void bayer_unshuffle_preview(int w, int h, int scale, unsigned char *raw,
                             unsigned char *output) {
  int x, y, nx, ny;
  int colour;
  int rgb[3];
  int nw = w >> scale;
  int nh = h >> scale;
  int incr = 1 << scale;
  for (ny = 0; ny < nh; ++ny, raw += w << scale) {
    for (nx = 0; nx < nw; ++nx, output += 3) {
      rgb[0] = 0;
      rgb[1] = 0;
      rgb[2] = 0;
      for (y = 0; y < incr; ++y) {
        for (x = 0; x < incr; ++x) {
          colour = 1 - (x & 1) + (y & 1);
          rgb[colour] += raw[y * w + (nx << (scale - 1)) + (x >> 1) +
                             ((x & 1) ? 0 : (w >> 1))];
        }
      }
      output[0] = rgb[0] >> (2 * scale - 2);
      output[1] = rgb[1] >> (2 * scale - 1);
      output[2] = rgb[2] >> (2 * scale - 2);
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<bayer_unshuffle_preview>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %esi,-0x8(%rbp)
mov    %edx,-0xc(%rbp)
mov    %rcx,-0x18(%rbp)
mov    %r8,-0x20(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
sar    %cl,%eax
mov    %eax,-0x44(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
sar    %cl,%eax
mov    %eax,-0x48(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%ecx
mov    $0x1,%eax
shl    %cl,%eax
mov    %eax,-0x4c(%rbp)
movl   $0x0,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%eax
cmp    -0x48(%rbp),%eax
jge    12c5 <bayer_unshuffle_preview+0x1c5>
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0x44(%rbp),%eax
jge    129a <bayer_unshuffle_preview+0x19a>
movl   $0x0,-0x40(%rbp)
movl   $0x0,-0x3c(%rbp)
movl   $0x0,-0x38(%rbp)
movl   $0x0,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
cmp    -0x4c(%rbp),%eax
jge    123c <bayer_unshuffle_preview+0x13c>
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x4c(%rbp),%eax
jge    1229 <bayer_unshuffle_preview+0x129>
mov    -0x24(%rbp),%ecx
and    $0x1,%ecx
mov    $0x1,%eax
sub    %ecx,%eax
mov    -0x28(%rbp),%ecx
and    $0x1,%ecx
add    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x58(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
imul   -0x4(%rbp),%eax
mov    -0x2c(%rbp),%edx
mov    -0xc(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
shl    %cl,%edx
mov    %edx,%ecx
add    %ecx,%eax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
sar    $0x1,%ecx
add    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x50(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
and    $0x1,%eax
cmp    $0x0,%eax
je     11f3 <bayer_unshuffle_preview+0xf3>
xor    %eax,%eax
mov    %eax,-0x5c(%rbp)
jmp    11fc <bayer_unshuffle_preview+0xfc>
mov    -0x4(%rbp),%eax
sar    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x5c(%rbp)
mov    -0x58(%rbp),%rax
mov    -0x50(%rbp),%ecx
mov    -0x5c(%rbp),%edx
add    %edx,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movzbl (%rax,%rcx,1),%ecx
movslq -0x34(%rbp),%rax
add    -0x40(%rbp,%rax,4),%ecx
mov    %ecx,-0x40(%rbp,%rax,4)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    118d <bayer_unshuffle_preview+0x8d>
jmp    122e <bayer_unshuffle_preview+0x12e>
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    117a <bayer_unshuffle_preview+0x7a>
mov    -0x40(%rbp),%eax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
shl    $0x1,%ecx
sub    $0x2,%ecx
sar    %cl,%eax
mov    %al,%cl
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %cl,(%rax)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
shl    $0x1,%ecx
sub    $0x1,%ecx
sar    %cl,%eax
mov    %al,%cl
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %cl,0x1(%rax)
mov    -0x38(%rbp),%eax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
shl    $0x1,%ecx
sub    $0x2,%ecx
sar    %cl,%eax
mov    %al,%cl
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %cl,0x2(%rax)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
add    $0x3,%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
jmp    1152 <bayer_unshuffle_preview+0x52>
jmp    129f <bayer_unshuffle_preview+0x19f>
mov    -0x30(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
shl    %cl,%eax
mov    %eax,%ecx
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq %ecx,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x18(%rbp)
jmp    113f <bayer_unshuffle_preview+0x3f>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<bayer_unshuffle_preview>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
mov    %rcx,%rax
mov    %edx,%r9d
mov    %edi,%r10d
mov    %r9d,%ecx
sar    %cl,%r10d
sar    %cl,%esi
mov    %esi,-0x34(%rsp)
test   %esi,%esi
jle    1292 <bayer_unshuffle_preview+0x192>
mov    $0x1,%r11d
mov    $0x1,%ebp
mov    %r9d,%ecx
shl    %cl,%ebp
lea    -0x1(%r9),%ecx
mov    %ecx,-0x24(%rsp)
mov    %edi,%ebx
sar    %ebx
lea    (%r9,%r9,1),%esi
add    $0xfffffffe,%esi
lea    (%r9,%r9,1),%r14d
add    $0xffffffff,%r14d
mov    %edi,%edx
mov    %r9d,%ecx
shl    %cl,%edx
movslq %edx,%rcx
mov    %rcx,-0x10(%rsp)
cmp    $0x2,%ebp
cmovl  %r11d,%ebp
xor    %ecx,%ecx
mov    %r9,-0x8(%rsp)
mov    %r10d,-0x20(%rsp)
mov    %esi,-0x28(%rsp)
mov    %r14d,-0x2c(%rsp)
jmp    1196 <bayer_unshuffle_preview+0x96>
nop
mov    -0x30(%rsp),%ecx
add    $0x1,%ecx
add    -0x10(%rsp),%rax
cmp    -0x34(%rsp),%ecx
je     1292 <bayer_unshuffle_preview+0x192>
test   %r10d,%r10d
mov    %ecx,-0x30(%rsp)
jle    1180 <bayer_unshuffle_preview+0x80>
xor    %r13d,%r13d
jmp    11dd <bayer_unshuffle_preview+0xdd>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
mov    %esi,%ecx
sar    %cl,%edx
mov    %dl,(%r8)
mov    -0x18(%rsp),%edx
mov    %r14d,%ecx
sar    %cl,%edx
mov    %dl,0x1(%r8)
mov    -0x14(%rsp),%edx
mov    %esi,%ecx
sar    %cl,%edx
mov    %dl,0x2(%r8)
add    $0x1,%r13d
add    $0x3,%r8
cmp    %r10d,%r13d
je     1180 <bayer_unshuffle_preview+0x80>
movq   $0x0,-0x1c(%rsp)
movl   $0x0,-0x14(%rsp)
mov    $0x0,%edx
cmp    $0x1f,%r9d
je     11b0 <bayer_unshuffle_preview+0xb0>
mov    %r13d,%r15d
mov    -0x24(%rsp),%ecx
shl    %cl,%r15d
xor    %r12d,%r12d
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
mov    %r12d,%ecx
and    $0x1,%ecx
mov    %r12d,%esi
imul   %edi,%esi
add    %r15d,%esi
xor    %r10d,%r10d
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
mov    %r10d,%r11d
and    $0x1,%r11d
mov    %r11d,%r14d
xor    $0x1,%r14d
add    %ecx,%r14d
mov    %r10d,%r9d
shr    %r9d
add    %esi,%r9d
test   %r11d,%r11d
mov    $0x0,%edx
cmove  %ebx,%edx
add    %r9d,%edx
movslq %edx,%rdx
movzbl (%rax,%rdx,1),%edx
add    %edx,-0x1c(%rsp,%r14,4)
add    $0x1,%r10d
cmp    %r10d,%ebp
jne    1230 <bayer_unshuffle_preview+0x130>
add    $0x1,%r12d
cmp    %ebp,%r12d
jne    1210 <bayer_unshuffle_preview+0x110>
mov    -0x1c(%rsp),%edx
mov    -0x8(%rsp),%r9
mov    -0x20(%rsp),%r10d
mov    -0x28(%rsp),%esi
mov    -0x2c(%rsp),%r14d
jmp    11b0 <bayer_unshuffle_preview+0xb0>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @bayer_unshuffle_preview(i32 %0, i32 %1, i32 %2, i8* %3, i8* %4) {
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i8*
%10 = alloca i8*
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
%13 = alloca i32
%14 = alloca i32
%15 = alloca i32
%16 = alloca [3 x i32]
%17 = alloca i32
%18 = alloca i32
%19 = alloca i32
store i32 %0, i32* %6
store i32 %1, i32* %7
store i32 %2, i32* %8
store i8* %3, i8** %9
store i8* %4, i8** %10
%20 = load i32, i32* %6
%21 = load i32, i32* %8
%22 = ashr i32 %20, %21
store i32 %22, i32* %17
%23 = load i32, i32* %7
%24 = load i32, i32* %8
%25 = ashr i32 %23, %24
store i32 %25, i32* %18
%26 = load i32, i32* %8
%27 = shl i32 1, %26
store i32 %27, i32* %19
store i32 0, i32* %14
br label %28
28: ; preds = %129, %5
%29 = load i32, i32* %14
%30 = load i32, i32* %18
%31 = icmp slt i32 %29, %30
br i1 %31, label %32, label %138
32: ; preds = %28
store i32 0, i32* %13
br label %33
33: ; preds = %123, %32
%34 = load i32, i32* %13
%35 = load i32, i32* %17
%36 = icmp slt i32 %34, %35
br i1 %36, label %37, label %128
37: ; preds = %33
%38 = getelementptr inbounds [3 x i32], [3 x i32]* %16, i64 0, i64 0
store i32 0, i32* %38
%39 = getelementptr inbounds [3 x i32], [3 x i32]* %16, i64 0, i64 1
store i32 0, i32* %39
%40 = getelementptr inbounds [3 x i32], [3 x i32]* %16, i64 0, i64 2
store i32 0, i32* %40
store i32 0, i32* %12
br label %41
41: ; preds = %92, %37
%42 = load i32, i32* %12
%43 = load i32, i32* %19
%44 = icmp slt i32 %42, %43
br i1 %44, label %45, label %95
45: ; preds = %41
store i32 0, i32* %11
br label %46
46: ; preds = %88, %45
%47 = load i32, i32* %11
%48 = load i32, i32* %19
%49 = icmp slt i32 %47, %48
br i1 %49, label %50, label %91
50: ; preds = %46
%51 = load i32, i32* %11
%52 = and i32 %51, 1
%53 = sub nsw i32 1, %52
%54 = load i32, i32* %12
%55 = and i32 %54, 1
%56 = add nsw i32 %53, %55
store i32 %56, i32* %15
%57 = load i8*, i8** %9
%58 = load i32, i32* %12
%59 = load i32, i32* %6
%60 = mul nsw i32 %58, %59
%61 = load i32, i32* %13
%62 = load i32, i32* %8
%63 = sub nsw i32 %62, 1
%64 = shl i32 %61, %63
%65 = add nsw i32 %60, %64
%66 = load i32, i32* %11
%67 = ashr i32 %66, 1
%68 = add nsw i32 %65, %67
%69 = load i32, i32* %11
%70 = and i32 %69, 1
%71 = icmp ne i32 %70, 0
br i1 %71, label %72, label %73
72: ; preds = %50
br label %76
73: ; preds = %50
%74 = load i32, i32* %6
%75 = ashr i32 %74, 1
br label %76
76: ; preds = %73, %72
%77 = phi i32 [ 0, %72 ], [ %75, %73 ]
%78 = add nsw i32 %68, %77
%79 = sext i32 %78 to i64
%80 = getelementptr inbounds i8, i8* %57, i64 %79
%81 = load i8, i8* %80
%82 = zext i8 %81 to i32
%83 = load i32, i32* %15
%84 = sext i32 %83 to i64
%85 = getelementptr inbounds [3 x i32], [3 x i32]* %16, i64 0, i64 %84
%86 = load i32, i32* %85
%87 = add nsw i32 %86, %82
store i32 %87, i32* %85
br label %88
88: ; preds = %76
%89 = load i32, i32* %11
%90 = add nsw i32 %89, 1
store i32 %90, i32* %11
br label %46
91: ; preds = %46
br label %92
92: ; preds = %91
%93 = load i32, i32* %12
%94 = add nsw i32 %93, 1
store i32 %94, i32* %12
br label %41
95: ; preds = %41
%96 = getelementptr inbounds [3 x i32], [3 x i32]* %16, i64 0, i64 0
%97 = load i32, i32* %96
%98 = load i32, i32* %8
%99 = mul nsw i32 2, %98
%100 = sub nsw i32 %99, 2
%101 = ashr i32 %97, %100
%102 = trunc i32 %101 to i8
%103 = load i8*, i8** %10
%104 = getelementptr inbounds i8, i8* %103, i64 0
store i8 %102, i8* %104
%105 = getelementptr inbounds [3 x i32], [3 x i32]* %16, i64 0, i64 1
%106 = load i32, i32* %105
%107 = load i32, i32* %8
%108 = mul nsw i32 2, %107
%109 = sub nsw i32 %108, 1
%110 = ashr i32 %106, %109
%111 = trunc i32 %110 to i8
%112 = load i8*, i8** %10
%113 = getelementptr inbounds i8, i8* %112, i64 1
store i8 %111, i8* %113
%114 = getelementptr inbounds [3 x i32], [3 x i32]* %16, i64 0, i64 2
%115 = load i32, i32* %114
%116 = load i32, i32* %8
%117 = mul nsw i32 2, %116
%118 = sub nsw i32 %117, 2
%119 = ashr i32 %115, %118
%120 = trunc i32 %119 to i8
%121 = load i8*, i8** %10
%122 = getelementptr inbounds i8, i8* %121, i64 2
store i8 %120, i8* %122
br label %123
123: ; preds = %95
%124 = load i32, i32* %13
%125 = add nsw i32 %124, 1
store i32 %125, i32* %13
%126 = load i8*, i8** %10
%127 = getelementptr inbounds i8, i8* %126, i64 3
store i8* %127, i8** %10
br label %33
128: ; preds = %33
br label %129
129: ; preds = %128
%130 = load i32, i32* %14
%131 = add nsw i32 %130, 1
store i32 %131, i32* %14
%132 = load i32, i32* %6
%133 = load i32, i32* %8
%134 = shl i32 %132, %133
%135 = load i8*, i8** %9
%136 = sext i32 %134 to i64
%137 = getelementptr inbounds i8, i8* %135, i64 %136
store i8* %137, i8** %9
br label %28
138: ; preds = %28
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @bayer_unshuffle_preview(i32 %0, i32 %1, i32 %2, i8* nocapture %3, i8* nocapture writeonly %4) {
%6 = alloca [3 x i32]
%7 = bitcast [3 x i32]* %6 to i8*
%8 = ashr i32 %0, %2
%9 = ashr i32 %1, %2
%10 = icmp sgt i32 %9, 0
br i1 %10, label %11, label %85
11: ; preds = %5
%12 = shl nuw i32 1, %2
%13 = icmp sgt i32 %8, 0
%14 = getelementptr inbounds [3 x i32], [3 x i32]* %6, i64 0, i64 0
%15 = getelementptr inbounds [3 x i32], [3 x i32]* %6, i64 0, i64 1
%16 = getelementptr inbounds [3 x i32], [3 x i32]* %6, i64 0, i64 2
%17 = icmp eq i32 %2, 31
%18 = add nsw i32 %2, -1
%19 = ashr i32 %0, 1
%20 = shl nsw i32 %2, 1
%21 = add nsw i32 %20, -2
%22 = add nsw i32 %20, -1
%23 = shl i32 %0, %2
%24 = sext i32 %23 to i64
%25 = call i32 @llvm.smax.i32(i32 %12, i32 1)
br label %26
26: ; preds = %11, %80
%27 = phi i8* [ %3, %11 ], [ %83, %80 ]
%28 = phi i8* [ %4, %11 ], [ %81, %80 ]
%29 = phi i32 [ 0, %11 ], [ %82, %80 ]
br i1 %13, label %30, label %80
30: ; preds = %26, %65
%31 = phi i8* [ %78, %65 ], [ %28, %26 ]
%32 = phi i32 [ %77, %65 ], [ 0, %26 ]
store i32 0, i32* %14
store i32 0, i32* %15
store i32 0, i32* %16
br i1 %17, label %65, label %33
33: ; preds = %30
%34 = shl i32 %32, %18
br label %35
35: ; preds = %60, %33
%36 = phi i32 [ 0, %33 ], [ %61, %60 ]
%37 = and i32 %36, 1
%38 = mul nsw i32 %36, %0
%39 = add nsw i32 %38, %34
br label %40
40: ; preds = %35, %40
%41 = phi i32 [ 0, %35 ], [ %58, %40 ]
%42 = and i32 %41, 1
%43 = xor i32 %42, 1
%44 = add nuw nsw i32 %43, %37
%45 = lshr i32 %41, 1
%46 = add nsw i32 %39, %45
%47 = icmp eq i32 %42, 0
%48 = select i1 %47, i32 %19, i32 0
%49 = add nsw i32 %46, %48
%50 = sext i32 %49 to i64
%51 = getelementptr inbounds i8, i8* %27, i64 %50
%52 = load i8, i8* %51
%53 = zext i8 %52 to i32
%54 = zext i32 %44 to i64
%55 = getelementptr inbounds [3 x i32], [3 x i32]* %6, i64 0, i64 %54
%56 = load i32, i32* %55
%57 = add nsw i32 %56, %53
store i32 %57, i32* %55
%58 = add nuw nsw i32 %41, 1
%59 = icmp eq i32 %58, %25
br i1 %59, label %60, label %40
60: ; preds = %40
%61 = add nuw nsw i32 %36, 1
%62 = icmp eq i32 %61, %25
br i1 %62, label %63, label %35
63: ; preds = %60
%64 = load i32, i32* %14
br label %65
65: ; preds = %63, %30
%66 = phi i32 [ %64, %63 ], [ 0, %30 ]
%67 = ashr i32 %66, %21
%68 = trunc i32 %67 to i8
store i8 %68, i8* %31
%69 = load i32, i32* %15
%70 = ashr i32 %69, %22
%71 = trunc i32 %70 to i8
%72 = getelementptr inbounds i8, i8* %31, i64 1
store i8 %71, i8* %72
%73 = load i32, i32* %16
%74 = ashr i32 %73, %21
%75 = trunc i32 %74 to i8
%76 = getelementptr inbounds i8, i8* %31, i64 2
store i8 %75, i8* %76
%77 = add nuw nsw i32 %32, 1
%78 = getelementptr inbounds i8, i8* %31, i64 3
%79 = icmp eq i32 %77, %8
br i1 %79, label %80, label %30
80: ; preds = %65, %26
%81 = phi i8* [ %28, %26 ], [ %78, %65 ]
%82 = add nuw nsw i32 %29, 1
%83 = getelementptr inbounds i8, i8* %27, i64 %24
%84 = icmp eq i32 %82, %9
br i1 %84, label %85, label %26
85: ; preds = %80, %5
ret void
}