77 = load i64, i64* %76
%78 = uitofp i64 %77 to double
%79 = load double, double* %19
%80 = fmul double %78, %79
%81 = fptosi double %80 to i16
%82 = load i16**, i16*** %7
%83 = load i32, i32* %13
%84 = sext i32 %83 to i64
%85 = getelementptr inbounds i16*, i16** %82, i64 %84
%86 = load i16*, i16** %85
%87 = load i32, i32* %14
%88 = sext i32 %87 to i64
%89 = getelementptr inbounds i16, i16* %86, i64 %88
store i16 %81, i16* %89
br label %90
90: ; preds = %63
%91 = load i32, i32* %14
%92 = add nsw i32 %91, 1
store i32 %92, i32* %14
br label %58
93: ; preds = %58
br label %94
94: ; preds = %93
%95 = load i32, i32* %13
%96 = add nsw i32 %95, 1
store i32 %96, i32* %13
br label %52
97: ; preds = %52
%98 = load i8*, i8** %17
ret i32 1
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @perform_histogram_equalization(i16** nocapture %0, i64* nocapture %1, i32 %2, i32 %3, i64 %4, i64 %5) {
%7 = zext i32 %2 to i64
%8 = alloca i64, i64 %7
%9 = icmp sgt i32 %2, 0
br i1 %9, label %10, label %57
10: ; preds = %6
%11 = add nsw i64 %7, -1
%12 = and i64 %7, 3
%13 = icmp ult i64 %11, 3
br i1 %13, label %42, label %14
14: ; preds = %10
%15 = and i64 %7, 4294967292
br label %16
16: ; preds = %16, %14
%17 = phi i64 [ 0, %14 ], [ %39, %16 ]
%18 = phi i64 [ 0, %14 ], [ %37, %16 ]
%19 = phi i64 [ 0, %14 ], [ %40, %16 ]
%20 = getelementptr inbounds i64, i64* %1, i64 %17
%21 = load i64, i64* %20
%22 = add i64 %21, %18
%23 = getelementptr inbounds i64, i64* %8, i64 %17
store i64 %22, i64* %23
%24 = or i64 %17, 1
%25 = getelementptr inbounds i64, i64* %1, i64 %24
%26 = load i64, i64* %25
%27 = add i64 %26, %22
%28 = getelementptr inbounds i64, i64* %8, i64 %24
store i64 %27, i64* %28
%29 = or i64 %17, 2
%30 = getelementptr inbounds i64, i64* %1, i64 %29
%31 = load i64, i64* %30
%32 = add i64 %31, %27
%33 = getelementptr inbounds i64, i64* %8, i64 %29
store i64 %32, i64* %33
%34 = or i64 %17, 3
%35 = getelementptr inbounds i64, i64* %1, i64 %34
%36 = load i64, i64* %35
%37 = add i64 %36, %32
%38 = getelementptr inbounds i64, i64* %8, i64 %34
store i64 %37, i64* %38
%39 = add nuw nsw i64 %17, 4
%40 = add i64 %19, 4
%41 = icmp eq i64 %40, %15
br i1 %41, label %42, label %16
42: ; preds = %16, %10
%43 = phi i64 [ 0, %10 ], [ %39, %16 ]
%44 = phi i64 [ 0, %10 ], [ %37, %16 ]
%45 = icmp eq i64 %12, 0
br i1 %45, label %57, label %46
46: ; preds = %42, %46
%47 = phi i64 [ %54, %46 ], [ %43, %42 ]
%48 = phi i64 [ %52, %46 ], [ %44, %42 ]
%49 = phi i64 [ %55, %46 ], [ 0, %42 ]
%50 = getelementptr inbounds i64, i64* %1, i64 %47
%51 = load i64, i64* %50
%52 = add i64 %51, %48
%53 = getelementptr inbounds i64, i64* %8, i64 %47
store i64 %52, i64* %53
%54 = add nuw nsw i64 %47, 1
%55 = add i64 %49, 1
%56 = icmp eq i64 %55, %12
br i1 %56, label %57, label %46
57: ; preds = %42, %46, %6
%58 = sitofp i32 %3 to float
%59 = mul nsw i64 %5, %4
%60 = sitofp i64 %59 to float
%61 = fdiv float %58, %60
%62 = fpext float %61 to double
%63 = icmp sgt i64 %4, 0
br i1 %63, label %64, label %112
64: ; preds = %57
%65 = icmp sgt i64 %5, 0
%66 = and i64 %5, 1
%67 = icmp eq i64 %5, 1
%68 = and i64 %5, -2
%69 = icmp eq i64 %66, 0
br label %70
70: ; preds = %64, %109
%71 = phi i64 [ 0, %64 ], [ %110, %109 ]
br i1 %65, label %72, label %109
72: ; preds = %70
%73 = getelementptr inbounds i16*, i16** %0, i64 %71
%74 = load i16*, i16** %73
br i1 %67, label %98, label %75
75: ; preds = %72, %75
%76 = phi i64 [ %95, %75 ], [ 0, %72 ]
%77 = phi i64 [ %96, %75 ], [ 0, %72 ]
%78 = getelementptr inbounds i16, i16* %74, i64 %76
%79 = load i16, i16* %78
%80 = sext i16 %79 to i64
%81 = getelementptr inbounds i64, i64* %8, i64 %80
%82 = load i64, i64* %81
%83 = uitofp i64 %82 to double
%84 = fmul double %62, %83
%85 = fptosi double %84 to i16
store i16 %85, i16* %78
%86 = or i64 %76, 1
%87 = getelementptr inbounds i16, i16* %74, i64 %86
%88 = load i16, i16* %87
%89 = sext i16 %88 to i64
%90 = getelementptr inbounds i64, i64* %8, i64 %89
%91 = load i64, i64* %90
%92 = uitofp i64 %91 to double
%93 = fmul double %62, %92
%94 = fptosi double %93 to i16
store i16 %94, i16* %87
%95 = add nuw nsw i64 %76, 2
%96 = add i64 %77, 2
%97 = icmp eq i64 %96, %68
br i1 %97, label %98, label %75
98: ; preds = %75, %72
%99 = phi i64 [ 0, %72 ], [ %95, %75 ]
br i1 %69, label %109, label %100
100: ; preds = %98
%101 = getelementptr inbounds i16, i16* %74, i64 %99
%102 = load i16, i16* %101
%103 = sext i16 %102 to i64
%104 = getelementptr inbounds i64, i64* %8, i64 %103
%105 = load i64, i64* %104
%106 = uitofp i64 %105 to double
%107 = fmul double %62, %106
%108 = fptosi double %107 to i16
store i16 %108, i16* %101
br label %109
109: ; preds = %100, %98, %70
%110 = add nuw nsw i64 %71, 1
%111 = icmp eq i64 %110, %4
br i1 %111, label %112, label %70
112: ; preds = %109, %57
ret i32 1
}