void blur_diffuse(int *in, int *out, int w, int h) {
  int i;
  int *in11, *in21, *in12, *in10, *in01;
  int *out11;
  int edge;
  in10 = in + 1;
  in01 = in + w;
  in11 = in + w + 1;
  in21 = in + w + 2;
  in12 = in + w * 2 + 1;
  out11 = out + w + 1;
  for (i = 0; i < (w * h) - w * 2 - 1; i++) {
    edge = *in10 + *in21 + *in12 + *in01;
    edge = (edge << 2) - edge;
    *out11 = (((*in11) << 2) + edge) >> 4;
    in11++;
    in21++;
    in12++;
    in10++;
    in01++;
    out11++;
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<blur_diffuse>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
mov    %ecx,-0x18(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
add    $0x4,%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x48(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
add    $0x4,%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
add    $0x8,%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
shl    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
add    $0x4,%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
add    $0x4,%rax
mov    %rax,-0x50(%rbp)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
imul   -0x18(%rbp),%ecx
mov    -0x14(%rbp),%edx
shl    $0x1,%edx
sub    %edx,%ecx
sub    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    1248 <blur_diffuse+0x148>
mov    -0x40(%rbp),%rax
mov    (%rax),%eax
mov    -0x30(%rbp),%rcx
add    (%rcx),%eax
mov    -0x38(%rbp),%rcx
add    (%rcx),%eax
mov    -0x48(%rbp),%rcx
add    (%rcx),%eax
mov    %eax,-0x54(%rbp)
mov    -0x54(%rbp),%eax
shl    $0x2,%eax
sub    -0x54(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x54(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    (%rax),%ecx
shl    $0x2,%ecx
add    -0x54(%rbp),%ecx
sar    $0x4,%ecx
mov    -0x50(%rbp),%rax
mov    %ecx,(%rax)
mov    -0x28(%rbp),%rax
add    $0x4,%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rax
add    $0x4,%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%rax
add    $0x4,%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    -0x40(%rbp),%rax
add    $0x4,%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
mov    -0x48(%rbp),%rax
add    $0x4,%rax
mov    %rax,-0x48(%rbp)
mov    -0x50(%rbp),%rax
add    $0x4,%rax
mov    %rax,-0x50(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1199 <blur_diffuse+0x99>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<blur_diffuse>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
lea    (%rdx,%rdx,1),%ebx
imul   %edx,%ecx
mov    %ebx,%eax
not    %eax
add    %ecx,%eax
test   %eax,%eax
jle    12ac <blur_diffuse+0x1ac>
movslq %edx,%r11
lea    (%rdi,%r11,4),%r15
lea    (%rsi,%r11,4),%rdx
movslq %ebx,%r14
lea    (%rdi,%r14,4),%r8
lea    0x8(%r15),%r10
sub    %ebx,%ecx
add    $0xfffffffe,%ecx
xor    %r9d,%r9d
cmp    $0x3,%ecx
jb     1269 <blur_diffuse+0x169>
lea    (%rsi,%r11,4),%r12
add    $0x4,%r12
lea    (%r11,%rcx,1),%rbx
lea    0x8(%rsi,%rbx,4),%rsi
lea    (%rdi,%rbx,4),%rbx
add    $0xc,%rbx
mov    %rbx,-0x8(%rsp)
lea    0x0(,%r14,4),%rbp
or     $0x4,%rbp
add    %rdi,%rbp
lea    (%r14,%rcx,1),%rbx
lea    (%rdi,%rbx,4),%r13
add    $0x8,%r13
lea    0x4(%rdi),%rbx
lea    (%rdi,%rcx,4),%rax
add    $0x8,%rax
cmp    -0x8(%rsp),%r12
setb   -0x8(%rsp)
cmp    %rsi,%r15
setb   -0x9(%rsp)
cmp    %r13,%r12
setb   %r13b
cmp    %rsi,%rbp
setb   -0xa(%rsp)
cmp    %rax,%r12
setb   %bpl
cmp    %rsi,%rbx
setb   %r12b
mov    -0x9(%rsp),%al
test   %al,-0x8(%rsp)
jne    1269 <blur_diffuse+0x169>
and    -0xa(%rsp),%r13b
jne    1269 <blur_diffuse+0x169>
and    %r12b,%bpl
jne    1269 <blur_diffuse+0x169>
lea    0x1(%rcx),%rax
mov    %rax,%r9
and    $0xfffffffffffffffc,%r9
lea    (%r15,%r9,4),%r15
lea    (%r8,%r9,4),%r8
lea    (%rdi,%r9,4),%rdi
lea    (%rdx,%r9,4),%r12
lea    (%r10,%r9,4),%r10
add    $0x4,%rdx
mov    %r9,%rsi
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movdqu (%rbx),%xmm0
movdqu -0x4(%rbx,%r11,4),%xmm1
movdqu (%rbx,%r11,4),%xmm2
movdqu 0x4(%rbx,%r11,4),%xmm3
paddd  %xmm0,%xmm3
movdqu (%rbx,%r14,4),%xmm0
paddd  %xmm1,%xmm0
paddd  %xmm3,%xmm0
pslld  $0x2,%xmm2
paddd  %xmm0,%xmm2
paddd  %xmm0,%xmm0
paddd  %xmm0,%xmm2
psrad  $0x4,%xmm2
movdqu %xmm2,(%rdx)
add    $0x10,%rbx
add    $0x10,%rdx
add    $0xfffffffffffffffc,%rsi
jne    1210 <blur_diffuse+0x110>
cmp    %r9,%rax
jne    126c <blur_diffuse+0x16c>
jmp    12ac <blur_diffuse+0x1ac>
mov    %rdx,%r12
not    %r9d
add    %r9d,%ecx
add    $0x2,%ecx
xor    %edx,%edx
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    (%r10,%rdx,4),%esi
add    0x4(%rdi,%rdx,4),%esi
add    0x4(%r8,%rdx,4),%esi
add    (%r15,%rdx,4),%esi
lea    (%rsi,%rsi,2),%esi
mov    0x4(%r15,%rdx,4),%ebp
lea    (%rsi,%rbp,4),%esi
sar    $0x4,%esi
mov    %esi,0x4(%r12,%rdx,4)
add    $0x1,%rdx
cmp    %edx,%ecx
jne    1280 <blur_diffuse+0x180>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

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

LLVM IR (-O2):
define void @blur_diffuse(i32* nocapture %0, i32* nocapture writeonly %1, i32 %2, i32 %3) {
%5 = sext i32 %2 to i64
%6 = getelementptr i32, i32* %0, i64 %5
%7 = shl nsw i32 %2, 1
%8 = mul nsw i32 %3, %2
%9 = xor i32 %7, -1
%10 = add i32 %8, %9
%11 = icmp sgt i32 %10, 0
br i1 %11, label %12, label %126
12: ; preds = %4
%13 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %5
%14 = sext i32 %7 to i64
%15 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %14
%16 = getelementptr inbounds i32, i32* %6, i64 2
%17 = sub i32 %8, %7
%18 = add i32 %17, -2
%19 = zext i32 %18 to i64
%20 = add nuw nsw i64 %19, 1
%21 = icmp ult i32 %18, 3
br i1 %21, label %93, label %22
22: ; preds = %12
%23 = add nsw i64 %5, 1
%24 = getelementptr i32, i32* %1, i64 %23
%25 = sub i32 %8, %7
%26 = add i32 %25, -2
%27 = zext i32 %26 to i64
%28 = add nsw i64 %5, %27
%29 = add nsw i64 %28, 2
%30 = getelementptr i32, i32* %1, i64 %29
%31 = add nsw i64 %28, 3
%32 = getelementptr i32, i32* %0, i64 %31
%33 = or i64 %14, 1
%34 = getelementptr i32, i32* %0, i64 %33
%35 = add nsw i64 %14, %27
%36 = add nsw i64 %35, 2
%37 = getelementptr i32, i32* %0, i64 %36
%38 = getelementptr i32, i32* %0, i64 1
%39 = add nuw nsw i64 %27, 2
%40 = getelementptr i32, i32* %0, i64 %39
%41 = icmp ult i32* %24, %32
%42 = icmp ult i32* %6, %30
%43 = and i1 %41, %42
%44 = icmp ult i32* %24, %37
%45 = icmp ult i32* %34, %30
%46 = and i1 %44, %45
%47 = or i1 %43, %46
%48 = icmp ult i32* %24, %40
%49 = icmp ult i32* %38, %30
%50 = and i1 %48, %49
%51 = or i1 %47, %50
br i1 %51, label %93, label %52
52: ; preds = %22
%53 = and i64 %20, 8589934588
%54 = getelementptr i32, i32* %6, i64 %53
%55 = getelementptr i32, i32* %15, i64 %53
%56 = getelementptr i32, i32* %0, i64 %53
%57 = getelementptr i32, i32* %13, i64 %53
%58 = trunc i64 %53 to i32
%59 = getelementptr i32, i32* %16, i64 %53
%60 = getelementptr i32, i32* %15, i64 1
%61 = getelementptr i32, i32* %0, i64 1
%62 = getelementptr i32, i32* %13, i64 1
br label %63
63: ; preds = %63, %52
%64 = phi i64 [ 0, %52 ], [ %89, %63 ]
%65 = getelementptr i32, i32* %6, i64 %64
%66 = getelementptr i32, i32* %16, i64 %64
%67 = getelementptr inbounds i32, i32* %62, i64 %64
%68 = getelementptr inbounds i32, i32* %61, i64 %64
%69 = getelementptr inbounds i32, i32* %60, i64 %64
%70 = getelementptr inbounds i32, i32* %65, i64 1
%71 = bitcast i32* %68 to <4 x i32>*
%72 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %71
%73 = bitcast i32* %66 to <4 x i32>*
%74 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %73
%75 = add nsw <4 x i32> %74, %72
%76 = bitcast i32* %69 to <4 x i32>*
%77 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %76
%78 = add nsw <4 x i32> %75, %77
%79 = bitcast i32* %65 to <4 x i32>*
%80 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %79
%81 = add nsw <4 x i32> %78, %80
%82 = mul <4 x i32> %81, <i32 3, i32 3, i32 3, i32 3>
%83 = bitcast i32* %70 to <4 x i32>*
%84 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %83
%85 = shl <4 x i32> %84, <i32 2, i32 2, i32 2, i32 2>
%86 = add nsw <4 x i32> %85, %82
%87 = ashr <4 x i32> %86, <i32 4, i32 4, i32 4, i32 4>
%88 = bitcast i32* %67 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %87, <4 x i32>* %88
%89 = add nuw i64 %64, 4
%90 = icmp eq i64 %89, %53
br i1 %90, label %91, label %63
91: ; preds = %63
%92 = icmp eq i64 %20, %53
br i1 %92, label %126, label %93
93: ; preds = %22, %12, %91
%94 = phi i32* [ %6, %22 ], [ %6, %12 ], [ %54, %91 ]
%95 = phi i32* [ %15, %22 ], [ %15, %12 ], [ %55, %91 ]
%96 = phi i32* [ %0, %22 ], [ %0, %12 ], [ %56, %91 ]
%97 = phi i32* [ %13, %22 ], [ %13, %12 ], [ %57, %91 ]
%98 = phi i32 [ 0, %22 ], [ 0, %12 ], [ %58, %91 ]
%99 = phi i32* [ %16, %22 ], [ %16, %12 ], [ %59, %91 ]
br label %100
100: ; preds = %93, %100
%101 = phi i32* [ %110, %100 ], [ %94, %93 ]
%102 = phi i32* [ %109, %100 ], [ %95, %93 ]
%103 = phi i32* [ %108, %100 ], [ %96, %93 ]
%104 = phi i32* [ %107, %100 ], [ %97, %93 ]
%105 = phi i32 [ %124, %100 ], [ %98, %93 ]
%106 = phi i32* [ %123, %100 ], [ %99, %93 ]
%107 = getelementptr inbounds i32, i32* %104, i64 1
%108 = getelementptr inbounds i32, i32* %103, i64 1
%109 = getelementptr inbounds i32, i32* %102, i64 1
%110 = getelementptr inbounds i32, i32* %101, i64 1
%111 = load i32, i32* %108
%112 = load i32, i32* %106
%113 = add nsw i32 %112, %111
%114 = load i32, i32* %109
%115 = add nsw i32 %113, %114
%116 = load i32, i32* %101
%117 = add nsw i32 %115, %116
%118 = mul i32 %117, 3
%119 = load i32, i32* %110
%120 = shl i32 %119, 2
%121 = add nsw i32 %120, %118
%122 = ashr i32 %121, 4
store i32 %122, i32* %107
%123 = getelementptr inbounds i32, i32* %106, i64 1
%124 = add nuw nsw i32 %105, 1
%125 = icmp eq i32 %124, %10
br i1 %125, label %126, label %100
126: ; preds = %100, %91, %4
ret void
}