void hat_transform(float *temp, float *base, int st, int size, int sc) {
  int i;
  for (i = 0; i < sc; i++)
    temp[i] = 2 * base[st * i] + base[st * (sc - i)] + base[st * (i + sc)];
  for (; i + sc < size; i++)
    temp[i] = 2 * base[st * i] + base[st * (i - sc)] + base[st * (i + sc)];
  for (; i < size; i++)
    temp[i] = 2 * base[st * i] + base[st * (i - sc)] +
              base[st * (2 * size - 2 - (i + sc))];
}


x86 assembly (clang, -O0):
<hat_transform>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
mov    %ecx,-0x18(%rbp)
mov    %r8d,-0x1c(%rbp)
movl   $0x0,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    118f <hat_transform+0x8f>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
imul   -0x20(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
mov    -0x1c(%rbp),%edx
sub    -0x20(%rbp),%edx
imul   %edx,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm1
addss  %xmm0,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
mov    -0x20(%rbp),%edx
add    -0x1c(%rbp),%edx
imul   %edx,%ecx
movslq %ecx,%rcx
addss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
movss  %xmm0,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    111d <hat_transform+0x1d>
jmp    1194 <hat_transform+0x94>
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jge    1209 <hat_transform+0x109>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
imul   -0x20(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
mov    -0x20(%rbp),%edx
sub    -0x1c(%rbp),%edx
imul   %edx,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm1
addss  %xmm0,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
mov    -0x20(%rbp),%edx
add    -0x1c(%rbp),%edx
imul   %edx,%ecx
movslq %ecx,%rcx
addss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
movss  %xmm0,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    1194 <hat_transform+0x94>
jmp    120e <hat_transform+0x10e>
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jge    128b <hat_transform+0x18b>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
imul   -0x20(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
mov    -0x20(%rbp),%edx
sub    -0x1c(%rbp),%edx
imul   %edx,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm1
addss  %xmm0,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
mov    -0x18(%rbp),%edx
shl    $0x1,%edx
sub    $0x2,%edx
mov    -0x20(%rbp),%esi
add    -0x1c(%rbp),%esi
sub    %esi,%edx
imul   %edx,%ecx
movslq %ecx,%rcx
addss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
movss  %xmm0,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    120e <hat_transform+0x10e>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<hat_transform>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
movslq %edx,%r9
test   %r8d,%r8d
jle    116d <hat_transform+0x6d>
mov    %r8d,%r10d
mov    %r9,%r15
imul   %r10,%r15
lea    0x0(,%r9,4),%r11
mov    %r11,%r14
neg    %r14
xor    %eax,%eax
mov    %rsi,%r12
mov    %rsi,%rbx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
movss  (%rbx),%xmm0
addss  %xmm0,%xmm0
addss  (%r12,%r15,4),%xmm0
addss  (%rbx,%r15,4),%xmm0
movss  %xmm0,(%rdi,%rax,4)
add    $0x1,%rax
add    %r11,%rbx
add    %r14,%r12
cmp    %rax,%r10
jne    1140 <hat_transform+0x40>
mov    %r8d,%eax
jmp    116f <hat_transform+0x6f>
xor    %eax,%eax
lea    (%rax,%r8,1),%ebx
movslq %r8d,%r11
movslq %ecx,%r10
cmp    %ecx,%ebx
jge    11df <hat_transform+0xdf>
movslq %ebx,%r14
mov    %eax,%eax
mov    %r9,%r12
imul   %rax,%r12
lea    0x0(,%r9,4),%r15
mov    %rax,%r13
sub    %r11,%r13
imul   %r9,%r13
imul   %r9,%r14
mov    %rsi,%rbx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
movss  (%rbx,%r12,4),%xmm0
addss  %xmm0,%xmm0
addss  (%rbx,%r13,4),%xmm0
addss  (%rbx,%r14,4),%xmm0
movss  %xmm0,(%rdi,%rax,4)
add    %r15,%rbx
lea    (%r11,%rax,1),%rbp
add    $0x1,%rbp
add    $0x1,%rax
cmp    %r10,%rbp
jl     11b0 <hat_transform+0xb0>
cmp    %ecx,%eax
jge    123d <hat_transform+0x13d>
add    %ecx,%ecx
movslq %eax,%rbx
add    %eax,%r8d
sub    %r8d,%ecx
add    $0xfffffffe,%ecx
imul   %edx,%ecx
mov    %rbx,%r8
sub    %r11,%r8
imul   %r9,%r8
mov    %rbx,%r11
imul   %r9,%r11
shl    $0x2,%r9
mov    %rsi,%rax
nopl   0x0(%rax)
movss  (%rax,%r11,4),%xmm0
addss  %xmm0,%xmm0
addss  (%rax,%r8,4),%xmm0
movslq %ecx,%rcx
addss  (%rsi,%rcx,4),%xmm0
mov    %ebx,%ebp
movss  %xmm0,(%rdi,%rbp,4)
add    $0x1,%rbx
sub    %edx,%ecx
add    %r9,%rax
cmp    %rbx,%r10
jne    1210 <hat_transform+0x110>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @hat_transform(float* %0, float* %1, i32 %2, i32 %3, i32 %4) {
%6 = alloca float*
%7 = alloca float*
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
store float* %0, float** %6
store float* %1, float** %7
store i32 %2, i32* %8
store i32 %3, i32* %9
store i32 %4, i32* %10
store i32 0, i32* %11
br label %12
12: ; preds = %48, %5
%13 = load i32, i32* %11
%14 = load i32, i32* %10
%15 = icmp slt i32 %13, %14
br i1 %15, label %16, label %51
16: ; preds = %12
%17 = load float*, float** %7
%18 = load i32, i32* %8
%19 = load i32, i32* %11
%20 = mul nsw i32 %18, %19
%21 = sext i32 %20 to i64
%22 = getelementptr inbounds float, float* %17, i64 %21
%23 = load float, float* %22
%24 = load float*, float** %7
%25 = load i32, i32* %8
%26 = load i32, i32* %10
%27 = load i32, i32* %11
%28 = sub nsw i32 %26, %27
%29 = mul nsw i32 %25, %28
%30 = sext i32 %29 to i64
%31 = getelementptr inbounds float, float* %24, i64 %30
%32 = load float, float* %31
%33 = call float @llvm.fmuladd.f32(float 2.000000e+00, float %23, float %32)
%34 = load float*, float** %7
%35 = load i32, i32* %8
%36 = load i32, i32* %11
%37 = load i32, i32* %10
%38 = add nsw i32 %36, %37
%39 = mul nsw i32 %35, %38
%40 = sext i32 %39 to i64
%41 = getelementptr inbounds float, float* %34, i64 %40
%42 = load float, float* %41
%43 = fadd float %33, %42
%44 = load float*, float** %6
%45 = load i32, i32* %11
%46 = sext i32 %45 to i64
%47 = getelementptr inbounds float, float* %44, i64 %46
store float %43, float* %47
br label %48
48: ; preds = %16
%49 = load i32, i32* %11
%50 = add nsw i32 %49, 1
store i32 %50, i32* %11
br label %12
51: ; preds = %12
br label %52
52: ; preds = %90, %51
%53 = load i32, i32* %11
%54 = load i32, i32* %10
%55 = add nsw i32 %53, %54
%56 = load i32, i32* %9
%57 = icmp slt i32 %55, %56
br i1 %57, label %58, label %93
58: ; preds = %52
%59 = load float*, float** %7
%60 = load i32, i32* %8
%61 = load i32, i32* %11
%62 = mul nsw i32 %60, %61
%63 = sext i32 %62 to i64
%64 = getelementptr inbounds float, float* %59, i64 %63
%65 = load float, float* %64
%66 = load float*, float** %7
%67 = load i32, i32* %8
%68 = load i32, i32* %11
%69 = load i32, i32* %10
%70 = sub nsw i32 %68, %69
%71 = mul nsw i32 %67, %70
%72 = sext i32 %71 to i64
%73 = getelementptr inbounds float, float* %66, i64 %72
%74 = load float, float* %73
%75 = call float @llvm.fmuladd.f32(float 2.000000e+00, float %65, float %74)
%76 = load float*, float** %7
%77 = load i32, i32* %8
%78 = load i32, i32* %11
%79 = load i32, i32* %10
%80 = add nsw i32 %78, %79
%81 = mul nsw i32 %77, %80
%82 = sext i32 %81 to i64
%83 = getelementptr inbounds float, float* %76, i64 %82
%84 = load float, float* %83
%85 = fadd float %75, %84
%86 = load float*, float** %6
%87 = load i32, i32* %11
%88 = sext i32 %87 to i64
%89 = getelementptr inbounds float, float* %86, i64 %88
store float %85, float* %89
br label %90
90: ; preds = %58
%91 = load i32, i32* %11
%92 = add nsw i32 %91, 1
store i32 %92, i32* %11
br label %52
93: ; preds = %52
br label %94
94: ; preds = %134, %93
%95 = load i32, i32* %11
%96 = load i32, i32* %9
%97 = icmp slt i32 %95, %96
br i1 %97, label %98, label %137
98: ; preds = %94
%99 = load float*, float** %7
%100 = load i32, i32* %8
%101 = load i32, i32* %11
%102 = mul nsw i32 %100, %101
%103 = sext i32 %102 to i64
%104 = getelementptr inbounds float, float* %99, i64 %103
%105 = load float, float* %104
%106 = load float*, float** %7
%107 = load i32, i32* %8
%108 = load i32, i32* %11
%109 = load i32, i32* %10
%110 = sub nsw i32 %108, %109
%111 = mul nsw i32 %107, %110
%112 = sext i32 %111 to i64
%113 = getelementptr inbounds float, float* %106, i64 %112
%114 = load float, float* %113
%115 = call float @llvm.fmuladd.f32(float 2.000000e+00, float %105, float %114)
%116 = load float*, float** %7
%117 = load i32, i32* %8
%118 = load i32, i32* %9
%119 = mul nsw i32 2, %118
%120 = sub nsw i32 %119, 2
%121 = load i32, i32* %11
%122 = load i32, i32* %10
%123 = add nsw i32 %121, %122
%124 = sub nsw i32 %120, %123
%125 = mul nsw i32 %117, %124
%126 = sext i32 %125 to i64
%127 = getelementptr inbounds float, float* %116, i64 %126
%128 = load float, float* %127
%129 = fadd float %115, %128
%130 = load float*, float** %6
%131 = load i32, i32* %11
%132 = sext i32 %131 to i64
%133 = getelementptr inbounds float, float* %130, i64 %132
store float %129, float* %133
br label %134
134: ; preds = %98
%135 = load i32, i32* %11
%136 = add nsw i32 %135, 1
store i32 %136, i32* %11
br label %94
137: ; preds = %94
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @hat_transform(float* nocapture writeonly %0, float* nocapture %1, i32 %2, i32 %3, i32 %4) {
%6 = icmp sgt i32 %4, 0
br i1 %6, label %7, label %11
7: ; preds = %5
%8 = sext i32 %2 to i64
%9 = zext i32 %4 to i64
%10 = zext i32 %4 to i64
br label %21
11: ; preds = %21, %5
%12 = phi i32 [ 0, %5 ], [ %4, %21 ]
%13 = add i32 %12, %4
%14 = icmp slt i32 %13, %3
br i1 %14, label %15, label %41
15: ; preds = %11
%16 = sext i32 %13 to i64
%17 = sext i32 %2 to i64
%18 = zext i32 %12 to i64
%19 = sext i32 %4 to i64
%20 = sext i32 %3 to i64
br label %51
21: ; preds = %7, %21
%22 = phi i64 [ 0, %7 ], [ %37, %21 ]
%23 = mul nsw i64 %22, %8
%24 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 %23
%25 = load float, float* %24
%26 = sub nsw i64 %9, %22
%27 = mul nsw i64 %26, %8
%28 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 %27
%29 = load float, float* %28
%30 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %25, float 2.000000e+00, float %29)
%31 = add nuw nsw i64 %22, %9
%32 = mul nsw i64 %31, %8
%33 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 %32
%34 = load float, float* %33
%35 = fadd float %30, %34
%36 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %22
store float %35, float* %36
%37 = add nuw nsw i64 %22, 1
%38 = icmp eq i64 %37, %10
br i1 %38, label %11, label %21
39: ; preds = %51
%40 = trunc i64 %67 to i32
br label %41
41: ; preds = %39, %11
%42 = phi i32 [ %12, %11 ], [ %40, %39 ]
%43 = icmp slt i32 %42, %3
br i1 %43, label %44, label %93
44: ; preds = %41
%45 = shl nsw i32 %3, 1
%46 = add i32 %45, -2
%47 = sext i32 %42 to i64
%48 = sext i32 %2 to i64
%49 = sext i32 %4 to i64
%50 = sext i32 %3 to i64
br label %71
51: ; preds = %15, %51
%52 = phi i64 [ %18, %15 ], [ %67, %51 ]
%53 = phi i64 [ %16, %15 ], [ %69, %51 ]
%54 = mul nsw i64 %52, %17
%55 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 %54
%56 = load float, float* %55
%57 = sub nsw i64 %52, %19
%58 = mul nsw i64 %57, %17
%59 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 %58
%60 = load float, float* %59
%61 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %56, float 2.000000e+00, float %60)
%62 = mul nsw i64 %53, %17
%63 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 %62
%64 = load float, float* %63
%65 = fadd float %61, %64
%66 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %52
store float %65, float* %66
%67 = add nuw nsw i64 %52, 1
%68 = add nsw i64 %67, %19
%69 = add nsw i64 %53, 1
%70 = icmp slt i64 %68, %20
br i1 %70, label %51, label %39
71: ; preds = %44, %71
%72 = phi i64 [ %47, %44 ], [ %91, %71 ]
%73 = mul nsw i64 %72, %48
%74 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 %73
%75 = load float, float* %74
%76 = sub nsw i64 %72, %49
%77 = mul nsw i64 %76, %48
%78 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 %77
%79 = load float, float* %78
%80 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %75, float 2.000000e+00, float %79)
%81 = trunc i64 %72 to i32
%82 = add i32 %81, %4
%83 = sub i32 %46, %82
%84 = mul nsw i32 %83, %2
%85 = sext i32 %84 to i64
%86 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 %85
%87 = load float, float* %86
%88 = fadd float %80, %87
%89 = and i64 %72, 4294967295
%90 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %89
store float %88, float* %90
%91 = add nsw i64 %72, 1
%92 = icmp eq i64 %91, %50
br i1 %92, label %93, label %71
93: ; preds = %71, %41
ret void
}