#define NULL ((void *)0)
typedef unsigned long size_t; // Customize by platform.
typedef long intptr_t;
typedef unsigned long uintptr_t;
typedef long scalar_t__; // Either arithmetic or pointer type.
/* By default, we understand bool (as a convenience). */
typedef int bool;
#define false 0
#define true 1

/* Forward declarations */

/* Type definitions */
typedef int int8_t;
typedef int int16_t;

/* Variables and functions */
void yuv_to_mono(void *img_mono, const int16_t *img_yuv, const int height,
                 const int width, const int bit_channel) {
  int y, x, index_mono, index_yuv;
  int8_t *out8 = img_mono;
  int16_t *out16 = img_mono;
  const int pix_max = (1 << bit_channel) - 1;
  int value;
  index_mono = 0;
  index_yuv = 0;
  for (y = 1; y < (height - 1); y++) {
    for (x = 1; x < (width - 1); x++) {
      value = img_yuv[index_yuv];
      if (value < 0) {
        value = 0;
      } else if (value > pix_max) {
        value = pix_max;
      }
      if (bit_channel <= 8) {
        out8[index_mono] = value;
      } else if (bit_channel <= 16) {
        out16[index_mono] = value;
      }
      index_mono++;
      index_yuv += 3;
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<yuv_to_mono>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
mov    %ecx,-0x18(%rbp)
mov    %r8d,-0x1c(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
mov    $0x1,%eax
shl    %cl,%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x44(%rbp)
movl   $0x0,-0x28(%rbp)
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
movl   $0x1,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    121c <yuv_to_mono+0x11c>
movl   $0x1,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    1209 <yuv_to_mono+0x109>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x48(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x48(%rbp)
jge    1198 <yuv_to_mono+0x98>
movl   $0x0,-0x48(%rbp)
jmp    11af <yuv_to_mono+0xaf>
mov    -0x48(%rbp),%eax
cmp    -0x44(%rbp),%eax
jle    11aa <yuv_to_mono+0xaa>
mov    -0x44(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x48(%rbp)
jmp    11af <yuv_to_mono+0xaf>
cmpl   $0x8,-0x1c(%rbp)
jg     11cc <yuv_to_mono+0xcc>
mov    -0x48(%rbp),%edx
mov    -0x38(%rbp),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    11e9 <yuv_to_mono+0xe9>
cmpl   $0x10,-0x1c(%rbp)
jg     11e4 <yuv_to_mono+0xe4>
mov    -0x48(%rbp),%edx
mov    -0x40(%rbp),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    11e9 <yuv_to_mono+0xe9>
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x3,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    1163 <yuv_to_mono+0x63>
jmp    120e <yuv_to_mono+0x10e>
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    114b <yuv_to_mono+0x4b>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<yuv_to_mono>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r12
push   %rbx
mov    %ecx,%r9d
mov    $0xffffffff,%r15d
mov    %r8d,%ecx
shl    %cl,%r15d
cmp    $0x3,%edx
jl     11e9 <yuv_to_mono+0xe9>
not    %r15d
add    $0xffffffff,%edx
lea    -0x2(%r9),%r10d
and    $0xfffffffe,%r10d
xor    %r11d,%r11d
mov    $0x1,%r14d
xor    %r12d,%r12d
xor    %ecx,%ecx
jmp    1155 <yuv_to_mono+0x55>
xchg   %ax,%ax
add    $0x1,%r12
add    $0x3,%rcx
add    $0x1,%r14d
cmp    %edx,%r14d
je     11e9 <yuv_to_mono+0xe9>
cmp    $0x3,%r9d
jl     1148 <yuv_to_mono+0x48>
movslq %r12d,%r12
movslq %ecx,%rcx
jne    1190 <yuv_to_mono+0x90>
test   $0x1,%r9b
je     1148 <yuv_to_mono+0x48>
cmp    $0x10,%r8d
jg     1140 <yuv_to_mono+0x40>
mov    (%rsi,%rcx,4),%eax
cmp    %r15d,%eax
mov    %eax,%ebx
cmovg  %r15d,%ebx
test   %eax,%eax
cmovs  %r11d,%ebx
mov    %ebx,(%rdi,%r12,4)
jmp    1140 <yuv_to_mono+0x40>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %r10d,%ebp
jmp    11ad <yuv_to_mono+0xad>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
add    $0x2,%r12
add    $0x6,%rcx
add    $0xfffffffe,%ebp
je     1163 <yuv_to_mono+0x63>
cmp    $0x10,%r8d
jg     11c9 <yuv_to_mono+0xc9>
mov    (%rsi,%rcx,4),%ebx
cmp    %r15d,%ebx
mov    %ebx,%eax
cmovg  %r15d,%eax
test   %ebx,%ebx
cmovs  %r11d,%eax
mov    %eax,(%rdi,%r12,4)
cmp    $0x10,%r8d
jg     11a0 <yuv_to_mono+0xa0>
mov    0xc(%rsi,%rcx,4),%eax
cmp    %r15d,%eax
mov    %eax,%ebx
cmovg  %r15d,%ebx
test   %eax,%eax
cmovs  %r11d,%ebx
mov    %ebx,0x4(%rdi,%r12,4)
jmp    11a0 <yuv_to_mono+0xa0>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @yuv_to_mono(i8* %0, i32* %1, i32 %2, i32 %3, i32 %4) {
%6 = alloca i8*
%7 = alloca i32*
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
%13 = alloca i32
%14 = alloca i32
%15 = alloca i32*
%16 = alloca i32*
%17 = alloca i32
%18 = alloca i32
store i8* %0, i8** %6
store i32* %1, i32** %7
store i32 %2, i32* %8
store i32 %3, i32* %9
store i32 %4, i32* %10
%19 = load i8*, i8** %6
%20 = bitcast i8* %19 to i32*
store i32* %20, i32** %15
%21 = load i8*, i8** %6
%22 = bitcast i8* %21 to i32*
store i32* %22, i32** %16
%23 = load i32, i32* %10
%24 = shl i32 1, %23
%25 = sub nsw i32 %24, 1
store i32 %25, i32* %17
store i32 0, i32* %13
store i32 0, i32* %14
store i32 1, i32* %11
br label %26
26: ; preds = %81, %5
%27 = load i32, i32* %11
%28 = load i32, i32* %8
%29 = sub nsw i32 %28, 1
%30 = icmp slt i32 %27, %29
br i1 %30, label %31, label %84
31: ; preds = %26
store i32 1, i32* %12
br label %32
32: ; preds = %77, %31
%33 = load i32, i32* %12
%34 = load i32, i32* %9
%35 = sub nsw i32 %34, 1
%36 = icmp slt i32 %33, %35
br i1 %36, label %37, label %80
37: ; preds = %32
%38 = load i32*, i32** %7
%39 = load i32, i32* %14
%40 = sext i32 %39 to i64
%41 = getelementptr inbounds i32, i32* %38, i64 %40
%42 = load i32, i32* %41
store i32 %42, i32* %18
%43 = load i32, i32* %18
%44 = icmp slt i32 %43, 0
br i1 %44, label %45, label %46
45: ; preds = %37
store i32 0, i32* %18
br label %53
46: ; preds = %37
%47 = load i32, i32* %18
%48 = load i32, i32* %17
%49 = icmp sgt i32 %47, %48
br i1 %49, label %50, label %52
50: ; preds = %46
%51 = load i32, i32* %17
store i32 %51, i32* %18
br label %52
52: ; preds = %50, %46
br label %53
53: ; preds = %52, %45
%54 = load i32, i32* %10
%55 = icmp sle i32 %54, 8
br i1 %55, label %56, label %62
56: ; preds = %53
%57 = load i32, i32* %18
%58 = load i32*, i32** %15
%59 = load i32, i32* %13
%60 = sext i32 %59 to i64
%61 = getelementptr inbounds i32, i32* %58, i64 %60
store i32 %57, i32* %61
br label %72
62: ; preds = %53
%63 = load i32, i32* %10
%64 = icmp sle i32 %63, 16
br i1 %64, label %65, label %71
65: ; preds = %62
%66 = load i32, i32* %18
%67 = load i32*, i32** %16
%68 = load i32, i32* %13
%69 = sext i32 %68 to i64
%70 = getelementptr inbounds i32, i32* %67, i64 %69
store i32 %66, i32* %70
br label %71
71: ; preds = %65, %62
br label %72
72: ; preds = %71, %56
%73 = load i32, i32* %13
%74 = add nsw i32 %73, 1
store i32 %74, i32* %13
%75 = load i32, i32* %14
%76 = add nsw i32 %75, 3
store i32 %76, i32* %14
br label %77
77: ; preds = %72
%78 = load i32, i32* %12
%79 = add nsw i32 %78, 1
store i32 %79, i32* %12
br label %32
80: ; preds = %32
br label %81
81: ; preds = %80
%82 = load i32, i32* %11
%83 = add nsw i32 %82, 1
store i32 %83, i32* %11
br label %26
84: ; preds = %26
ret void
}

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