int integrate(int i0, int j0, int i1, int j1, unsigned char *img, int w) {
  int rv = 0;
  for (int i = i0; i < i1; ++i) {
    for (int j = j0; j < j1; ++j) {
      rv += (int)img[i * w + j];
    }
  }
  return rv;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<integrate>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %esi,-0x8(%rbp)
mov    %edx,-0xc(%rbp)
mov    %ecx,-0x10(%rbp)
mov    %r8,-0x18(%rbp)
mov    %r9d,-0x1c(%rbp)
movl   $0x0,-0x20(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    117f <integrate+0x7f>
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jge    116c <integrate+0x6c>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
imul   -0x1c(%rbp),%ecx
add    -0x28(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movzbl (%rax,%rcx,1),%eax
add    -0x20(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    1137 <integrate+0x37>
jmp    1171 <integrate+0x71>
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    1125 <integrate+0x25>
mov    -0x20(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<integrate>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
mov    %r8,-0x28(%rsp)
xor    %eax,%eax
cmp    %edx,%edi
jge    12b5 <integrate+0x1b5>
movslq %esi,%r10
movslq %edi,%rdi
movslq %r9d,%r8
movslq %edx,%r11
movslq %ecx,%rdx
mov    %rdx,%r12
sub    %r10,%r12
lea    -0x8(%r12),%r15
mov    %r15,-0x8(%rsp)
shr    $0x3,%r15
add    $0x1,%r15
mov    %r12,%rax
and    $0xfffffffffffffff8,%rax
mov    %rax,-0x10(%rsp)
add    %r10,%rax
mov    %rax,-0x18(%rsp)
mov    %r15,%rax
and    $0xfffffffffffffffe,%rax
mov    %rax,-0x20(%rsp)
mov    %r8,%r9
imul   %rdi,%r9
lea    (%r9,%r10,1),%rax
mov    -0x28(%rsp),%rbx
lea    (%rbx,%rax,1),%r13
add    $0xc,%r13
add    %rbx,%r9
xor    %eax,%eax
pxor   %xmm0,%xmm0
jmp    11a3 <integrate+0xa3>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
add    $0x1,%rdi
add    %r8,%r13
add    %r8,%r9
cmp    %r11,%rdi
je     12b5 <integrate+0x1b5>
cmp    %ecx,%esi
jge    1190 <integrate+0x90>
cmp    $0x8,%r12
jae    11c0 <integrate+0xc0>
mov    %r10,%rbx
jmp    12a0 <integrate+0x1a0>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
movd   %eax,%xmm1
cmpq   $0x8,-0x8(%rsp)
jae    11d4 <integrate+0xd4>
pxor   %xmm2,%xmm2
xor    %eax,%eax
jmp    1236 <integrate+0x136>
pxor   %xmm2,%xmm2
mov    -0x20(%rsp),%r14
xor    %eax,%eax
nop
movd   -0xc(%r13,%rax,1),%xmm3
movd   -0x8(%r13,%rax,1),%xmm4
punpcklbw %xmm0,%xmm3
punpcklwd %xmm0,%xmm3
paddd  %xmm1,%xmm3
punpcklbw %xmm0,%xmm4
punpcklwd %xmm0,%xmm4
paddd  %xmm2,%xmm4
movd   -0x4(%r13,%rax,1),%xmm1
movd   0x0(%r13,%rax,1),%xmm2
punpcklbw %xmm0,%xmm1
punpcklwd %xmm0,%xmm1
paddd  %xmm3,%xmm1
punpcklbw %xmm0,%xmm2
punpcklwd %xmm0,%xmm2
paddd  %xmm4,%xmm2
add    $0x10,%rax
add    $0xfffffffffffffffe,%r14
jne    11e0 <integrate+0xe0>
test   $0x1,%r15b
je     1271 <integrate+0x171>
mov    %rdi,%rbx
imul   %r8,%rbx
add    %r10,%rax
add    %rbx,%rax
mov    -0x28(%rsp),%rbx
movd   (%rbx,%rax,1),%xmm3
movd   0x4(%rbx,%rax,1),%xmm4
punpcklbw %xmm0,%xmm3
punpcklwd %xmm0,%xmm3
paddd  %xmm3,%xmm1
punpcklbw %xmm0,%xmm4
punpcklwd %xmm0,%xmm4
paddd  %xmm4,%xmm2
paddd  %xmm2,%xmm1
pshufd $0xee,%xmm1,%xmm2
paddd  %xmm1,%xmm2
pshufd $0x55,%xmm2,%xmm1
paddd  %xmm2,%xmm1
movd   %xmm1,%eax
mov    -0x18(%rsp),%rbx
cmp    -0x10(%rsp),%r12
je     1190 <integrate+0x90>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movzbl (%r9,%rbx,1),%ebp
add    %ebp,%eax
add    $0x1,%rbx
cmp    %rbx,%rdx
jne    12a0 <integrate+0x1a0>
jmp    1190 <integrate+0x90>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @integrate(i32 %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3, i8* %4, i32 %5) {
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca i8*
%12 = alloca i32
%13 = alloca i32
%14 = alloca i32
%15 = alloca i32
store i32 %0, i32* %7
store i32 %1, i32* %8
store i32 %2, i32* %9
store i32 %3, i32* %10
store i8* %4, i8** %11
store i32 %5, i32* %12
store i32 0, i32* %13
%16 = load i32, i32* %7
store i32 %16, i32* %14
br label %17
17: ; preds = %44, %6
%18 = load i32, i32* %14
%19 = load i32, i32* %9
%20 = icmp slt i32 %18, %19
br i1 %20, label %21, label %47
21: ; preds = %17
%22 = load i32, i32* %8
store i32 %22, i32* %15
br label %23
23: ; preds = %40, %21
%24 = load i32, i32* %15
%25 = load i32, i32* %10
%26 = icmp slt i32 %24, %25
br i1 %26, label %27, label %43
27: ; preds = %23
%28 = load i8*, i8** %11
%29 = load i32, i32* %14
%30 = load i32, i32* %12
%31 = mul nsw i32 %29, %30
%32 = load i32, i32* %15
%33 = add nsw i32 %31, %32
%34 = sext i32 %33 to i64
%35 = getelementptr inbounds i8, i8* %28, i64 %34
%36 = load i8, i8* %35
%37 = zext i8 %36 to i32
%38 = load i32, i32* %13
%39 = add nsw i32 %38, %37
store i32 %39, i32* %13
br label %40
40: ; preds = %27
%41 = load i32, i32* %15
%42 = add nsw i32 %41, 1
store i32 %42, i32* %15
br label %23
43: ; preds = %23
br label %44
44: ; preds = %43
%45 = load i32, i32* %14
%46 = add nsw i32 %45, 1
store i32 %46, i32* %14
br label %17
47: ; preds = %17
%48 = load i32, i32* %13
ret i32 %48
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @integrate(i32 %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3, i8* nocapture %4, i32 %5) {
%7 = icmp slt i32 %0, %2
br i1 %7, label %8, label %94
8: ; preds = %6
%9 = icmp slt i32 %1, %3
%10 = sext i32 %1 to i64
%11 = sext i32 %0 to i64
%12 = sext i32 %5 to i64
%13 = sext i32 %2 to i64
%14 = sext i32 %3 to i64
%15 = sub nsw i64 %14, %10
%16 = add nsw i64 %15, -8
%17 = lshr i64 %16, 3
%18 = add nuw nsw i64 %17, 1
%19 = icmp ult i64 %15, 8
%20 = and i64 %15, -8
%21 = add nsw i64 %20, %10
%22 = and i64 %18, 1
%23 = icmp ult i64 %16, 8
%24 = and i64 %18, 4611686018427387902
%25 = icmp eq i64 %22, 0
%26 = icmp eq i64 %15, %20
br label %27
27: ; preds = %8, %96
%28 = phi i64 [ %11, %8 ], [ %98, %96 ]
%29 = phi i32 [ 0, %8 ], [ %97, %96 ]
br i1 %9, label %30, label %96
30: ; preds = %27
%31 = mul nsw i64 %28, %12
br i1 %19, label %91, label %32
32: ; preds = %30
%33 = insertelement <4 x i32> <i32 poison, i32 0, i32 0, i32 0>, i32 %29, i64 0
br i1 %23, label %67, label %34
34: ; preds = %32, %34
%35 = phi i64 [ %64, %34 ], [ 0, %32 ]
%36 = phi <4 x i32> [ %62, %34 ], [ %33, %32 ]
%37 = phi <4 x i32> [ %63, %34 ], [ zeroinitializer, %32 ]
%38 = phi i64 [ %65, %34 ], [ 0, %32 ]
%39 = add i64 %35, %10
%40 = add nsw i64 %39, %31
%41 = getelementptr inbounds i8, i8* %4, i64 %40
%42 = bitcast i8* %41 to <4 x i8>*
%43 = load <4 x i8>, <4 x i8>* %42
%44 = getelementptr inbounds i8, i8* %41, i64 4
%45 = bitcast i8* %44 to <4 x i8>*
%46 = load <4 x i8>, <4 x i8>* %45
%47 = zext <4 x i8> %43 to <4 x i32>
%48 = zext <4 x i8> %46 to <4 x i32>
%49 = add <4 x i32> %36, %47
%50 = add <4 x i32> %37, %48
%51 = or i64 %35, 8
%52 = add i64 %51, %10
%53 = add nsw i64 %52, %31
%54 = getelementptr inbounds i8, i8* %4, i64 %53
%55 = bitcast i8* %54 to <4 x i8>*
%56 = load <4 x i8>, <4 x i8>* %55
%57 = getelementptr inbounds i8, i8* %54, i64 4
%58 = bitcast i8* %57 to <4 x i8>*
%59 = load <4 x i8>, <4 x i8>* %58
%60 = zext <4 x i8> %56 to <4 x i32>
%61 = zext <4 x i8> %59 to <4 x i32>
%62 = add <4 x i32> %49, %60
%63 = add <4 x i32> %50, %61
%64 = add nuw i64 %35, 16
%65 = add i64 %38, 2
%66 = icmp eq i64 %65, %24
br i1 %66, label %67, label %34
67: ; preds = %34, %32
%68 = phi <4 x i32> [ undef, %32 ], [ %62, %34 ]
%69 = phi <4 x i32> [ undef, %32 ], [ %63, %34 ]
%70 = phi i64 [ 0, %32 ], [ %64, %34 ]
%71 = phi <4 x i32> [ %33, %32 ], [ %62, %34 ]
%72 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %32 ], [ %63, %34 ]
br i1 %25, label %86, label %73
73: ; preds = %67
%74 = add i64 %70, %10
%75 = add nsw i64 %74, %31
%76 = getelementptr inbounds i8, i8* %4, i64 %75
%77 = bitcast i8* %76 to <4 x i8>*
%78 = load <4 x i8>, <4 x i8>* %77
%79 = getelementptr inbounds i8, i8* %76, i64 4
%80 = bitcast i8* %79 to <4 x i8>*
%81 = load <4 x i8>, <4 x i8>* %80
%82 = zext <4 x i8> %78 to <4 x i32>
%83 = zext <4 x i8> %81 to <4 x i32>
%84 = add <4 x i32> %71, %82
%85 = add <4 x i32> %72, %83
br label %86
86: ; preds = %67, %73
%87 = phi <4 x i32> [ %68, %67 ], [ %84, %73 ]
%88 = phi <4 x i32> [ %69, %67 ], [ %85, %73 ]
%89 = add <4 x i32> %88, %87
%90 = call i32 @llvm.vector.reduce.add.v4i32(<4 x i32> %89)
br i1 %26, label %96, label %91
91: ; preds = %30, %86
%92 = phi i64 [ %10, %30 ], [ %21, %86 ]
%93 = phi i32 [ %29, %30 ], [ %90, %86 ]
br label %100
94: ; preds = %96, %6
%95 = phi i32 [ 0, %6 ], [ %97, %96 ]
ret i32 %95
96: ; preds = %100, %86, %27
%97 = phi i32 [ %29, %27 ], [ %90, %86 ], [ %107, %100 ]
%98 = add nsw i64 %28, 1
%99 = icmp eq i64 %98, %13
br i1 %99, label %94, label %27
100: ; preds = %91, %100
%101 = phi i64 [ %108, %100 ], [ %92, %91 ]
%102 = phi i32 [ %107, %100 ], [ %93, %91 ]
%103 = add nsw i64 %101, %31
%104 = getelementptr inbounds i8, i8* %4, i64 %103
%105 = load i8, i8* %104
%106 = zext i8 %105 to i32
%107 = add nsw i32 %102, %106
%108 = add nsw i64 %101, 1
%109 = icmp eq i64 %108, %14
br i1 %109, label %96, label %100
}