unsigned char averagePixel(unsigned char *image8, unsigned width,
                           unsigned height) {
  unsigned sum = 0;
  for (int i = 0; i < width * height; i++) {
    sum += image8[i];
  }
  sum /= (width * height);
  return (unsigned char)sum;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<averagePixel>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
imul   -0x10(%rbp),%ecx
cmp    %ecx,%eax
jae    114e <averagePixel+0x4e>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
movzbl (%rax,%rcx,1),%eax
add    -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    111c <averagePixel+0x1c>
mov    -0xc(%rbp),%ecx
imul   -0x10(%rbp),%ecx
mov    -0x14(%rbp),%eax
xor    %edx,%edx
div    %ecx
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
movzbl %al,%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<averagePixel>:
imul   %edx,%esi
test   %esi,%esi
je     1118 <averagePixel+0x18>
mov    %esi,%r9d
cmp    $0x8,%esi
jae    111f <averagePixel+0x1f>
xor    %edx,%edx
xor    %eax,%eax
jmp    1200 <averagePixel+0x100>
xor    %eax,%eax
jmp    120f <averagePixel+0x10f>
mov    %r9d,%edx
and    $0xfffffff8,%edx
lea    -0x8(%rdx),%rax
mov    %rax,%r8
shr    $0x3,%r8
add    $0x1,%r8
test   %rax,%rax
je     1214 <averagePixel+0x114>
mov    %r8,%rcx
and    $0xfffffffffffffffe,%rcx
pxor   %xmm2,%xmm2
xor    %eax,%eax
pxor   %xmm0,%xmm0
pxor   %xmm1,%xmm1
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
movd   (%rdi,%rax,1),%xmm3
movd   0x4(%rdi,%rax,1),%xmm4
punpcklbw %xmm2,%xmm3
punpcklwd %xmm2,%xmm3
paddd  %xmm0,%xmm3
punpcklbw %xmm2,%xmm4
punpcklwd %xmm2,%xmm4
paddd  %xmm1,%xmm4
movd   0x8(%rdi,%rax,1),%xmm0
movd   0xc(%rdi,%rax,1),%xmm1
punpcklbw %xmm2,%xmm0
punpcklwd %xmm2,%xmm0
paddd  %xmm3,%xmm0
punpcklbw %xmm2,%xmm1
punpcklwd %xmm2,%xmm1
paddd  %xmm4,%xmm1
add    $0x10,%rax
add    $0xfffffffffffffffe,%rcx
jne    1160 <averagePixel+0x60>
test   $0x1,%r8b
je     11de <averagePixel+0xde>
movd   (%rdi,%rax,1),%xmm2
movd   0x4(%rdi,%rax,1),%xmm3
pxor   %xmm4,%xmm4
punpcklbw %xmm4,%xmm2
punpcklwd %xmm4,%xmm2
paddd  %xmm2,%xmm0
punpcklbw %xmm4,%xmm3
punpcklwd %xmm4,%xmm3
paddd  %xmm3,%xmm1
paddd  %xmm1,%xmm0
pshufd $0xee,%xmm0,%xmm1
paddd  %xmm0,%xmm1
pshufd $0x55,%xmm1,%xmm0
paddd  %xmm1,%xmm0
movd   %xmm0,%eax
cmp    %r9,%rdx
je     120f <averagePixel+0x10f>
nopl   (%rax)
movzbl (%rdi,%rdx,1),%ecx
add    %ecx,%eax
add    $0x1,%rdx
cmp    %rdx,%r9
jne    1200 <averagePixel+0x100>
xor    %edx,%edx
div    %esi
ret
pxor   %xmm0,%xmm0
xor    %eax,%eax
pxor   %xmm1,%xmm1
test   $0x1,%r8b
jne    11b7 <averagePixel+0xb7>
jmp    11de <averagePixel+0xde>

LLVM IR (-O0):
define zeroext i8 @averagePixel(i8* %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = alloca i8*
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
store i8* %0, i8** %4
store i32 %1, i32* %5
store i32 %2, i32* %6
store i32 0, i32* %7
store i32 0, i32* %8
br label %9
9: ; preds = %24, %3
%10 = load i32, i32* %8
%11 = load i32, i32* %5
%12 = load i32, i32* %6
%13 = mul i32 %11, %12
%14 = icmp ult i32 %10, %13
br i1 %14, label %15, label %27
15: ; preds = %9
%16 = load i8*, i8** %4
%17 = load i32, i32* %8
%18 = sext i32 %17 to i64
%19 = getelementptr inbounds i8, i8* %16, i64 %18
%20 = load i8, i8* %19
%21 = zext i8 %20 to i32
%22 = load i32, i32* %7
%23 = add i32 %22, %21
store i32 %23, i32* %7
br label %24
24: ; preds = %15
%25 = load i32, i32* %8
%26 = add nsw i32 %25, 1
store i32 %26, i32* %8
br label %9
27: ; preds = %9
%28 = load i32, i32* %5
%29 = load i32, i32* %6
%30 = mul i32 %28, %29
%31 = load i32, i32* %7
%32 = udiv i32 %31, %30
store i32 %32, i32* %7
%33 = load i32, i32* %7
%34 = trunc i32 %33 to i8
ret i8 %34
}

LLVM IR (-O2):
define zeroext i8 @averagePixel(i8* nocapture %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = mul i32 %2, %1
%5 = icmp eq i32 %4, 0
br i1 %5, label %74, label %6
6: ; preds = %3
%7 = zext i32 %4 to i64
%8 = icmp ult i32 %4, 8
br i1 %8, label %71, label %9
9: ; preds = %6
%10 = and i64 %7, 4294967288
%11 = add nsw i64 %10, -8
%12 = lshr exact i64 %11, 3
%13 = add nuw nsw i64 %12, 1
%14 = and i64 %13, 1
%15 = icmp eq i64 %11, 0
br i1 %15, label %47, label %16
16: ; preds = %9
%17 = and i64 %13, 4611686018427387902
br label %18
18: ; preds = %18, %16
%19 = phi i64 [ 0, %16 ], [ %44, %18 ]
%20 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %16 ], [ %42, %18 ]
%21 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %16 ], [ %43, %18 ]
%22 = phi i64 [ 0, %16 ], [ %45, %18 ]
%23 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %19
%24 = bitcast i8* %23 to <4 x i8>*
%25 = load <4 x i8>, <4 x i8>* %24
%26 = getelementptr inbounds i8, i8* %23, i64 4
%27 = bitcast i8* %26 to <4 x i8>*
%28 = load <4 x i8>, <4 x i8>* %27
%29 = zext <4 x i8> %25 to <4 x i32>
%30 = zext <4 x i8> %28 to <4 x i32>
%31 = add <4 x i32> %20, %29
%32 = add <4 x i32> %21, %30
%33 = or i64 %19, 8
%34 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %33
%35 = bitcast i8* %34 to <4 x i8>*
%36 = load <4 x i8>, <4 x i8>* %35
%37 = getelementptr inbounds i8, i8* %34, i64 4
%38 = bitcast i8* %37 to <4 x i8>*
%39 = load <4 x i8>, <4 x i8>* %38
%40 = zext <4 x i8> %36 to <4 x i32>
%41 = zext <4 x i8> %39 to <4 x i32>
%42 = add <4 x i32> %31, %40
%43 = add <4 x i32> %32, %41
%44 = add nuw i64 %19, 16
%45 = add i64 %22, 2
%46 = icmp eq i64 %45, %17
br i1 %46, label %47, label %18
47: ; preds = %18, %9
%48 = phi <4 x i32> [ undef, %9 ], [ %42, %18 ]
%49 = phi <4 x i32> [ undef, %9 ], [ %43, %18 ]
%50 = phi i64 [ 0, %9 ], [ %44, %18 ]
%51 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %9 ], [ %42, %18 ]
%52 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %9 ], [ %43, %18 ]
%53 = icmp eq i64 %14, 0
br i1 %53, label %65, label %54
54: ; preds = %47
%55 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %50
%56 = bitcast i8* %55 to <4 x i8>*
%57 = load <4 x i8>, <4 x i8>* %56
%58 = getelementptr inbounds i8, i8* %55, i64 4
%59 = bitcast i8* %58 to <4 x i8>*
%60 = load <4 x i8>, <4 x i8>* %59
%61 = zext <4 x i8> %57 to <4 x i32>
%62 = zext <4 x i8> %60 to <4 x i32>
%63 = add <4 x i32> %51, %61
%64 = add <4 x i32> %52, %62
br label %65
65: ; preds = %47, %54
%66 = phi <4 x i32> [ %48, %47 ], [ %63, %54 ]
%67 = phi <4 x i32> [ %49, %47 ], [ %64, %54 ]
%68 = add <4 x i32> %67, %66
%69 = call i32 @llvm.vector.reduce.add.v4i32(<4 x i32> %68)
%70 = icmp eq i64 %10, %7
br i1 %70, label %74, label %71
71: ; preds = %6, %65
%72 = phi i64 [ 0, %6 ], [ %10, %65 ]
%73 = phi i32 [ 0, %6 ], [ %69, %65 ]
br label %78
74: ; preds = %78, %65, %3
%75 = phi i32 [ 0, %3 ], [ %69, %65 ], [ %84, %78 ]
%76 = udiv i32 %75, %4
%77 = trunc i32 %76 to i8
ret i8 %77
78: ; preds = %71, %78
%79 = phi i64 [ %85, %78 ], [ %72, %71 ]
%80 = phi i32 [ %84, %78 ], [ %73, %71 ]
%81 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %79
%82 = load i8, i8* %81
%83 = zext i8 %82 to i32
%84 = add i32 %80, %83
%85 = add nuw nsw i64 %79, 1
%86 = icmp eq i64 %85, %7
br i1 %86, label %74, label %78
}