void decode_block(unsigned char *in, unsigned char *out) {
  out[0] = (unsigned char)(in[0] << 2 | in[1] >> 4);
  out[1] = (unsigned char)(in[1] << 4 | in[2] >> 2);
  out[2] = (unsigned char)(((in[2] << 6) & 0xc0) | in[3]);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<decode_block>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movzbl (%rax),%eax
shl    $0x2,%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movzbl 0x1(%rcx),%ecx
sar    $0x4,%ecx
or     %ecx,%eax
mov    %al,%cl
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %cl,(%rax)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movzbl 0x1(%rax),%eax
shl    $0x4,%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movzbl 0x2(%rcx),%ecx
sar    $0x2,%ecx
or     %ecx,%eax
mov    %al,%cl
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %cl,0x1(%rax)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movzbl 0x2(%rax),%eax
shl    $0x6,%eax
and    $0xc0,%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movzbl 0x3(%rcx),%ecx
or     %ecx,%eax
mov    %al,%cl
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %cl,0x2(%rax)
pop    %rbp
ret

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

LLVM IR (-O0):
define void @decode_block(i8* %0, i8* %1) {
%3 = alloca i8*
%4 = alloca i8*
store i8* %0, i8** %3
store i8* %1, i8** %4
%5 = load i8*, i8** %3
%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** %3
%11 = getelementptr inbounds i8, i8* %10, i64 1
%12 = load i8, i8* %11
%13 = zext i8 %12 to i32
%14 = ashr i32 %13, 4
%15 = or i32 %9, %14
%16 = trunc i32 %15 to i8
%17 = load i8*, i8** %4
%18 = getelementptr inbounds i8, i8* %17, i64 0
store i8 %16, i8* %18
%19 = load i8*, i8** %3
%20 = getelementptr inbounds i8, i8* %19, i64 1
%21 = load i8, i8* %20
%22 = zext i8 %21 to i32
%23 = shl i32 %22, 4
%24 = load i8*, i8** %3
%25 = getelementptr inbounds i8, i8* %24, i64 2
%26 = load i8, i8* %25
%27 = zext i8 %26 to i32
%28 = ashr i32 %27, 2
%29 = or i32 %23, %28
%30 = trunc i32 %29 to i8
%31 = load i8*, i8** %4
%32 = getelementptr inbounds i8, i8* %31, i64 1
store i8 %30, i8* %32
%33 = load i8*, i8** %3
%34 = getelementptr inbounds i8, i8* %33, i64 2
%35 = load i8, i8* %34
%36 = zext i8 %35 to i32
%37 = shl i32 %36, 6
%38 = and i32 %37, 192
%39 = load i8*, i8** %3
%40 = getelementptr inbounds i8, i8* %39, i64 3
%41 = load i8, i8* %40
%42 = zext i8 %41 to i32
%43 = or i32 %38, %42
%44 = trunc i32 %43 to i8
%45 = load i8*, i8** %4
%46 = getelementptr inbounds i8, i8* %45, i64 2
store i8 %44, i8* %46
ret void
}

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