double compute_cross_correlation(unsigned char *im1, int stride1, int x1,
                                 int y1, unsigned char *im2, int stride2,
                                 int x2, int y2) {
  double sum1 = 0;
  double sum2 = 0;
  double cross = 0;
  double corr;
  int i, j;
  for (i = 0; i < 15; ++i)
    for (j = 0; j < 15; ++j) {
      sum1 +=
          im1[(i + y1 - ((15 - 1) / 2)) * stride1 + (j + x1 - ((15 - 1) / 2))];
      sum2 +=
          im2[(i + y2 - ((15 - 1) / 2)) * stride2 + (j + x2 - ((15 - 1) / 2))];
      cross +=
          im1[(i + y1 - ((15 - 1) / 2)) * stride1 + (j + x1 - ((15 - 1) / 2))] *
          im2[(i + y2 - ((15 - 1) / 2)) * stride2 + (j + x2 - ((15 - 1) / 2))];
    }
  corr = (cross * (15 * 15) - sum1 * sum2) / ((15 * 15) * (15 * 15));
  return corr;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<compute_cross_correlation>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    0x18(%rbp),%eax
mov    0x10(%rbp),%eax
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
mov    %ecx,-0x14(%rbp)
mov    %r8,-0x20(%rbp)
mov    %r9d,-0x24(%rbp)
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x30(%rbp)
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x38(%rbp)
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x40(%rbp)
movl   $0x0,-0x4c(%rbp)
cmpl   $0xf,-0x4c(%rbp)
jge    1233 <compute_cross_correlation+0x133>
movl   $0x0,-0x50(%rbp)
cmpl   $0xf,-0x50(%rbp)
jge    1220 <compute_cross_correlation+0x120>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x4c(%rbp),%ecx
add    -0x14(%rbp),%ecx
sub    $0x7,%ecx
imul   -0xc(%rbp),%ecx
mov    -0x50(%rbp),%edx
add    -0x10(%rbp),%edx
sub    $0x7,%edx
add    %edx,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movzbl (%rax,%rcx,1),%eax
cvtsi2sd %eax,%xmm0
addsd  -0x30(%rbp),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x30(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    -0x4c(%rbp),%ecx
add    0x18(%rbp),%ecx
sub    $0x7,%ecx
imul   -0x24(%rbp),%ecx
mov    -0x50(%rbp),%edx
add    0x10(%rbp),%edx
sub    $0x7,%edx
add    %edx,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movzbl (%rax,%rcx,1),%eax
cvtsi2sd %eax,%xmm0
addsd  -0x38(%rbp),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x38(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x4c(%rbp),%ecx
add    -0x14(%rbp),%ecx
sub    $0x7,%ecx
imul   -0xc(%rbp),%ecx
mov    -0x50(%rbp),%edx
add    -0x10(%rbp),%edx
sub    $0x7,%edx
add    %edx,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movzbl (%rax,%rcx,1),%eax
mov    -0x20(%rbp),%rcx
mov    -0x4c(%rbp),%edx
add    0x18(%rbp),%edx
sub    $0x7,%edx
imul   -0x24(%rbp),%edx
mov    -0x50(%rbp),%esi
add    0x10(%rbp),%esi
sub    $0x7,%esi
add    %esi,%edx
movslq %edx,%rdx
movzbl (%rcx,%rdx,1),%ecx
imul   %ecx,%eax
cvtsi2sd %eax,%xmm0
addsd  -0x40(%rbp),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x40(%rbp)
mov    -0x50(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x50(%rbp)
jmp    114f <compute_cross_correlation+0x4f>
jmp    1225 <compute_cross_correlation+0x125>
mov    -0x4c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x4c(%rbp)
jmp    113e <compute_cross_correlation+0x3e>
movsd  -0x40(%rbp),%xmm0
movsd  -0x30(%rbp),%xmm1
mulsd  -0x38(%rbp),%xmm1
movq   %xmm1,%rax
movabs $0x8000000000000000,%rcx
xor    %rcx,%rax
movq   %rax,%xmm1
movsd  0xda7(%rip),%xmm2
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  0xd8f(%rip),%xmm1
divsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x48(%rbp)
movsd  -0x48(%rbp),%xmm0
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<compute_cross_correlation>:
push   %rbx
mov    0x10(%rsp),%r11d
mov    0x18(%rsp),%ebx
add    $0xfffffff9,%ecx
imul   %esi,%ecx
lea    (%rdx,%rcx,1),%eax
add    $0xfffffff9,%eax
mov    %esi,%r10d
add    $0xfffffff9,%ebx
imul   %r9d,%ebx
lea    (%r11,%rbx,1),%edx
add    $0xfffffff9,%edx
mov    %r9d,%r9d
xorpd  %xmm1,%xmm1
xor    %r11d,%r11d
xorpd  %xmm0,%xmm0
xorpd  %xmm2,%xmm2
nopl   0x0(%rax)
xor    %esi,%esi
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
lea    (%rax,%rsi,1),%ebx
movslq %ebx,%rbx
movzbl (%rdi,%rbx,1),%ebx
xorps  %xmm3,%xmm3
cvtsi2sd %ebx,%xmm3
lea    (%rdx,%rsi,1),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movzbl (%r8,%rcx,1),%ecx
xorps  %xmm4,%xmm4
cvtsi2sd %ecx,%xmm4
addsd  %xmm3,%xmm1
imul   %ebx,%ecx
xorps  %xmm3,%xmm3
cvtsi2sd %ecx,%xmm3
addsd  %xmm4,%xmm2
addsd  %xmm3,%xmm0
add    $0x1,%rsi
cmp    $0xf,%rsi
jne    1150 <compute_cross_correlation+0x50>
add    $0x1,%r11d
add    %r10,%rax
add    %r9,%rdx
cmp    $0xf,%r11d
jne    1140 <compute_cross_correlation+0x40>
mulsd  0xe55(%rip),%xmm0
mulsd  %xmm1,%xmm2
subsd  %xmm2,%xmm0
divsd  0xe4d(%rip),%xmm0
pop    %rbx
ret

LLVM IR (-O0):
define double @compute_cross_correlation(i8* %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3, i8* %4, i32 %5, i32 %6, i32 %7) {
%9 = alloca i8*
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
%13 = alloca i8*
%14 = alloca i32
%15 = alloca i32
%16 = alloca i32
%17 = alloca double
%18 = alloca double
%19 = alloca double
%20 = alloca double
%21 = alloca i32
%22 = alloca i32
store i8* %0, i8** %9
store i32 %1, i32* %10
store i32 %2, i32* %11
store i32 %3, i32* %12
store i8* %4, i8** %13
store i32 %5, i32* %14
store i32 %6, i32* %15
store i32 %7, i32* %16
store double 0.000000e+00, double* %17
store double 0.000000e+00, double* %18
store double 0.000000e+00, double* %19
store i32 0, i32* %21
br label %23
23: ; preds = %109, %8
%24 = load i32, i32* %21
%25 = icmp slt i32 %24, 15
br i1 %25, label %26, label %112
26: ; preds = %23
store i32 0, i32* %22
br label %27
27: ; preds = %105, %26
%28 = load i32, i32* %22
%29 = icmp slt i32 %28, 15
br i1 %29, label %30, label %108
30: ; preds = %27
%31 = load i8*, i8** %9
%32 = load i32, i32* %21
%33 = load i32, i32* %12
%34 = add nsw i32 %32, %33
%35 = sub nsw i32 %34, 7
%36 = load i32, i32* %10
%37 = mul nsw i32 %35, %36
%38 = load i32, i32* %22
%39 = load i32, i32* %11
%40 = add nsw i32 %38, %39
%41 = sub nsw i32 %40, 7
%42 = add nsw i32 %37, %41
%43 = sext i32 %42 to i64
%44 = getelementptr inbounds i8, i8* %31, i64 %43
%45 = load i8, i8* %44
%46 = zext i8 %45 to i32
%47 = sitofp i32 %46 to double
%48 = load double, double* %17
%49 = fadd double %48, %47
store double %49, double* %17
%50 = load i8*, i8** %13
%51 = load i32, i32* %21
%52 = load i32, i32* %16
%53 = add nsw i32 %51, %52
%54 = sub nsw i32 %53, 7
%55 = load i32, i32* %14
%56 = mul nsw i32 %54, %55
%57 = load i32, i32* %22
%58 = load i32, i32* %15
%59 = add nsw i32 %57, %58
%60 = sub nsw i32 %59, 7
%61 = add nsw i32 %56, %60
%62 = sext i32 %61 to i64
%63 = getelementptr inbounds i8, i8* %50, i64 %62
%64 = load i8, i8* %63
%65 = zext i8 %64 to i32
%66 = sitofp i32 %65 to double
%67 = load double, double* %18
%68 = fadd double %67, %66
store double %68, double* %18
%69 = load i8*, i8** %9
%70 = load i32, i32* %21
%71 = load i32, i32* %12
%72 = add nsw i32 %70, %71
%73 = sub nsw i32 %72, 7
%74 = load i32, i32* %10
%75 = mul nsw i32 %73, %74
%76 = load i32, i32* %22
%77 = load i32, i32* %11
%78 = add nsw i32 %76, %77
%79 = sub nsw i32 %78, 7
%80 = add nsw i32 %75, %79
%81 = sext i32 %80 to i64
%82 = getelementptr inbounds i8, i8* %69, i64 %81
%83 = load i8, i8* %82
%84 = zext i8 %83 to i32
%85 = load i8*, i8** %13
%86 = load i32, i32* %21
%87 = load i32, i32* %16
%88 = add nsw i32 %86, %87
%89 = sub nsw i32 %88, 7
%90 = load i32, i32* %14
%91 = mul nsw i32 %89, %90
%92 = load i32, i32* %22
%93 = load i32, i32* %15
%94 = add nsw i32 %92, %93
%95 = sub nsw i32 %94, 7
%96 = add nsw i32 %91, %95
%97 = sext i32 %96 to i64
%98 = getelementptr inbounds i8, i8* %85, i64 %97
%99 = load i8, i8* %98
%100 = zext i8 %99 to i32
%101 = mul nsw i32 %84, %100
%102 = sitofp i32 %101 to double
%103 = load double, double* %19
%104 = fadd double %103, %102
store double %104, double* %19
br label %105
105: ; preds = %30
%106 = load i32, i32* %22
%107 = add nsw i32 %106, 1
store i32 %107, i32* %22
br label %27
108: ; preds = %27
br label %109
109: ; preds = %108
%110 = load i32, i32* %21
%111 = add nsw i32 %110, 1
store i32 %111, i32* %21
br label %23
112: ; preds = %23
%113 = load double, double* %19
%114 = load double, double* %17
%115 = load double, double* %18
%116 = fmul double %114, %115
%117 = fneg double %116
%118 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %113, double 2.250000e+02, double %117)
%119 = fdiv double %118, 5.062500e+04
store double %119, double* %20
%120 = load double, double* %20
ret double %120
}

LLVM IR (-O2):
define double @compute_cross_correlation(i8* nocapture %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3, i8* nocapture %4, i32 %5, i32 %6, i32 %7) {
br label %9
9: ; preds = %8, %47
%10 = phi i32 [ 0, %8 ], [ %48, %47 ]
%11 = phi double [ 0.000000e+00, %8 ], [ %33, %47 ]
%12 = phi double [ 0.000000e+00, %8 ], [ %44, %47 ]
%13 = phi double [ 0.000000e+00, %8 ], [ %41, %47 ]
%14 = add nsw i32 %10, -7
%15 = add i32 %14, %3
%16 = mul nsw i32 %15, %1
%17 = add i32 %14, %7
%18 = mul nsw i32 %17, %5
br label %19
19: ; preds = %9, %19
%20 = phi i64 [ 0, %9 ], [ %45, %19 ]
%21 = phi double [ %11, %9 ], [ %33, %19 ]
%22 = phi double [ %12, %9 ], [ %44, %19 ]
%23 = phi double [ %13, %9 ], [ %41, %19 ]
%24 = trunc i64 %20 to i32
%25 = add i32 %24, -7
%26 = add i32 %25, %2
%27 = add i32 %26, %16
%28 = sext i32 %27 to i64
%29 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %28
%30 = load i8, i8* %29
%31 = zext i8 %30 to i32
%32 = uitofp i8 %30 to double
%33 = fadd double %21, %32
%34 = add i32 %25, %6
%35 = add i32 %34, %18
%36 = sext i32 %35 to i64
%37 = getelementptr inbounds i8, i8* %4, i64 %36
%38 = load i8, i8* %37
%39 = zext i8 %38 to i32
%40 = uitofp i8 %38 to double
%41 = fadd double %23, %40
%42 = mul nuw nsw i32 %39, %31
%43 = sitofp i32 %42 to double
%44 = fadd double %22, %43
%45 = add nuw nsw i64 %20, 1
%46 = icmp eq i64 %45, 15
br i1 %46, label %47, label %19
47: ; preds = %19
%48 = add nuw nsw i32 %10, 1
%49 = icmp eq i32 %48, 15
br i1 %49, label %50, label %9
50: ; preds = %47
%51 = fneg double %33
%52 = fmul double %41, %51
%53 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %44, double 2.250000e+02, double %52)
%54 = fdiv double %53, 5.062500e+04
ret double %54
}