void a4_to_a3(unsigned char *a3, unsigned char *a4) {
  a3[0] = (a4[0] << 2) + ((a4[1] & 0x30) >> 4);
  a3[1] = ((a4[1] & 0xf) << 4) + ((a4[2] & 0x3c) >> 2);
  a3[2] = ((a4[2] & 0x3) << 6) + a4[3];
}


x86 assembly (clang, -O0):
<a4_to_a3>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movzbl (%rax),%eax
shl    $0x2,%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
movzbl 0x1(%rcx),%ecx
and    $0x30,%ecx
sar    $0x4,%ecx
add    %ecx,%eax
mov    %al,%cl
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %cl,(%rax)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movzbl 0x1(%rax),%eax
and    $0xf,%eax
shl    $0x4,%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
movzbl 0x2(%rcx),%ecx
and    $0x3c,%ecx
sar    $0x2,%ecx
add    %ecx,%eax
mov    %al,%cl
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %cl,0x1(%rax)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movzbl 0x2(%rax),%eax
and    $0x3,%eax
shl    $0x6,%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
movzbl 0x3(%rcx),%ecx
add    %ecx,%eax
mov    %al,%cl
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %cl,0x2(%rax)
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<a4_to_a3>:
mov    (%rsi),%al
mov    0x1(%rsi),%cl
shl    $0x2,%al
shr    $0x4,%cl
and    $0x3,%cl
or     %al,%cl
mov    %cl,(%rdi)
mov    0x1(%rsi),%al
mov    0x2(%rsi),%cl
shl    $0x4,%al
shr    $0x2,%cl
and    $0xf,%cl
or     %al,%cl
mov    %cl,0x1(%rdi)
mov    0x2(%rsi),%al
shl    $0x6,%al
add    0x3(%rsi),%al
mov    %al,0x2(%rdi)
ret

LLVM IR (-O0):
define void @a4_to_a3(i8* %0, i8* %1) {
%3 = alloca i8*
%4 = alloca i8*
store i8* %0, i8** %3
store i8* %1, i8** %4
%5 = load i8*, i8** %4
%6 = getelementptr inbounds i8, i8* %5, i64 0
%7 = load i8, i8* %6
%8 = zext i8 %7 to i32
%9 = shl i32 %8, 2
%10 = load i8*, i8** %4
%11 = getelementptr inbounds i8, i8* %10, i64 1
%12 = load i8, i8* %11
%13 = zext i8 %12 to i32
%14 = and i32 %13, 48
%15 = ashr i32 %14, 4
%16 = add nsw i32 %9, %15
%17 = trunc i32 %16 to i8
%18 = load i8*, i8** %3
%19 = getelementptr inbounds i8, i8* %18, i64 0
store i8 %17, i8* %19
%20 = load i8*, i8** %4
%21 = getelementptr inbounds i8, i8* %20, i64 1
%22 = load i8, i8* %21
%23 = zext i8 %22 to i32
%24 = and i32 %23, 15
%25 = shl i32 %24, 4
%26 = load i8*, i8** %4
%27 = getelementptr inbounds i8, i8* %26, i64 2
%28 = load i8, i8* %27
%29 = zext i8 %28 to i32
%30 = and i32 %29, 60
%31 = ashr i32 %30, 2
%32 = add nsw i32 %25, %31
%33 = trunc i32 %32 to i8
%34 = load i8*, i8** %3
%35 = getelementptr inbounds i8, i8* %34, i64 1
store i8 %33, i8* %35
%36 = load i8*, i8** %4
%37 = getelementptr inbounds i8, i8* %36, i64 2
%38 = load i8, i8* %37
%39 = zext i8 %38 to i32
%40 = and i32 %39, 3
%41 = shl i32 %40, 6
%42 = load i8*, i8** %4
%43 = getelementptr inbounds i8, i8* %42, i64 3
%44 = load i8, i8* %43
%45 = zext i8 %44 to i32
%46 = add nsw i32 %41, %45
%47 = trunc i32 %46 to i8
%48 = load i8*, i8** %3
%49 = getelementptr inbounds i8, i8* %48, i64 2
store i8 %47, i8* %49
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @a4_to_a3(i8* nocapture writeonly %0, i8* nocapture %1) {
%3 = load i8, i8* %1
%4 = shl i8 %3, 2
%5 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 1
%6 = load i8, i8* %5
%7 = lshr i8 %6, 4
%8 = and i8 %7, 3
%9 = or i8 %8, %4
store i8 %9, i8* %0
%10 = load i8, i8* %5
%11 = shl i8 %10, 4
%12 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 2
%13 = load i8, i8* %12
%14 = lshr i8 %13, 2
%15 = and i8 %14, 15
%16 = or i8 %15, %11
%17 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 1
store i8 %16, i8* %17
%18 = load i8, i8* %12
%19 = shl i8 %18, 6
%20 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 3
%21 = load i8, i8* %20
%22 = add i8 %19, %21
%23 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 2
store i8 %22, i8* %23
ret void
}