float WSSIMPatch(float *PatchImg, float *PatchTemplate, float *kernel,
                 float Mean, float TMean, float Var, float TVar, int f) {
  float d, weight, CoC;
  int i;
  weight = 0.0;
  d = 0.0;
  CoC = 0.0;
  float eps = 0.000001;
  for (i = 0; i < (2 * f + 1) * (2 * f + 1) * (2 * f + 1); i++) {
    CoC = CoC + (PatchImg[i] - Mean) * (PatchTemplate[i] - TMean) * kernel[i];
    weight = weight + kernel[i];
  }
  CoC = CoC / weight;
  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):
<WSSIMPatch>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
movss  %xmm0,-0x1c(%rbp)
movss  %xmm1,-0x20(%rbp)
movss  %xmm2,-0x24(%rbp)
movss  %xmm3,-0x28(%rbp)
mov    %ecx,-0x2c(%rbp)
xorps  %xmm0,%xmm0
movss  %xmm0,-0x34(%rbp)
xorps  %xmm0,%xmm0
movss  %xmm0,-0x30(%rbp)
xorps  %xmm0,%xmm0
movss  %xmm0,-0x38(%rbp)
movss  0xeb9(%rip),%xmm0
movss  %xmm0,-0x40(%rbp)
movl   $0x0,-0x3c(%rbp)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
shl    $0x1,%ecx
add    $0x1,%ecx
mov    -0x2c(%rbp),%edx
shl    $0x1,%edx
add    $0x1,%edx
imul   %edx,%ecx
mov    -0x2c(%rbp),%edx
shl    $0x1,%edx
add    $0x1,%edx
imul   %edx,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    11eb <WSSIMPatch+0xeb>
movss  -0x38(%rbp),%xmm1
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x3c(%rbp),%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
subss  -0x1c(%rbp),%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x3c(%rbp),%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm2
subss  -0x20(%rbp),%xmm2
mulss  %xmm2,%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x3c(%rbp),%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm2
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
movss  %xmm0,-0x38(%rbp)
movss  -0x34(%rbp),%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x3c(%rbp),%rcx
addss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
movss  %xmm0,-0x34(%rbp)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
jmp    1153 <WSSIMPatch+0x53>
movss  -0x38(%rbp),%xmm0
divss  -0x34(%rbp),%xmm0
movss  %xmm0,-0x38(%rbp)
xorps  %xmm0,%xmm0
ucomiss -0x38(%rbp),%xmm0
jbe    120f <WSSIMPatch+0x10f>
xorps  %xmm0,%xmm0
movss  %xmm0,-0x38(%rbp)
movss  0xded(%rip),%xmm0
mulss  -0x1c(%rbp),%xmm0
movss  -0x20(%rbp),%xmm2
movss  -0x40(%rbp),%xmm1
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
movss  -0x38(%rbp),%xmm1
movss  -0x40(%rbp),%xmm2
addss  %xmm1,%xmm1
addss  %xmm2,%xmm1
mulss  %xmm1,%xmm0
movss  %xmm0,-0x30(%rbp)
movss  -0x30(%rbp),%xmm0
movss  -0x1c(%rbp),%xmm1
movss  -0x1c(%rbp),%xmm3
movss  -0x20(%rbp),%xmm2
mulss  -0x20(%rbp),%xmm2
mulss  %xmm3,%xmm1
addss  %xmm2,%xmm1
addss  -0x40(%rbp),%xmm1
movss  -0x24(%rbp),%xmm2
addss  -0x28(%rbp),%xmm2
addss  -0x40(%rbp),%xmm2
mulss  %xmm2,%xmm1
divss  %xmm1,%xmm0
movss  %xmm0,-0x30(%rbp)
movss  -0x30(%rbp),%xmm0
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<WSSIMPatch>:
add    %ecx,%ecx
add    $0x1,%ecx
mov    %ecx,%eax
imul   %ecx,%eax
imul   %ecx,%eax
test   %eax,%eax
jle    1123 <WSSIMPatch+0x23>
cmp    $0x1,%eax
jne    1130 <WSSIMPatch+0x30>
xorps  %xmm5,%xmm5
xor    %eax,%eax
xorps  %xmm4,%xmm4
jmp    11a5 <WSSIMPatch+0xa5>
movss  0xed5(%rip),%xmm6
jmp    11d0 <WSSIMPatch+0xd0>
mov    %eax,%ecx
add    $0xffffffffffffffff,%rcx
xorps  %xmm8,%xmm8
xor    %eax,%eax
xorps  %xmm4,%xmm4
nop
movss  (%rdi,%rax,4),%xmm7
movss  0x4(%rdi,%rax,4),%xmm9
subss  %xmm0,%xmm7
movss  (%rsi,%rax,4),%xmm6
movss  0x4(%rsi,%rax,4),%xmm5
subss  %xmm1,%xmm6
mulss  %xmm7,%xmm6
movss  (%rdx,%rax,4),%xmm7
movss  0x4(%rdx,%rax,4),%xmm10
mulss  %xmm7,%xmm6
addss  %xmm8,%xmm6
addss  %xmm7,%xmm4
subss  %xmm0,%xmm9
subss  %xmm1,%xmm5
mulss  %xmm9,%xmm5
mulss  %xmm10,%xmm5
addss  %xmm6,%xmm5
addss  %xmm10,%xmm4
add    $0x2,%rax
movaps %xmm5,%xmm8
cmp    %rax,%rcx
jne    1140 <WSSIMPatch+0x40>
movss  (%rdi,%rax,4),%xmm7
subss  %xmm0,%xmm7
movss  (%rsi,%rax,4),%xmm6
subss  %xmm1,%xmm6
mulss  %xmm7,%xmm6
movss  (%rdx,%rax,4),%xmm7
mulss  %xmm7,%xmm6
addss  %xmm5,%xmm6
addss  %xmm7,%xmm4
divss  %xmm4,%xmm6
xorps  %xmm4,%xmm4
maxss  %xmm6,%xmm4
movaps %xmm0,%xmm5
addss  %xmm0,%xmm5
unpcklps %xmm4,%xmm5
movaps 0xe28(%rip),%xmm6
movss  %xmm1,%xmm6
mulps  %xmm5,%xmm6
addps  0xe2a(%rip),%xmm6
movaps %xmm6,%xmm4
shufps $0x55,%xmm6,%xmm4
mulss  %xmm6,%xmm4
mulss  %xmm1,%xmm1
mulss  %xmm0,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
movss  0xdef(%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 @WSSIMPatch(float* %0, float* %1, float* %2, float %3, float %4, float %5, float %6, i32 %7) {
%9 = alloca float*
%10 = alloca float*
%11 = alloca float*
%12 = alloca float
%13 = alloca float
%14 = alloca float
%15 = alloca float
%16 = alloca i32
%17 = alloca float
%18 = alloca float
%19 = alloca float
%20 = alloca i32
%21 = alloca float
store float* %0, float** %9
store float* %1, float** %10
store float* %2, float** %11
store float %3, float* %12
store float %4, float* %13
store float %5, float* %14
store float %6, float* %15
store i32 %7, i32* %16
store float 0.000000e+00, float* %18
store float 0.000000e+00, float* %17
store float 0.000000e+00, float* %19
store float 0x3EB0C6F7A0000000, float* %21
store i32 0, i32* %20
br label %22
22: ; preds = %66, %8
%23 = load i32, i32* %20
%24 = load i32, i32* %16
%25 = mul nsw i32 2, %24
%26 = add nsw i32 %25, 1
%27 = load i32, i32* %16
%28 = mul nsw i32 2, %27
%29 = add nsw i32 %28, 1
%30 = mul nsw i32 %26, %29
%31 = load i32, i32* %16
%32 = mul nsw i32 2, %31
%33 = add nsw i32 %32, 1
%34 = mul nsw i32 %30, %33
%35 = icmp slt i32 %23, %34
br i1 %35, label %36, label %69
36: ; preds = %22
%37 = load float, float* %19
%38 = load float*, float** %9
%39 = load i32, i32* %20
%40 = sext i32 %39 to i64
%41 = getelementptr inbounds float, float* %38, i64 %40
%42 = load float, float* %41
%43 = load float, float* %12
%44 = fsub float %42, %43
%45 = load float*, float** %10
%46 = load i32, i32* %20
%47 = sext i32 %46 to i64
%48 = getelementptr inbounds float, float* %45, i64 %47
%49 = load float, float* %48
%50 = load float, float* %13
%51 = fsub float %49, %50
%52 = fmul float %44, %51
%53 = load float*, float** %11
%54 = load i32, i32* %20
%55 = sext i32 %54 to i64
%56 = getelementptr inbounds float, float* %53, i64 %55
%57 = load float, float* %56
%58 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %52, float %57, float %37)
store float %58, float* %19
%59 = load float, float* %18
%60 = load float*, float** %11
%61 = load i32, i32* %20
%62 = sext i32 %61 to i64
%63 = getelementptr inbounds float, float* %60, i64 %62
%64 = load float, float* %63
%65 = fadd float %59, %64
store float %65, float* %18
br label %66
66: ; preds = %36
%67 = load i32, i32* %20
%68 = add nsw i32 %67, 1
store i32 %68, i32* %20
br label %22
69: ; preds = %22
%70 = load float, float* %19
%71 = load float, float* %18
%72 = fdiv float %70, %71
store float %72, float* %19
%73 = load float, float* %19
%74 = fcmp olt float %73, 0.000000e+00
br i1 %74, label %75, label %76
75: ; preds = %69
store float 0.000000e+00, float* %19
br label %76
76: ; preds = %75, %69
%77 = load float, float* %12
%78 = fmul float 2.000000e+00, %77
%79 = load float, float* %13
%80 = load float, float* %21
%81 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %78, float %79, float %80)
%82 = load float, float* %19
%83 = load float, float* %21
%84 = call float @llvm.fmuladd.f32(float 2.000000e+00, float %82, float %83)
%85 = fmul float %81, %84
store float %85, float* %17
%86 = load float, float* %17
%87 = load float, float* %12
%88 = load float, float* %12
%89 = load float, float* %13
%90 = load float, float* %13
%91 = fmul float %89, %90
%92 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %87, float %88, float %91)
%93 = load float, float* %21
%94 = fadd float %92, %93
%95 = load float, float* %14
%96 = load float, float* %15
%97 = fadd float %95, %96
%98 = load float, float* %21
%99 = fadd float %97, %98
%100 = fmul float %94, %99
%101 = fdiv float %86, %100
store float %101, float* %17
%102 = load float, float* %17
ret float %102
}

LLVM IR (-O2):
define float @WSSIMPatch(float* nocapture %0, float* nocapture %1, float* nocapture %2, float %3, float %4, float %5, float %6, i32 %7) {
%9 = shl nsw i32 %7, 1
%10 = or i32 %9, 1
%11 = mul nsw i32 %10, %10
%12 = mul i32 %11, %10
%13 = icmp sgt i32 %12, 0
br i1 %13, label %14, label %68
14: ; preds = %8
%15 = icmp eq i32 %12, 1
br i1 %15, label %50, label %16
16: ; preds = %14
%17 = zext i32 %12 to i64
%18 = add nsw i64 %17, -1
br label %19
19: ; preds = %19, %16
%20 = phi i64 [ 0, %16 ], [ %47, %19 ]
%21 = phi float [ 0.000000e+00, %16 ], [ %45, %19 ]
%22 = phi float [ 0.000000e+00, %16 ], [ %46, %19 ]
%23 = phi i64 [ 0, %16 ], [ %48, %19 ]
%24 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %20
%25 = load float, float* %24
%26 = fsub float %25, %3
%27 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 %20
%28 = load float, float* %27
%29 = fsub float %28, %4
%30 = fmul float %26, %29
%31 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 %20
%32 = load float, float* %31
%33 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %30, float %32, float %21)
%34 = fadd float %22, %32
%35 = or i64 %20, 1
%36 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %35
%37 = load float, float* %36
%38 = fsub float %37, %3
%39 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 %35
%40 = load float, float* %39
%41 = fsub float %40, %4
%42 = fmul float %38, %41
%43 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 %35
%44 = load float, float* %43
%45 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %42, float %44, float %33)
%46 = fadd float %34, %44
%47 = add nuw nsw i64 %20, 2
%48 = add i64 %23, 2
%49 = icmp eq i64 %48, %18
br i1 %49, label %50, label %19
50: ; preds = %19, %14
%51 = phi float [ undef, %14 ], [ %45, %19 ]
%52 = phi float [ undef, %14 ], [ %46, %19 ]
%53 = phi i64 [ 0, %14 ], [ %47, %19 ]
%54 = phi float [ 0.000000e+00, %14 ], [ %45, %19 ]
%55 = phi float [ 0.000000e+00, %14 ], [ %46, %19 ]
%56 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %53
%57 = load float, float* %56
%58 = fsub float %57, %3
%59 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 %53
%60 = load float, float* %59
%61 = fsub float %60, %4
%62 = fmul float %58, %61
%63 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 %53
%64 = load float, float* %63
%65 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %62, float %64, float %54)
%66 = fadd float %55, %64
%67 = fdiv float %65, %66
br label %68
68: ; preds = %50, %8
%69 = phi float [ %67, %50 ], [ 0x7FF8000000000000, %8 ]
%70 = fcmp olt float %69, 0.000000e+00
%71 = select i1 %70, float 0.000000e+00, float %69
%72 = fmul float %3, 2.000000e+00
%73 = insertelement <2 x float> poison, float %72, i64 0
%74 = insertelement <2 x float> %73, float %71, i64 1
%75 = insertelement <2 x float> <float poison, float 2.000000e+00>, float %4, i64 0
%76 = call <2 x float> @llvm.fmuladd.v2f32(<2 x float> %74, <2 x float> %75, <2 x float> <float 0x3EB0C6F7A0000000, float 0x3EB0C6F7A0000000>)
%77 = shufflevector <2 x float> %76, <2 x float> poison, <2 x i32> <i32 1, i32 undef>
%78 = fmul <2 x float> %76, %77
%79 = extractelement <2 x float> %78, i64 0
%80 = fmul float %4, %4
%81 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %3, float %3, float %80)
%82 = fadd float %81, 0x3EB0C6F7A0000000
%83 = fadd float %5, %6
%84 = fadd float %83, 0x3EB0C6F7A0000000
%85 = fmul float %82, %84
%86 = fdiv float %79, %85
ret float %86
}