int conv(unsigned char *input, unsigned char *output, int height, int width) {
  int i;
  int j;
  unsigned char value;
  unsigned short *output_short = (unsigned short *)output;
  for (i = 0; i < height; i++) {
    for (j = 0; j < width; j++) {
      value = *(input + ((width * i) + j));
      unsigned short y_short = (unsigned short)(((unsigned short)value) << 8);
      *(output_short + ((i * width) + j)) = y_short;
    }
  }
  return 0;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<conv>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
mov    %ecx,-0x18(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    119f <conv+0x9f>
movl   $0x0,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jge    118c <conv+0x8c>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
imul   -0x1c(%rbp),%ecx
add    -0x20(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,1),%al
mov    %al,-0x21(%rbp)
movzbl -0x21(%rbp),%eax
movzwl %ax,%eax
shl    $0x8,%eax
mov    %ax,-0x32(%rbp)
mov    -0x32(%rbp),%dx
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
imul   -0x18(%rbp),%ecx
add    -0x20(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    %dx,(%rax,%rcx,2)
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    1134 <conv+0x34>
jmp    1191 <conv+0x91>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1121 <conv+0x21>
xor    %eax,%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<conv>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
mov    %rsi,-0x38(%rsp)
test   %edx,%edx
jle    1368 <conv+0x268>
movslq %ecx,%r9
mov    %edx,%r8d
mov    %r9d,%r13d
lea    (%r9,%r9,1),%r12
mov    %r13,%rax
add    %r13,%rax
mov    %rax,-0x10(%rsp)
mov    %r13d,%eax
and    $0xfffffff0,%eax
mov    %rax,-0x18(%rsp)
add    $0xfffffffffffffff0,%rax
mov    %rax,-0x20(%rsp)
mov    %rax,%rdx
shr    $0x4,%rdx
add    $0x1,%rdx
mov    %rdx,%rax
mov    %rdx,-0x28(%rsp)
and    $0xfffffffffffffffe,%rdx
mov    %rdx,-0x30(%rsp)
mov    %r13d,%eax
and    $0x3,%eax
mov    %rax,-0x8(%rsp)
mov    -0x38(%rsp),%rsi
lea    0x30(%rsi),%rbx
lea    0x18(%rdi),%rbp
xor    %r15d,%r15d
mov    %rdi,%r14
mov    %ecx,-0x3c(%rsp)
jmp    11a9 <conv+0xa9>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
add    $0x1,%r15
add    %r12,%rbx
add    %r9,%rbp
add    %r12,%rsi
add    %r9,%r14
cmp    %r8,%r15
je     1368 <conv+0x268>
test   %ecx,%ecx
jle    1190 <conv+0x90>
cmp    $0x10,%ecx
jae    11c0 <conv+0xc0>
xor    %r11d,%r11d
jmp    12d0 <conv+0x1d0>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %r8,%rcx
mov    %r12,%rax
imul   %r15,%rax
mov    -0x38(%rsp),%r8
lea    (%r8,%rax,1),%r10
mov    %r15,%r11
imul   %r9,%r11
lea    (%r11,%r13,1),%rdx
add    %rdi,%rdx
cmp    %rdx,%r10
jae    1206 <conv+0x106>
add    -0x10(%rsp),%rax
add    %r8,%rax
lea    (%rdi,%r11,1),%rdx
cmp    %rax,%rdx
jae    1206 <conv+0x106>
xor    %r11d,%r11d
mov    %rcx,%r8
mov    -0x3c(%rsp),%ecx
jmp    12d0 <conv+0x1d0>
cmpq   $0x0,-0x20(%rsp)
je     127b <conv+0x17b>
mov    -0x30(%rsp),%r10
xor    %eax,%eax
mov    -0x38(%rsp),%rdx
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
movq   -0x18(%rbp,%rax,1),%xmm0
movq   -0x10(%rbp,%rax,1),%xmm1
pxor   %xmm2,%xmm2
punpcklbw %xmm0,%xmm2
pxor   %xmm0,%xmm0
punpcklbw %xmm1,%xmm0
movdqu %xmm2,-0x30(%rbx,%rax,2)
movdqu %xmm0,-0x20(%rbx,%rax,2)
movq   -0x8(%rbp,%rax,1),%xmm0
movq   0x0(%rbp,%rax,1),%xmm1
pxor   %xmm2,%xmm2
punpcklbw %xmm0,%xmm2
pxor   %xmm0,%xmm0
punpcklbw %xmm1,%xmm0
movdqu %xmm2,-0x10(%rbx,%rax,2)
movdqu %xmm0,(%rbx,%rax,2)
add    $0x20,%rax
add    $0xfffffffffffffffe,%r10
jne    1220 <conv+0x120>
jmp    1282 <conv+0x182>
xor    %eax,%eax
mov    -0x38(%rsp),%rdx
testb  $0x1,-0x28(%rsp)
mov    %rcx,%r8
je     12b5 <conv+0x1b5>
add    %r11,%rax
movq   (%rdi,%rax,1),%xmm0
movq   0x8(%rdi,%rax,1),%xmm1
pxor   %xmm2,%xmm2
punpcklbw %xmm0,%xmm2
pxor   %xmm0,%xmm0
punpcklbw %xmm1,%xmm0
movdqu %xmm2,(%rdx,%rax,2)
movdqu %xmm0,0x10(%rdx,%rax,2)
mov    -0x18(%rsp),%rax
mov    %rax,%r11
cmp    %r13,%rax
mov    -0x3c(%rsp),%ecx
je     1190 <conv+0x90>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %r11,%r10
not    %r10
add    %r13,%r10
mov    -0x8(%rsp),%rdx
test   %rdx,%rdx
je     1307 <conv+0x207>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
movzbl (%r14,%r11,1),%eax
shl    $0x8,%eax
mov    %ax,(%rsi,%r11,2)
add    $0x1,%r11
add    $0xffffffffffffffff,%rdx
jne    12f0 <conv+0x1f0>
cmp    $0x3,%r10
jb     1190 <conv+0x90>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movzbl (%r14,%r11,1),%eax
shl    $0x8,%eax
mov    %ax,(%rsi,%r11,2)
movzbl 0x1(%r14,%r11,1),%eax
shl    $0x8,%eax
mov    %ax,0x2(%rsi,%r11,2)
movzbl 0x2(%r14,%r11,1),%eax
shl    $0x8,%eax
mov    %ax,0x4(%rsi,%r11,2)
movzbl 0x3(%r14,%r11,1),%eax
shl    $0x8,%eax
mov    %ax,0x6(%rsi,%r11,2)
add    $0x4,%r11
cmp    %r11,%r13
jne    1320 <conv+0x220>
jmp    1190 <conv+0x90>
xor    %eax,%eax
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @conv(i8* %0, i8* %1, i32 %2, i32 %3) {
%5 = alloca i8*
%6 = alloca i8*
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca i8
%12 = alloca i16*
%13 = alloca i16
store i8* %0, i8** %5
store i8* %1, i8** %6
store i32 %2, i32* %7
store i32 %3, i32* %8
%14 = load i8*, i8** %6
%15 = bitcast i8* %14 to i16*
store i16* %15, i16** %12
store i32 0, i32* %9
br label %16
16: ; preds = %53, %4
%17 = load i32, i32* %9
%18 = load i32, i32* %7
%19 = icmp slt i32 %17, %18
br i1 %19, label %20, label %56
20: ; preds = %16
store i32 0, i32* %10
br label %21
21: ; preds = %49, %20
%22 = load i32, i32* %10
%23 = load i32, i32* %8
%24 = icmp slt i32 %22, %23
br i1 %24, label %25, label %52
25: ; preds = %21
%26 = load i8*, i8** %5
%27 = load i32, i32* %8
%28 = load i32, i32* %9
%29 = mul nsw i32 %27, %28
%30 = load i32, i32* %10
%31 = add nsw i32 %29, %30
%32 = sext i32 %31 to i64
%33 = getelementptr inbounds i8, i8* %26, i64 %32
%34 = load i8, i8* %33
store i8 %34, i8* %11
%35 = load i8, i8* %11
%36 = zext i8 %35 to i16
%37 = zext i16 %36 to i32
%38 = shl i32 %37, 8
%39 = trunc i32 %38 to i16
store i16 %39, i16* %13
%40 = load i16, i16* %13
%41 = load i16*, i16** %12
%42 = load i32, i32* %9
%43 = load i32, i32* %8
%44 = mul nsw i32 %42, %43
%45 = load i32, i32* %10
%46 = add nsw i32 %44, %45
%47 = sext i32 %46 to i64
%48 = getelementptr inbounds i16, i16* %41, i64 %47
store i16 %40, i16* %48
br label %49
49: ; preds = %25
%50 = load i32, i32* %10
%51 = add nsw i32 %50, 1
store i32 %51, i32* %10
br label %21
52: ; preds = %21
br label %53
53: ; preds = %52
%54 = load i32, i32* %9
%55 = add nsw i32 %54, 1
store i32 %55, i32* %9
br label %16
56: ; preds = %16
ret i32 0
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @conv(i8* nocapture %0, i8* nocapture writeonly %1, i32 %2, i32 %3) {
%5 = bitcast i8* %1 to i16*
%6 = icmp sgt i32 %2, 0
br i1 %6, label %7, label %153
7: ; preds = %4
%8 = icmp sgt i32 %3, 0
%9 = sext i32 %3 to i64
%10 = zext i32 %2 to i64
%11 = zext i32 %3 to i64
%12 = shl nsw i64 %9, 1
%13 = shl nuw nsw i64 %11, 1
%14 = and i64 %11, 4294967280
%15 = add nsw i64 %14, -16
%16 = lshr exact i64 %15, 4
%17 = add nuw nsw i64 %16, 1
%18 = icmp ult i32 %3, 16
%19 = and i64 %11, 4294967280
%20 = and i64 %17, 1
%21 = icmp eq i64 %15, 0
%22 = and i64 %17, 2305843009213693950
%23 = icmp eq i64 %20, 0
%24 = icmp eq i64 %19, %11
%25 = and i64 %11, 3
%26 = icmp eq i64 %25, 0
br label %27
27: ; preds = %7, %150
%28 = phi i64 [ 0, %7 ], [ %151, %150 ]
%29 = mul i64 %12, %28
%30 = getelementptr i8, i8* %1, i64 %29
%31 = add i64 %13, %29
%32 = getelementptr i8, i8* %1, i64 %31
%33 = mul i64 %28, %9
%34 = getelementptr i8, i8* %0, i64 %33
%35 = add i64 %33, %11
%36 = getelementptr i8, i8* %0, i64 %35
br i1 %8, label %37, label %150
37: ; preds = %27
%38 = mul nsw i64 %28, %9
br i1 %18, label %100, label %39
39: ; preds = %37
%40 = icmp ult i8* %30, %36
%41 = icmp ult i8* %34, %32
%42 = and i1 %40, %41
br i1 %42, label %100, label %43
43: ; preds = %39
br i1 %21, label %81, label %44
44: ; preds = %43, %44
%45 = phi i64 [ %78, %44 ], [ 0, %43 ]
%46 = phi i64 [ %79, %44 ], [ 0, %43 ]
%47 = add nsw i64 %45, %38
%48 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %47
%49 = bitcast i8* %48 to <8 x i8>*
%50 = load <8 x i8>, <8 x i8>* %49
%51 = getelementptr inbounds i8, i8* %48, i64 8
%52 = bitcast i8* %51 to <8 x i8>*
%53 = load <8 x i8>, <8 x i8>* %52
%54 = zext <8 x i8> %50 to <8 x i16>
%55 = zext <8 x i8> %53 to <8 x i16>
%56 = shl nuw <8 x i16> %54, <i16 8, i16 8, i16 8, i16 8, i16 8, i16 8, i16 8, i16 8>
%57 = shl nuw <8 x i16> %55, <i16 8, i16 8, i16 8, i16 8, i16 8, i16 8, i16 8, i16 8>
%58 = getelementptr inbounds i16, i16* %5, i64 %47
%59 = bitcast i16* %58 to <8 x i16>*
store <8 x i16> %56, <8 x i16>* %59
%60 = getelementptr inbounds i16, i16* %58, i64 8
%61 = bitcast i16* %60 to <8 x i16>*
store <8 x i16> %57, <8 x i16>* %61
%62 = or i64 %45, 16
%63 = add nsw i64 %62, %38
%64 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %63
%65 = bitcast i8* %64 to <8 x i8>*
%66 = load <8 x i8>, <8 x i8>* %65
%67 = getelementptr inbounds i8, i8* %64, i64 8
%68 = bitcast i8* %67 to <8 x i8>*
%69 = load <8 x i8>, <8 x i8>* %68
%70 = zext <8 x i8> %66 to <8 x i16>
%71 = zext <8 x i8> %69 to <8 x i16>
%72 = shl nuw <8 x i16> %70, <i16 8, i16 8, i16 8, i16 8, i16 8, i16 8, i16 8, i16 8>
%73 = shl nuw <8 x i16> %71, <i16 8, i16 8, i16 8, i16 8, i16 8, i16 8, i16 8, i16 8>
%74 = getelementptr inbounds i16, i16* %5, i64 %63
%75 = bitcast i16* %74 to <8 x i16>*
store <8 x i16> %72, <8 x i16>* %75
%76 = getelementptr inbounds i16, i16* %74, i64 8
%77 = bitcast i16* %76 to <8 x i16>*
store <8 x i16> %73, <8 x i16>* %77
%78 = add nuw i64 %45, 32
%79 = add i64 %46, 2
%80 = icmp eq i64 %79, %22
br i1 %80, label %81, label %44
81: ; preds = %44, %43
%82 = phi i64 [ 0, %43 ], [ %78, %44 ]
br i1 %23, label %99, label %83
83: ; preds = %81
%84 = add nsw i64 %82, %38
%85 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %84
%86 = bitcast i8* %85 to <8 x i8>*
%87 = load <8 x i8>, <8 x i8>* %86
%88 = getelementptr inbounds i8, i8* %85, i64 8
%89 = bitcast i8* %88 to <8 x i8>*
%90 = load <8 x i8>, <8 x i8>* %89
%91 = zext <8 x i8> %87 to <8 x i16>
%92 = zext <8 x i8> %90 to <8 x i16>
%93 = shl nuw <8 x i16> %91, <i16 8, i16 8, i16 8, i16 8, i16 8, i16 8, i16 8, i16 8>
%94 = shl nuw <8 x i16> %92, <i16 8, i16 8, i16 8, i16 8, i16 8, i16 8, i16 8, i16 8>
%95 = getelementptr inbounds i16, i16* %5, i64 %84
%96 = bitcast i16* %95 to <8 x i16>*
store <8 x i16> %93, <8 x i16>* %96
%97 = getelementptr inbounds i16, i16* %95, i64 8
%98 = bitcast i16* %97 to <8 x i16>*
store <8 x i16> %94, <8 x i16>* %98
br label %99
99: ; preds = %81, %83
br i1 %24, label %150, label %100
100: ; preds = %39, %37, %99
%101 = phi i64 [ 0, %39 ], [ 0, %37 ], [ %19, %99 ]
%102 = xor i64 %101, -1
%103 = add nsw i64 %102, %11
br i1 %26, label %116, label %104
104: ; preds = %100, %104
%105 = phi i64 [ %113, %104 ], [ %101, %100 ]
%106 = phi i64 [ %114, %104 ], [ 0, %100 ]
%107 = add nsw i64 %105, %38
%108 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %107
%109 = load i8, i8* %108
%110 = zext i8 %109 to i16
%111 = shl nuw i16 %110, 8
%112 = getelementptr inbounds i16, i16* %5, i64 %107
store i16 %111, i16* %112
%113 = add nuw nsw i64 %105, 1
%114 = add i64 %106, 1
%115 = icmp eq i64 %114, %25
br i1 %115, label %116, label %104
116: ; preds = %104, %100
%117 = phi i64 [ %101, %100 ], [ %113, %104 ]
%118 = icmp ult i64 %103, 3
br i1 %118, label %150, label %119
119: ; preds = %116, %119
%120 = phi i64 [ %148, %119 ], [ %117, %116 ]
%121 = add nsw i64 %120, %38
%122 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %121
%123 = load i8, i8* %122
%124 = zext i8 %123 to i16
%125 = shl nuw i16 %124, 8
%126 = getelementptr inbounds i16, i16* %5, i64 %121
store i16 %125, i16* %126
%127 = add nuw nsw i64 %120, 1
%128 = add nsw i64 %127, %38
%129 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %128
%130 = load i8, i8* %129
%131 = zext i8 %130 to i16
%132 = shl nuw i16 %131, 8
%133 = getelementptr inbounds i16, i16* %5, i64 %128
store i16 %132, i16* %133
%134 = add nuw nsw i64 %120, 2
%135 = add nsw i64 %134, %38
%136 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %135
%137 = load i8, i8* %136
%138 = zext i8 %137 to i16
%139 = shl nuw i16 %138, 8
%140 = getelementptr inbounds i16, i16* %5, i64 %135
store i16 %139, i16* %140
%141 = add nuw nsw i64 %120, 3
%142 = add nsw i64 %141, %38
%143 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %142
%144 = load i8, i8* %143
%145 = zext i8 %144 to i16
%146 = shl nuw i16 %145, 8
%147 = getelementptr inbounds i16, i16* %5, i64 %142
store i16 %146, i16* %147
%148 = add nuw nsw i64 %120, 4
%149 = icmp eq i64 %148, %11
br i1 %149, label %150, label %119
150: ; preds = %116, %119, %99, %27
%151 = add nuw nsw i64 %28, 1
%152 = icmp eq i64 %151, %10
br i1 %152, label %153, label %27
153: ; preds = %150, %4
ret i32 0
}