void sor_scale(float *scale, float *grad, int nx, int ny, float *s1, float *s2,
               float *s3, float l1, float l2, float l3) {
  int index, i, j;
  float tgrad, ts1, ts2, ts3;
  for (i = 0; i < ny; i++) {
    for (j = 0; j < nx; j++) {
      index = (i * nx) + j;
      tgrad = grad[index];
      ts1 = s1[index];
      ts2 = s2[index];
      ts3 = s3[index];
      scale[index] = (1.0 / (((l1 * tgrad * tgrad) / (ts1 * ts1)) +
                             ((4.0 * l2) / (ts2 * ts2)) + (l3 / (ts3 * ts3))));
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<sor_scale>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    0x10(%rbp),%rax
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
mov    %ecx,-0x18(%rbp)
mov    %r8,-0x20(%rbp)
mov    %r9,-0x28(%rbp)
movss  %xmm0,-0x2c(%rbp)
movss  %xmm1,-0x30(%rbp)
movss  %xmm2,-0x34(%rbp)
movl   $0x0,-0x3c(%rbp)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jge    124d <sor_scale+0x14d>
movl   $0x0,-0x40(%rbp)
mov    -0x40(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    123a <sor_scale+0x13a>
mov    -0x3c(%rbp),%eax
imul   -0x14(%rbp),%eax
add    -0x40(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x38(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x38(%rbp),%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
movss  %xmm0,-0x44(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x38(%rbp),%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
movss  %xmm0,-0x48(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0x38(%rbp),%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
movss  %xmm0,-0x4c(%rbp)
mov    0x10(%rbp),%rax
movslq -0x38(%rbp),%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
movss  %xmm0,-0x50(%rbp)
movss  -0x2c(%rbp),%xmm0
mulss  -0x44(%rbp),%xmm0
mulss  -0x44(%rbp),%xmm0
movss  -0x48(%rbp),%xmm1
mulss  -0x48(%rbp),%xmm1
divss  %xmm1,%xmm0
cvtss2sd %xmm0,%xmm1
movss  -0x30(%rbp),%xmm0
cvtss2sd %xmm0,%xmm2
movsd  0xe2e(%rip),%xmm0
mulsd  %xmm2,%xmm0
movss  -0x4c(%rbp),%xmm2
mulss  -0x4c(%rbp),%xmm2
cvtss2sd %xmm2,%xmm2
divsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm0,%xmm1
movss  -0x34(%rbp),%xmm0
movss  -0x50(%rbp),%xmm2
mulss  -0x50(%rbp),%xmm2
divss  %xmm2,%xmm0
cvtss2sd %xmm0,%xmm0
addsd  %xmm0,%xmm1
movsd  0xde9(%rip),%xmm0
divsd  %xmm1,%xmm0
cvtsd2ss %xmm0,%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x38(%rbp),%rcx
movss  %xmm0,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x40(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x40(%rbp)
jmp    1147 <sor_scale+0x47>
jmp    123f <sor_scale+0x13f>
mov    -0x3c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
jmp    1134 <sor_scale+0x34>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<sor_scale>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
mov    %r9,-0x28(%rsp)
mov    %r8,-0x30(%rsp)
mov    %rsi,-0x38(%rsp)
mov    %rdi,-0x40(%rsp)
test   %ecx,%ecx
jle    1453 <sor_scale+0x353>
mov    0x38(%rsp),%r11
cvtss2sd %xmm1,%xmm13
mulsd  0xec7(%rip),%xmm13
movslq %edx,%rax
mov    %ecx,%r14d
mov    %eax,%ecx
mov    %ecx,%esi
and    $0xfffffffc,%esi
mov    %rsi,-0x18(%rsp)
movaps %xmm0,%xmm8
shufps $0x0,%xmm0,%xmm8
movapd %xmm13,%xmm12
unpcklpd %xmm13,%xmm12
movaps %xmm2,%xmm9
shufps $0x0,%xmm2,%xmm9
mov    %rax,-0x10(%rsp)
lea    0x0(,%rax,4),%rax
mov    %rax,-0x8(%rsp)
mov    %rcx,-0x50(%rsp)
lea    0x0(,%rcx,4),%rax
and    $0xfffffffffffffff0,%rax
mov    %rax,-0x20(%rsp)
xor    %r8d,%r8d
movsd  0xe6d(%rip),%xmm11
movapd 0xe6c(%rip),%xmm10
mov    -0x38(%rsp),%r15
mov    -0x30(%rsp),%r12
mov    -0x28(%rsp),%r9
mov    -0x40(%rsp),%r13
mov    %edx,-0x54(%rsp)
mov    %r14,-0x48(%rsp)
jmp    11f1 <sor_scale+0xf1>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
add    $0x1,%r8
mov    -0x8(%rsp),%rax
add    %rax,%r13
add    %rax,%r11
add    %rax,%r9
add    %rax,%r12
add    %rax,%r15
cmp    %r14,%r8
je     1453 <sor_scale+0x353>
test   %edx,%edx
jle    11d0 <sor_scale+0xd0>
cmp    $0x4,%edx
jae    12b0 <sor_scale+0x1b0>
xor    %ecx,%ecx
lea    (%r15,%rcx,4),%r10
lea    (%r12,%rcx,4),%rax
lea    (%r9,%rcx,4),%rsi
lea    (%r11,%rcx,4),%rbx
lea    0x0(,%rcx,4),%rbp
add    %r13,%rbp
mov    -0x50(%rsp),%rdi
sub    %rcx,%rdi
xor    %ecx,%ecx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
movss  (%r10,%rcx,4),%xmm1
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm3
movss  (%rsi,%rcx,4),%xmm4
movss  (%rbx,%rcx,4),%xmm5
movaps %xmm1,%xmm6
mulss  %xmm0,%xmm6
mulss  %xmm1,%xmm6
mulss  %xmm3,%xmm3
divss  %xmm3,%xmm6
xorps  %xmm1,%xmm1
cvtss2sd %xmm6,%xmm1
mulss  %xmm4,%xmm4
xorps  %xmm3,%xmm3
cvtss2sd %xmm4,%xmm3
movapd %xmm13,%xmm4
divsd  %xmm3,%xmm4
addsd  %xmm1,%xmm4
mulss  %xmm5,%xmm5
movaps %xmm2,%xmm1
divss  %xmm5,%xmm1
cvtss2sd %xmm1,%xmm1
addsd  %xmm4,%xmm1
movapd %xmm11,%xmm3
divsd  %xmm1,%xmm3
xorps  %xmm1,%xmm1
cvtsd2ss %xmm3,%xmm1
movss  %xmm1,0x0(%rbp,%rcx,4)
add    $0x1,%rcx
cmp    %rcx,%rdi
jne    1230 <sor_scale+0x130>
jmp    11d0 <sor_scale+0xd0>
xchg   %ax,%ax
mov    %r8,%rax
imul   -0x10(%rsp),%rax
mov    -0x50(%rsp),%rcx
lea    (%rax,%rcx,1),%rsi
mov    -0x40(%rsp),%rcx
lea    (%rcx,%rax,4),%rbp
lea    (%rcx,%rsi,4),%rdi
mov    -0x38(%rsp),%rcx
lea    (%rcx,%rax,4),%r10
lea    (%rcx,%rsi,4),%rdx
mov    -0x30(%rsp),%rcx
lea    (%rcx,%rax,4),%rbx
cmp    %rdx,%rbp
lea    (%rcx,%rsi,4),%rdx
setb   -0x55(%rsp)
cmp    %rdi,%r10
setb   %r10b
cmp    %rdx,%rbp
mov    -0x28(%rsp),%r14
lea    (%r14,%rsi,4),%rdx
setb   %cl
cmp    %rdi,%rbx
setb   -0x56(%rsp)
cmp    %rdx,%rbp
lea    (%r14,%rax,4),%rbx
setb   %dl
cmp    %rdi,%rbx
mov    0x38(%rsp),%r14
lea    (%r14,%rsi,4),%rbx
setb   %sil
cmp    %rbx,%rbp
lea    (%r14,%rax,4),%rbx
setb   %al
cmp    %rdi,%rbx
setb   %dil
test   %r10b,-0x55(%rsp)
jne    1438 <sor_scale+0x338>
and    -0x56(%rsp),%cl
mov    -0x48(%rsp),%r14
jne    1448 <sor_scale+0x348>
and    %sil,%dl
mov    -0x54(%rsp),%edx
jne    11fe <sor_scale+0xfe>
mov    $0x0,%ecx
and    %dil,%al
jne    1200 <sor_scale+0x100>
xor    %r10d,%r10d
mov    -0x20(%rsp),%rax
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
movups (%r15,%r10,1),%xmm7
movups (%r12,%r10,1),%xmm5
movaps %xmm7,%xmm3
mulps  %xmm8,%xmm3
mulps  %xmm7,%xmm3
mulps  %xmm5,%xmm5
divps  %xmm5,%xmm3
cvtps2pd %xmm3,%xmm5
movhlps %xmm3,%xmm3
cvtps2pd %xmm3,%xmm3
movups (%r9,%r10,1),%xmm7
mulps  %xmm7,%xmm7
cvtps2pd %xmm7,%xmm6
movhlps %xmm7,%xmm7
cvtps2pd %xmm7,%xmm7
movups (%r11,%r10,1),%xmm4
movapd %xmm12,%xmm1
divpd  %xmm6,%xmm1
addpd  %xmm5,%xmm1
movapd %xmm12,%xmm5
divpd  %xmm7,%xmm5
mulps  %xmm4,%xmm4
movaps %xmm9,%xmm6
divps  %xmm4,%xmm6
cvtps2pd %xmm6,%xmm4
addpd  %xmm3,%xmm5
movhlps %xmm6,%xmm6
cvtps2pd %xmm6,%xmm3
addpd  %xmm5,%xmm3
addpd  %xmm1,%xmm4
movapd %xmm10,%xmm1
divpd  %xmm3,%xmm1
movapd %xmm10,%xmm3
divpd  %xmm4,%xmm3
cvtpd2ps %xmm3,%xmm3
cvtpd2ps %xmm1,%xmm1
unpcklpd %xmm1,%xmm3
movupd %xmm3,0x0(%r13,%r10,1)
add    $0x10,%r10
cmp    %r10,%rax
jne    1380 <sor_scale+0x280>
mov    -0x18(%rsp),%rax
mov    %rax,%rcx
cmp    -0x50(%rsp),%rax
je     11d0 <sor_scale+0xd0>
jmp    1200 <sor_scale+0x100>
xor    %ecx,%ecx
mov    -0x54(%rsp),%edx
mov    -0x48(%rsp),%r14
jmp    1200 <sor_scale+0x100>
xor    %ecx,%ecx
mov    -0x54(%rsp),%edx
jmp    1200 <sor_scale+0x100>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @sor_scale(float* %0, float* %1, i32 %2, i32 %3, float* %4, float* %5, float* %6, float %7, float %8, float %9) {
%11 = alloca float*
%12 = alloca float*
%13 = alloca i32
%14 = alloca i32
%15 = alloca float*
%16 = alloca float*
%17 = alloca float*
%18 = alloca float
%19 = alloca float
%20 = alloca float
%21 = alloca i32
%22 = alloca i32
%23 = alloca i32
%24 = alloca float
%25 = alloca float
%26 = alloca float
%27 = alloca float
store float* %0, float** %11
store float* %1, float** %12
store i32 %2, i32* %13
store i32 %3, i32* %14
store float* %4, float** %15
store float* %5, float** %16
store float* %6, float** %17
store float %7, float* %18
store float %8, float* %19
store float %9, float* %20
store i32 0, i32* %22
br label %28
28: ; preds = %99, %10
%29 = load i32, i32* %22
%30 = load i32, i32* %14
%31 = icmp slt i32 %29, %30
br i1 %31, label %32, label %102
32: ; preds = %28
store i32 0, i32* %23
br label %33
33: ; preds = %95, %32
%34 = load i32, i32* %23
%35 = load i32, i32* %13
%36 = icmp slt i32 %34, %35
br i1 %36, label %37, label %98
37: ; preds = %33
%38 = load i32, i32* %22
%39 = load i32, i32* %13
%40 = mul nsw i32 %38, %39
%41 = load i32, i32* %23
%42 = add nsw i32 %40, %41
store i32 %42, i32* %21
%43 = load float*, float** %12
%44 = load i32, i32* %21
%45 = sext i32 %44 to i64
%46 = getelementptr inbounds float, float* %43, i64 %45
%47 = load float, float* %46
store float %47, float* %24
%48 = load float*, float** %15
%49 = load i32, i32* %21
%50 = sext i32 %49 to i64
%51 = getelementptr inbounds float, float* %48, i64 %50
%52 = load float, float* %51
store float %52, float* %25
%53 = load float*, float** %16
%54 = load i32, i32* %21
%55 = sext i32 %54 to i64
%56 = getelementptr inbounds float, float* %53, i64 %55
%57 = load float, float* %56
store float %57, float* %26
%58 = load float*, float** %17
%59 = load i32, i32* %21
%60 = sext i32 %59 to i64
%61 = getelementptr inbounds float, float* %58, i64 %60
%62 = load float, float* %61
store float %62, float* %27
%63 = load float, float* %18
%64 = load float, float* %24
%65 = fmul float %63, %64
%66 = load float, float* %24
%67 = fmul float %65, %66
%68 = load float, float* %25
%69 = load float, float* %25
%70 = fmul float %68, %69
%71 = fdiv float %67, %70
%72 = fpext float %71 to double
%73 = load float, float* %19
%74 = fpext float %73 to double
%75 = fmul double 4.000000e+00, %74
%76 = load float, float* %26
%77 = load float, float* %26
%78 = fmul float %76, %77
%79 = fpext float %78 to double
%80 = fdiv double %75, %79
%81 = fadd double %72, %80
%82 = load float, float* %20
%83 = load float, float* %27
%84 = load float, float* %27
%85 = fmul float %83, %84
%86 = fdiv float %82, %85
%87 = fpext float %86 to double
%88 = fadd double %81, %87
%89 = fdiv double 1.000000e+00, %88
%90 = fptrunc double %89 to float
%91 = load float*, float** %11
%92 = load i32, i32* %21
%93 = sext i32 %92 to i64
%94 = getelementptr inbounds float, float* %91, i64 %93
store float %90, float* %94
br label %95
95: ; preds = %37
%96 = load i32, i32* %23
%97 = add nsw i32 %96, 1
store i32 %97, i32* %23
br label %33
98: ; preds = %33
br label %99
99: ; preds = %98
%100 = load i32, i32* %22
%101 = add nsw i32 %100, 1
store i32 %101, i32* %22
br label %28
102: ; preds = %28
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @sor_scale(float* nocapture writeonly %0, float* nocapture %1, i32 %2, i32 %3, float* nocapture %4, float* nocapture %5, float* nocapture %6, float %7, float %8, float %9) {
%11 = icmp sgt i32 %3, 0
br i1 %11, label %12, label %129
12: ; preds = %10
%13 = icmp sgt i32 %2, 0
%14 = fpext float %8 to double
%15 = fmul double %14, 4.000000e+00
%16 = sext i32 %2 to i64
%17 = zext i32 %3 to i64
%18 = zext i32 %2 to i64
%19 = icmp ult i32 %2, 4
%20 = and i64 %18, 4294967292
%21 = insertelement <4 x float> poison, float %7, i64 0
%22 = shufflevector <4 x float> %21, <4 x float> poison, <4 x i32> zeroinitializer
%23 = insertelement <4 x double> poison, double %15, i64 0
%24 = shufflevector <4 x double> %23, <4 x double> poison, <4 x i32> zeroinitializer
%25 = insertelement <4 x float> poison, float %9, i64 0
%26 = shufflevector <4 x float> %25, <4 x float> poison, <4 x i32> zeroinitializer
%27 = icmp eq i64 %20, %18
br label %28
28: ; preds = %12, %126
%29 = phi i64 [ 0, %12 ], [ %127, %126 ]
%30 = mul i64 %29, %16
%31 = getelementptr float, float* %0, i64 %30
%32 = add i64 %30, %18
%33 = getelementptr float, float* %0, i64 %32
%34 = getelementptr float, float* %1, i64 %30
%35 = getelementptr float, float* %1, i64 %32
%36 = getelementptr float, float* %4, i64 %30
%37 = getelementptr float, float* %4, i64 %32
%38 = getelementptr float, float* %5, i64 %30
%39 = getelementptr float, float* %5, i64 %32
%40 = getelementptr float, float* %6, i64 %30
%41 = getelementptr float, float* %6, i64 %32
br i1 %13, label %42, label %126
42: ; preds = %28
%43 = mul nsw i64 %29, %16
br i1 %19, label %95, label %44
44: ; preds = %42
%45 = icmp ult float* %31, %35
%46 = icmp ult float* %34, %33
%47 = and i1 %45, %46
%48 = icmp ult float* %31, %37
%49 = icmp ult float* %36, %33
%50 = and i1 %48, %49
%51 = or i1 %47, %50
%52 = icmp ult float* %31, %39
%53 = icmp ult float* %38, %33
%54 = and i1 %52, %53
%55 = or i1 %51, %54
%56 = icmp ult float* %31, %41
%57 = icmp ult float* %40, %33
%58 = and i1 %56, %57
%59 = or i1 %55, %58
br i1 %59, label %95, label %60
60: ; preds = %44, %60
%61 = phi i64 [ %92, %60 ], [ 0, %44 ]
%62 = add nsw i64 %61, %43
%63 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 %62
%64 = bitcast float* %63 to <4 x float>*
%65 = load <4 x float>, <4 x float>* %64
%66 = getelementptr inbounds float, float* %4, i64 %62
%67 = bitcast float* %66 to <4 x float>*
%68 = load <4 x float>, <4 x float>* %67
%69 = getelementptr inbounds float, float* %5, i64 %62
%70 = bitcast float* %69 to <4 x float>*
%71 = load <4 x float>, <4 x float>* %70
%72 = getelementptr inbounds float, float* %6, i64 %62
%73 = bitcast float* %72 to <4 x float>*
%74 = load <4 x float>, <4 x float>* %73
%75 = fmul <4 x float> %65, %22
%76 = fmul <4 x float> %65, %75
%77 = fmul <4 x float> %68, %68
%78 = fdiv <4 x float> %76, %77
%79 = fpext <4 x float> %78 to <4 x double>
%80 = fmul <4 x float> %71, %71
%81 = fpext <4 x float> %80 to <4 x double>
%82 = fdiv <4 x double> %24, %81
%83 = fadd <4 x double> %82, %79
%84 = fmul <4 x float> %74, %74
%85 = fdiv <4 x float> %26, %84
%86 = fpext <4 x float> %85 to <4 x double>
%87 = fadd <4 x double> %83, %86
%88 = fdiv <4 x double> <double 1.000000e+00, double 1.000000e+00, double 1.000000e+00, double 1.000000e+00>, %87
%89 = fptrunc <4 x double> %88 to <4 x float>
%90 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %62
%91 = bitcast float* %90 to <4 x float>*
store <4 x float> %89, <4 x float>* %91
%92 = add nuw i64 %61, 4
%93 = icmp eq i64 %92, %20
br i1 %93, label %94, label %60
94: ; preds = %60
br i1 %27, label %126, label %95
95: ; preds = %44, %42, %94
%96 = phi i64 [ 0, %44 ], [ 0, %42 ], [ %20, %94 ]
br label %97
97: ; preds = %95, %97
%98 = phi i64 [ %124, %97 ], [ %96, %95 ]
%99 = add nsw i64 %98, %43
%100 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 %99
%101 = load float, float* %100
%102 = getelementptr inbounds float, float* %4, i64 %99
%103 = load float, float* %102
%104 = getelementptr inbounds float, float* %5, i64 %99
%105 = load float, float* %104
%106 = getelementptr inbounds float, float* %6, i64 %99
%107 = load float, float* %106
%108 = fmul float %101, %7
%109 = fmul float %101, %108
%110 = fmul float %103, %103
%111 = fdiv float %109, %110
%112 = fpext float %111 to double
%113 = fmul float %105, %105
%114 = fpext float %113 to double
%115 = fdiv double %15, %114
%116 = fadd double %115, %112
%117 = fmul float %107, %107
%118 = fdiv float %9, %117
%119 = fpext float %118 to double
%120 = fadd double %116, %119
%121 = fdiv double 1.000000e+00, %120
%122 = fptrunc double %121 to float
%123 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %99
store float %122, float* %123
%124 = add nuw nsw i64 %98, 1
%125 = icmp eq i64 %124, %18
br i1 %125, label %126, label %97
126: ; preds = %97, %94, %28
%127 = add nuw nsw i64 %29, 1
%128 = icmp eq i64 %127, %17
br i1 %128, label %129, label %28
129: ; preds = %126, %10
ret void
}