void pack_vector(float *img, int w, int h, int x, int y, int dx, int dy,
                 float *vec, float *avg) {
  int i, j, k;
  int ox, oy;
  float vavg;
  k = 0;
  vavg = 0;
  for (j = 0; j < dy; j++) {
    oy = j + y;
    for (i = 0; i < dx; i++) {
      ox = i + x;
      if (ox < 0 || ox >= w || oy < 0 || oy >= h) {
        vec[k] = 0;
      } else {
        vec[k] = (float)img[oy * w + ox];
        vavg += vec[k];
      }
      k++;
    }
  }
  vavg /= (dx * dy);
  *avg = vavg;
  return;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<pack_vector>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    0x20(%rbp),%rax
mov    0x18(%rbp),%rax
mov    0x10(%rbp),%eax
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
mov    %ecx,-0x14(%rbp)
mov    %r8d,-0x18(%rbp)
mov    %r9d,-0x1c(%rbp)
movl   $0x0,-0x28(%rbp)
xorps  %xmm0,%xmm0
movss  %xmm0,-0x34(%rbp)
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    0x10(%rbp),%eax
jge    1210 <pack_vector+0x110>
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    -0x18(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
movl   $0x0,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    11fd <pack_vector+0xfd>
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x2c(%rbp)
jl     1197 <pack_vector+0x97>
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    1197 <pack_vector+0x97>
cmpl   $0x0,-0x30(%rbp)
jl     1197 <pack_vector+0x97>
mov    -0x30(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jl     11ac <pack_vector+0xac>
mov    0x18(%rbp),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
xorps  %xmm0,%xmm0
movss  %xmm0,(%rax,%rcx,4)
jmp    11e6 <pack_vector+0xe6>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x30(%rbp),%ecx
imul   -0xc(%rbp),%ecx
add    -0x2c(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
mov    0x18(%rbp),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
movss  %xmm0,(%rax,%rcx,4)
mov    0x18(%rbp),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
addss  -0x34(%rbp),%xmm0
movss  %xmm0,-0x34(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    1156 <pack_vector+0x56>
jmp    1202 <pack_vector+0x102>
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    113a <pack_vector+0x3a>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
imul   0x10(%rbp),%eax
cvtsi2ss %eax,%xmm1
movss  -0x34(%rbp),%xmm0
divss  %xmm1,%xmm0
movss  %xmm0,-0x34(%rbp)
movss  -0x34(%rbp),%xmm0
mov    0x20(%rbp),%rax
movss  %xmm0,(%rax)
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<pack_vector>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
mov    0x38(%rsp),%eax
test   %eax,%eax
jle    11ba <pack_vector+0xba>
movslq %ecx,%r14
movslq %esi,%rsi
movslq %r8d,%rcx
movslq %edx,%rdx
mov    %eax,%r15d
mov    %r9d,%eax
mov    %rcx,%rbp
mov    %rcx,-0x8(%rsp)
imul   %rsi,%rcx
add    %r14,%rcx
lea    (%rdi,%rcx,4),%rdi
lea    0x0(,%rsi,4),%r12
xor    %r8d,%r8d
xorps  %xmm0,%xmm0
xor    %r13d,%r13d
jmp    115f <pack_vector+0x5f>
xchg   %ax,%ax
add    %r10d,%r13d
add    $0x1,%r8
add    %r12,%rdi
cmp    %r15,%r8
je     11bd <pack_vector+0xbd>
test   %r9d,%r9d
jle    1153 <pack_vector+0x53>
mov    -0x8(%rsp),%rcx
lea    (%r8,%rcx,1),%rbp
movslq %r13d,%rcx
mov    0x40(%rsp),%rbx
lea    (%rbx,%rcx,4),%r11
xor    %r10d,%r10d
jmp    1191 <pack_vector+0x91>
xchg   %ax,%ax
movl   $0x0,(%r11,%r10,4)
add    $0x1,%r10
cmp    %r10,%rax
je     1150 <pack_vector+0x50>
mov    %r14,%rcx
add    %r10,%rcx
js     1180 <pack_vector+0x80>
cmp    %rsi,%rcx
jge    1180 <pack_vector+0x80>
test   %rbp,%rbp
js     1180 <pack_vector+0x80>
cmp    %rdx,%rbp
jge    1180 <pack_vector+0x80>
movss  (%rdi,%r10,4),%xmm1
movss  %xmm1,(%r11,%r10,4)
addss  %xmm1,%xmm0
jmp    1188 <pack_vector+0x88>
xorps  %xmm0,%xmm0
mov    0x38(%rsp),%eax
imul   %r9d,%eax
xorps  %xmm1,%xmm1
cvtsi2ss %eax,%xmm1
divss  %xmm1,%xmm0
mov    0x48(%rsp),%rax
movss  %xmm0,(%rax)
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @pack_vector(float* %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3, i32 %4, i32 %5, i32 %6, float* %7, float* %8) {
%10 = alloca float*
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
%13 = alloca i32
%14 = alloca i32
%15 = alloca i32
%16 = alloca i32
%17 = alloca float*
%18 = alloca float*
%19 = alloca i32
%20 = alloca i32
%21 = alloca i32
%22 = alloca i32
%23 = alloca i32
%24 = alloca float
store float* %0, float** %10
store i32 %1, i32* %11
store i32 %2, i32* %12
store i32 %3, i32* %13
store i32 %4, i32* %14
store i32 %5, i32* %15
store i32 %6, i32* %16
store float* %7, float** %17
store float* %8, float** %18
store i32 0, i32* %21
store float 0.000000e+00, float* %24
store i32 0, i32* %20
br label %25
25: ; preds = %87, %9
%26 = load i32, i32* %20
%27 = load i32, i32* %16
%28 = icmp slt i32 %26, %27
br i1 %28, label %29, label %90
29: ; preds = %25
%30 = load i32, i32* %20
%31 = load i32, i32* %14
%32 = add nsw i32 %30, %31
store i32 %32, i32* %23
store i32 0, i32* %19
br label %33
33: ; preds = %83, %29
%34 = load i32, i32* %19
%35 = load i32, i32* %15
%36 = icmp slt i32 %34, %35
br i1 %36, label %37, label %86
37: ; preds = %33
%38 = load i32, i32* %19
%39 = load i32, i32* %13
%40 = add nsw i32 %38, %39
store i32 %40, i32* %22
%41 = load i32, i32* %22
%42 = icmp slt i32 %41, 0
br i1 %42, label %54, label %43
43: ; preds = %37
%44 = load i32, i32* %22
%45 = load i32, i32* %11
%46 = icmp sge i32 %44, %45
br i1 %46, label %54, label %47
47: ; preds = %43
%48 = load i32, i32* %23
%49 = icmp slt i32 %48, 0
br i1 %49, label %54, label %50
50: ; preds = %47
%51 = load i32, i32* %23
%52 = load i32, i32* %12
%53 = icmp sge i32 %51, %52
br i1 %53, label %54, label %59
54: ; preds = %50, %47, %43, %37
%55 = load float*, float** %17
%56 = load i32, i32* %21
%57 = sext i32 %56 to i64
%58 = getelementptr inbounds float, float* %55, i64 %57
store float 0.000000e+00, float* %58
br label %80
59: ; preds = %50
%60 = load float*, float** %10
%61 = load i32, i32* %23
%62 = load i32, i32* %11
%63 = mul nsw i32 %61, %62
%64 = load i32, i32* %22
%65 = add nsw i32 %63, %64
%66 = sext i32 %65 to i64
%67 = getelementptr inbounds float, float* %60, i64 %66
%68 = load float, float* %67
%69 = load float*, float** %17
%70 = load i32, i32* %21
%71 = sext i32 %70 to i64
%72 = getelementptr inbounds float, float* %69, i64 %71
store float %68, float* %72
%73 = load float*, float** %17
%74 = load i32, i32* %21
%75 = sext i32 %74 to i64
%76 = getelementptr inbounds float, float* %73, i64 %75
%77 = load float, float* %76
%78 = load float, float* %24
%79 = fadd float %78, %77
store float %79, float* %24
br label %80
80: ; preds = %59, %54
%81 = load i32, i32* %21
%82 = add nsw i32 %81, 1
store i32 %82, i32* %21
br label %83
83: ; preds = %80
%84 = load i32, i32* %19
%85 = add nsw i32 %84, 1
store i32 %85, i32* %19
br label %33
86: ; preds = %33
br label %87
87: ; preds = %86
%88 = load i32, i32* %20
%89 = add nsw i32 %88, 1
store i32 %89, i32* %20
br label %25
90: ; preds = %25
%91 = load i32, i32* %15
%92 = load i32, i32* %16
%93 = mul nsw i32 %91, %92
%94 = sitofp i32 %93 to float
%95 = load float, float* %24
%96 = fdiv float %95, %94
store float %96, float* %24
%97 = load float, float* %24
%98 = load float*, float** %18
store float %97, float* %98
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @pack_vector(float* nocapture %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3, i32 %4, i32 %5, i32 %6, float* nocapture writeonly %7, float* nocapture writeonly %8) {
%10 = icmp sgt i32 %6, 0
br i1 %10, label %11, label %59
11: ; preds = %9
%12 = icmp sgt i32 %5, 0
%13 = sext i32 %3 to i64
%14 = sext i32 %1 to i64
%15 = sext i32 %4 to i64
%16 = sext i32 %2 to i64
%17 = zext i32 %6 to i64
%18 = zext i32 %5 to i64
br label %19
19: ; preds = %11, %54
%20 = phi i64 [ 0, %11 ], [ %57, %54 ]
%21 = phi float [ 0.000000e+00, %11 ], [ %56, %54 ]
%22 = phi i32 [ 0, %11 ], [ %55, %54 ]
%23 = add nsw i64 %20, %15
br i1 %12, label %24, label %54
24: ; preds = %19
%25 = icmp sgt i64 %23, -1
%26 = icmp slt i64 %23, %16
%27 = mul nsw i64 %23, %14
%28 = sext i32 %22 to i64
br label %29
29: ; preds = %24, %47
%30 = phi i64 [ %28, %24 ], [ %49, %47 ]
%31 = phi i64 [ 0, %24 ], [ %50, %47 ]
%32 = phi float [ %21, %24 ], [ %48, %47 ]
%33 = add nsw i64 %31, %13
%34 = icmp slt i64 %33, 0
br i1 %34, label %39, label %35
35: ; preds = %29
%36 = icmp slt i64 %33, %14
%37 = select i1 %36, i1 %25, i1 false
%38 = select i1 %37, i1 %26, i1 false
br i1 %38, label %41, label %39
39: ; preds = %35, %29
%40 = getelementptr inbounds float, float* %7, i64 %30
store float 0.000000e+00, float* %40
br label %47
41: ; preds = %35
%42 = add nsw i64 %33, %27
%43 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %42
%44 = load float, float* %43
%45 = getelementptr inbounds float, float* %7, i64 %30
store float %44, float* %45
%46 = fadd float %32, %44
br label %47
47: ; preds = %41, %39
%48 = phi float [ %32, %39 ], [ %46, %41 ]
%49 = add nsw i64 %30, 1
%50 = add nuw nsw i64 %31, 1
%51 = icmp eq i64 %50, %18
br i1 %51, label %52, label %29
52: ; preds = %47
%53 = trunc i64 %49 to i32
br label %54
54: ; preds = %52, %19
%55 = phi i32 [ %22, %19 ], [ %53, %52 ]
%56 = phi float [ %21, %19 ], [ %48, %52 ]
%57 = add nuw nsw i64 %20, 1
%58 = icmp eq i64 %57, %17
br i1 %58, label %59, label %19
59: ; preds = %54, %9
%60 = phi float [ 0.000000e+00, %9 ], [ %56, %54 ]
%61 = mul nsw i32 %6, %5
%62 = sitofp i32 %61 to float
%63 = fdiv float %60, %62
store float %63, float* %8
ret void
}