float SSIMPatch(float *PatchImg, float *PatchTemplate, float Mean, float TMean,
                float Var, float TVar, int f) {
  float d, weight, CoC, acu;
  int i;
  weight = 0.0;
  d = 0.0;
  CoC = 0.0;
  acu = 0;
  float eps = 0.001;
  for (i = 0; i < (2 * f + 1) * (2 * f + 1) * (2 * f + 1); i++) {
    CoC = CoC + (PatchImg[i] - Mean) * (PatchTemplate[i] - TMean);
    acu++;
  }
  CoC = CoC / acu;
  if (CoC < 0)
    CoC = 0;
  d = (2 * Mean * TMean + eps) * (2 * CoC + eps);
  d = d / ((Mean * Mean + TMean * TMean + eps) * (Var + TVar + eps));
  return d;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<SSIMPatch>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
movss  %xmm0,-0x14(%rbp)
movss  %xmm1,-0x18(%rbp)
movss  %xmm2,-0x1c(%rbp)
movss  %xmm3,-0x20(%rbp)
mov    %edx,-0x24(%rbp)
xorps  %xmm0,%xmm0
movss  %xmm0,-0x2c(%rbp)
xorps  %xmm0,%xmm0
movss  %xmm0,-0x28(%rbp)
xorps  %xmm0,%xmm0
movss  %xmm0,-0x30(%rbp)
xorps  %xmm0,%xmm0
movss  %xmm0,-0x34(%rbp)
movss  0xeb5(%rip),%xmm0
movss  %xmm0,-0x3c(%rbp)
movl   $0x0,-0x38(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%eax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
shl    $0x1,%ecx
add    $0x1,%ecx
mov    -0x24(%rbp),%edx
shl    $0x1,%edx
add    $0x1,%edx
imul   %edx,%ecx
mov    -0x24(%rbp),%edx
shl    $0x1,%edx
add    $0x1,%edx
imul   %edx,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    11d9 <SSIMPatch+0xd9>
movss  -0x30(%rbp),%xmm1
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x38(%rbp),%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
subss  -0x14(%rbp),%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x38(%rbp),%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm2
subss  -0x18(%rbp),%xmm2
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
movss  %xmm0,-0x30(%rbp)
movss  0xe47(%rip),%xmm0
addss  -0x34(%rbp),%xmm0
movss  %xmm0,-0x34(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x38(%rbp)
jmp    1157 <SSIMPatch+0x57>
movss  -0x30(%rbp),%xmm0
divss  -0x34(%rbp),%xmm0
movss  %xmm0,-0x30(%rbp)
xorps  %xmm0,%xmm0
ucomiss -0x30(%rbp),%xmm0
jbe    11fd <SSIMPatch+0xfd>
xorps  %xmm0,%xmm0
movss  %xmm0,-0x30(%rbp)
movss  0xdff(%rip),%xmm0
mulss  -0x14(%rbp),%xmm0
movss  -0x18(%rbp),%xmm2
movss  -0x3c(%rbp),%xmm1
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
movss  -0x30(%rbp),%xmm1
movss  -0x3c(%rbp),%xmm2
addss  %xmm1,%xmm1
addss  %xmm2,%xmm1
mulss  %xmm1,%xmm0
movss  %xmm0,-0x28(%rbp)
movss  -0x28(%rbp),%xmm0
movss  -0x14(%rbp),%xmm1
movss  -0x14(%rbp),%xmm3
movss  -0x18(%rbp),%xmm2
mulss  -0x18(%rbp),%xmm2
mulss  %xmm3,%xmm1
addss  %xmm2,%xmm1
addss  -0x3c(%rbp),%xmm1
movss  -0x1c(%rbp),%xmm2
addss  -0x20(%rbp),%xmm2
addss  -0x3c(%rbp),%xmm2
mulss  %xmm2,%xmm1
divss  %xmm1,%xmm0
movss  %xmm0,-0x28(%rbp)
movss  -0x28(%rbp),%xmm0
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<SSIMPatch>:
lea    (%rdx,%rdx,1),%ecx
add    $0x1,%ecx
mov    %ecx,%eax
imul   %ecx,%eax
imul   %ecx,%eax
test   %eax,%eax
jle    1126 <SSIMPatch+0x26>
cmp    $0x1,%eax
jne    1133 <SSIMPatch+0x33>
xorps  %xmm5,%xmm5
movss  0xee2(%rip),%xmm4
xor    %eax,%eax
jmp    11a4 <SSIMPatch+0xa4>
movss  0xed2(%rip),%xmm6
jmp    11c2 <SSIMPatch+0xc2>
mov    %eax,%ecx
add    $0xffffffffffffffff,%rcx
xorps  %xmm4,%xmm4
xor    %eax,%eax
movss  0xebd(%rip),%xmm8
xorps  %xmm5,%xmm5
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
movss  (%rdi,%rax,4),%xmm7
movss  0x4(%rdi,%rax,4),%xmm9
subss  %xmm0,%xmm7
movss  (%rsi,%rax,4),%xmm6
subss  %xmm1,%xmm6
mulss  %xmm7,%xmm6
addss  %xmm5,%xmm6
movss  0x4(%rsi,%rax,4),%xmm5
addss  %xmm8,%xmm4
subss  %xmm0,%xmm9
subss  %xmm1,%xmm5
mulss  %xmm9,%xmm5
addss  %xmm6,%xmm5
addss  %xmm8,%xmm4
add    $0x2,%rax
cmp    %rax,%rcx
jne    1150 <SSIMPatch+0x50>
addss  0xe60(%rip),%xmm4
movss  (%rdi,%rax,4),%xmm7
subss  %xmm0,%xmm7
movss  (%rsi,%rax,4),%xmm6
subss  %xmm1,%xmm6
mulss  %xmm7,%xmm6
addss  %xmm5,%xmm6
divss  %xmm4,%xmm6
xorps  %xmm4,%xmm4
maxss  %xmm6,%xmm4
movaps %xmm0,%xmm5
addss  %xmm0,%xmm5
unpcklps %xmm4,%xmm5
movaps 0xe36(%rip),%xmm6
movss  %xmm1,%xmm6
mulps  %xmm5,%xmm6
addps  0xe38(%rip),%xmm6
movaps %xmm6,%xmm4
shufps $0x55,%xmm6,%xmm4
mulss  %xmm6,%xmm4
mulss  %xmm1,%xmm1
mulss  %xmm0,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
movss  0xe01(%rip),%xmm1
addss  %xmm1,%xmm0
addss  %xmm3,%xmm2
addss  %xmm1,%xmm2
mulss  %xmm0,%xmm2
divss  %xmm2,%xmm4
movaps %xmm4,%xmm0
ret

LLVM IR (-O0):
define float @SSIMPatch(float* %0, float* %1, float %2, float %3, float %4, float %5, i32 %6) {
%8 = alloca float*
%9 = alloca float*
%10 = alloca float
%11 = alloca float
%12 = alloca float
%13 = alloca float
%14 = alloca i32
%15 = alloca float
%16 = alloca float
%17 = alloca float
%18 = alloca float
%19 = alloca i32
%20 = alloca float
store float* %0, float** %8
store float* %1, float** %9
store float %2, float* %10
store float %3, float* %11
store float %4, float* %12
store float %5, float* %13
store i32 %6, i32* %14
store float 0.000000e+00, float* %16
store float 0.000000e+00, float* %15
store float 0.000000e+00, float* %17
store float 0.000000e+00, float* %18
store float 0x3F50624DE0000000, float* %20
store i32 0, i32* %19
br label %21
21: ; preds = %54, %7
%22 = load i32, i32* %19
%23 = load i32, i32* %14
%24 = mul nsw i32 2, %23
%25 = add nsw i32 %24, 1
%26 = load i32, i32* %14
%27 = mul nsw i32 2, %26
%28 = add nsw i32 %27, 1
%29 = mul nsw i32 %25, %28
%30 = load i32, i32* %14
%31 = mul nsw i32 2, %30
%32 = add nsw i32 %31, 1
%33 = mul nsw i32 %29, %32
%34 = icmp slt i32 %22, %33
br i1 %34, label %35, label %57
35: ; preds = %21
%36 = load float, float* %17
%37 = load float*, float** %8
%38 = load i32, i32* %19
%39 = sext i32 %38 to i64
%40 = getelementptr inbounds float, float* %37, i64 %39
%41 = load float, float* %40
%42 = load float, float* %10
%43 = fsub float %41, %42
%44 = load float*, float** %9
%45 = load i32, i32* %19
%46 = sext i32 %45 to i64
%47 = getelementptr inbounds float, float* %44, i64 %46
%48 = load float, float* %47
%49 = load float, float* %11
%50 = fsub float %48, %49
%51 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %43, float %50, float %36)
store float %51, float* %17
%52 = load float, float* %18
%53 = fadd float %52, 1.000000e+00
store float %53, float* %18
br label %54
54: ; preds = %35
%55 = load i32, i32* %19
%56 = add nsw i32 %55, 1
store i32 %56, i32* %19
br label %21
57: ; preds = %21
%58 = load float, float* %17
%59 = load float, float* %18
%60 = fdiv float %58, %59
store float %60, float* %17
%61 = load float, float* %17
%62 = fcmp olt float %61, 0.000000e+00
br i1 %62, label %63, label %64
63: ; preds = %57
store float 0.000000e+00, float* %17
br label %64
64: ; preds = %63, %57
%65 = load float, float* %10
%66 = fmul float 2.000000e+00, %65
%67 = load float, float* %11
%68 = load float, float* %20
%69 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %66, float %67, float %68)
%70 = load float, float* %17
%71 = load float, float* %20
%72 = call float @llvm.fmuladd.f32(float 2.000000e+00, float %70, float %71)
%73 = fmul float %69, %72
store float %73, float* %15
%74 = load float, float* %15
%75 = load float, float* %10
%76 = load float, float* %10
%77 = load float, float* %11
%78 = load float, float* %11
%79 = fmul float %77, %78
%80 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %75, float %76, float %79)
%81 = load float, float* %20
%82 = fadd float %80, %81
%83 = load float, float* %12
%84 = load float, float* %13
%85 = fadd float %83, %84
%86 = load float, float* %20
%87 = fadd float %85, %86
%88 = fmul float %82, %87
%89 = fdiv float %74, %88
store float %89, float* %15
%90 = load float, float* %15
ret float %90
}

LLVM IR (-O2):
define float @SSIMPatch(float* nocapture %0, float* nocapture %1, float %2, float %3, float %4, float %5, i32 %6) {
%8 = shl nsw i32 %6, 1
%9 = or i32 %8, 1
%10 = mul nsw i32 %9, %9
%11 = mul i32 %10, %9
%12 = icmp sgt i32 %11, 0
br i1 %12, label %13, label %59
13: ; preds = %7
%14 = icmp eq i32 %11, 1
br i1 %14, label %45, label %15
15: ; preds = %13
%16 = zext i32 %11 to i64
%17 = add nsw i64 %16, -1
br label %18
18: ; preds = %18, %15
%19 = phi i64 [ 0, %15 ], [ %40, %18 ]
%20 = phi float [ 0.000000e+00, %15 ], [ %39, %18 ]
%21 = phi float [ 0.000000e+00, %15 ], [ %38, %18 ]
%22 = phi i64 [ 0, %15 ], [ %41, %18 ]
%23 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %19
%24 = load float, float* %23
%25 = fsub float %24, %2
%26 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 %19
%27 = load float, float* %26
%28 = fsub float %27, %3
%29 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %25, float %28, float %21)
%30 = fadd float %20, 1.000000e+00
%31 = or i64 %19, 1
%32 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %31
%33 = load float, float* %32
%34 = fsub float %33, %2
%35 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 %31
%36 = load float, float* %35
%37 = fsub float %36, %3
%38 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %34, float %37, float %29)
%39 = fadd float %30, 1.000000e+00
%40 = add nuw nsw i64 %19, 2
%41 = add i64 %22, 2
%42 = icmp eq i64 %41, %17
br i1 %42, label %43, label %18
43: ; preds = %18
%44 = fadd float %39, 1.000000e+00
br label %45
45: ; preds = %43, %13
%46 = phi float [ undef, %13 ], [ %38, %43 ]
%47 = phi float [ undef, %13 ], [ %39, %43 ]
%48 = phi i64 [ 0, %13 ], [ %40, %43 ]
%49 = phi float [ 1.000000e+00, %13 ], [ %44, %43 ]
%50 = phi float [ 0.000000e+00, %13 ], [ %38, %43 ]
%51 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %48
%52 = load float, float* %51
%53 = fsub float %52, %2
%54 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 %48
%55 = load float, float* %54
%56 = fsub float %55, %3
%57 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %53, float %56, float %50)
%58 = fdiv float %57, %49
br label %59
59: ; preds = %45, %7
%60 = phi float [ %58, %45 ], [ 0x7FF8000000000000, %7 ]
%61 = fcmp olt float %60, 0.000000e+00
%62 = select i1 %61, float 0.000000e+00, float %60
%63 = fmul float %2, 2.000000e+00
%64 = insertelement <2 x float> poison, float %63, i64 0
%65 = insertelement <2 x float> %64, float %62, i64 1
%66 = insertelement <2 x float> <float poison, float 2.000000e+00>, float %3, i64 0
%67 = call <2 x float> @llvm.fmuladd.v2f32(<2 x float> %65, <2 x float> %66, <2 x float> <float 0x3F50624DE0000000, float 0x3F50624DE0000000>)
%68 = shufflevector <2 x float> %67, <2 x float> poison, <2 x i32> <i32 1, i32 undef>
%69 = fmul <2 x float> %67, %68
%70 = extractelement <2 x float> %69, i64 0
%71 = fmul float %3, %3
%72 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %2, float %2, float %71)
%73 = fadd float %72, 0x3F50624DE0000000
%74 = fadd float %4, %5
%75 = fadd float %74, 0x3F50624DE0000000
%76 = fmul float %73, %75
%77 = fdiv float %70, %76
ret float %77
}