void verlet(int nAtoms, double delta_t2, double Ar_mmass, double box,
            double **coord, double **old_coord, double **atomForces) {
  int atom1;
  int j;
  double component;
  double convert;
  convert = 4184 * 0.0001;
  for (atom1 = 0; atom1 < nAtoms; atom1++) {
    for (j = 0; j < 3; j++) {
      component = 0.0;
      component = 2 * coord[atom1][j] - old_coord[atom1][j] +
                  convert * delta_t2 * atomForces[atom1][j] / Ar_mmass;
      if (component < 0) {
        component += box;
      } else if (component > box) {
        component -= box;
      }
      old_coord[atom1][j] = coord[atom1][j];
      coord[atom1][j] = component;
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<verlet>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
movsd  %xmm0,-0x10(%rbp)
movsd  %xmm1,-0x18(%rbp)
movsd  %xmm2,-0x20(%rbp)
mov    %rsi,-0x28(%rbp)
mov    %rdx,-0x30(%rbp)
mov    %rcx,-0x38(%rbp)
movsd  0xed6(%rip),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x50(%rbp)
movl   $0x0,-0x3c(%rbp)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    1280 <verlet+0x180>
movl   $0x0,-0x40(%rbp)
cmpl   $0x3,-0x40(%rbp)
jge    126d <verlet+0x16d>
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x48(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0x3c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x40(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x30(%rbp),%rax
movslq -0x3c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x40(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm1
movq   %xmm1,%rax
movabs $0x8000000000000000,%rcx
xor    %rcx,%rax
movq   %rax,%xmm1
addsd  %xmm0,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  -0x50(%rbp),%xmm1
mulsd  -0x10(%rbp),%xmm1
mov    -0x38(%rbp),%rax
movslq -0x3c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x40(%rbp),%rcx
mulsd  (%rax,%rcx,8),%xmm1
divsd  -0x18(%rbp),%xmm1
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x48(%rbp)
xorps  %xmm0,%xmm0
ucomisd -0x48(%rbp),%xmm0
jbe    11f3 <verlet+0xf3>
movsd  -0x20(%rbp),%xmm0
addsd  -0x48(%rbp),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x48(%rbp)
jmp    121b <verlet+0x11b>
movsd  -0x48(%rbp),%xmm0
ucomisd -0x20(%rbp),%xmm0
jbe    1216 <verlet+0x116>
movsd  -0x20(%rbp),%xmm1
movsd  -0x48(%rbp),%xmm0
subsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x48(%rbp)
jmp    121b <verlet+0x11b>
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0x3c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x40(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x30(%rbp),%rax
movslq -0x3c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x40(%rbp),%rcx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
movsd  -0x48(%rbp),%xmm0
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0x3c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x40(%rbp),%rcx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x40(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x40(%rbp)
jmp    1149 <verlet+0x49>
jmp    1272 <verlet+0x172>
mov    -0x3c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
jmp    1136 <verlet+0x36>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<verlet>:
test   %edi,%edi
jle    1227 <verlet+0x127>
mulsd  0xef0(%rip),%xmm0
mov    %edi,%r8d
xor    %edi,%edi
xorpd  %xmm3,%xmm3
jmp    113c <verlet+0x3c>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
addsd  %xmm2,%xmm5
movsd  %xmm4,0x10(%rax)
movsd  %xmm5,0x10(%r9)
add    $0x1,%rdi
cmp    %rdi,%r8
je     1227 <verlet+0x127>
mov    (%rsi,%rdi,8),%r9
mov    (%rdx,%rdi,8),%rax
mov    (%rcx,%rdi,8),%r10
movsd  (%r9),%xmm4
movapd %xmm4,%xmm6
addsd  %xmm4,%xmm6
subsd  (%rax),%xmm6
movsd  (%r10),%xmm5
mulsd  %xmm0,%xmm5
divsd  %xmm1,%xmm5
addsd  %xmm6,%xmm5
ucomisd %xmm5,%xmm3
jbe    1180 <verlet+0x80>
addsd  %xmm2,%xmm5
jmp    118a <verlet+0x8a>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
ucomisd %xmm2,%xmm5
jbe    118a <verlet+0x8a>
subsd  %xmm2,%xmm5
movsd  %xmm4,(%rax)
movsd  %xmm5,(%r9)
movsd  0x8(%r9),%xmm4
movapd %xmm4,%xmm6
addsd  %xmm4,%xmm6
subsd  0x8(%rax),%xmm6
movsd  0x8(%r10),%xmm5
mulsd  %xmm0,%xmm5
divsd  %xmm1,%xmm5
addsd  %xmm6,%xmm5
ucomisd %xmm5,%xmm3
jbe    11d0 <verlet+0xd0>
addsd  %xmm2,%xmm5
jmp    11da <verlet+0xda>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
ucomisd %xmm2,%xmm5
jbe    11da <verlet+0xda>
subsd  %xmm2,%xmm5
movsd  %xmm4,0x8(%rax)
movsd  %xmm5,0x8(%r9)
movsd  0x10(%r9),%xmm4
movapd %xmm4,%xmm6
addsd  %xmm4,%xmm6
subsd  0x10(%rax),%xmm6
movsd  0x10(%r10),%xmm5
mulsd  %xmm0,%xmm5
divsd  %xmm1,%xmm5
addsd  %xmm6,%xmm5
ucomisd %xmm5,%xmm3
ja     1120 <verlet+0x20>
ucomisd %xmm2,%xmm5
jbe    1124 <verlet+0x24>
subsd  %xmm2,%xmm5
jmp    1124 <verlet+0x24>
ret

LLVM IR (-O0):
define void @verlet(i32 %0, double %1, double %2, double %3, double** %4, double** %5, double** %6) {
%8 = alloca i32
%9 = alloca double
%10 = alloca double
%11 = alloca double
%12 = alloca double**
%13 = alloca double**
%14 = alloca double**
%15 = alloca i32
%16 = alloca i32
%17 = alloca double
%18 = alloca double
store i32 %0, i32* %8
store double %1, double* %9
store double %2, double* %10
store double %3, double* %11
store double** %4, double*** %12
store double** %5, double*** %13
store double** %6, double*** %14
store double 4.184000e-01, double* %18
store i32 0, i32* %15
br label %19
19: ; preds = %110, %7
%20 = load i32, i32* %15
%21 = load i32, i32* %8
%22 = icmp slt i32 %20, %21
br i1 %22, label %23, label %113
23: ; preds = %19
store i32 0, i32* %16
br label %24
24: ; preds = %106, %23
%25 = load i32, i32* %16
%26 = icmp slt i32 %25, 3
br i1 %26, label %27, label %109
27: ; preds = %24
store double 0.000000e+00, double* %17
%28 = load double**, double*** %12
%29 = load i32, i32* %15
%30 = sext i32 %29 to i64
%31 = getelementptr inbounds double*, double** %28, i64 %30
%32 = load double*, double** %31
%33 = load i32, i32* %16
%34 = sext i32 %33 to i64
%35 = getelementptr inbounds double, double* %32, i64 %34
%36 = load double, double* %35
%37 = load double**, double*** %13
%38 = load i32, i32* %15
%39 = sext i32 %38 to i64
%40 = getelementptr inbounds double*, double** %37, i64 %39
%41 = load double*, double** %40
%42 = load i32, i32* %16
%43 = sext i32 %42 to i64
%44 = getelementptr inbounds double, double* %41, i64 %43
%45 = load double, double* %44
%46 = fneg double %45
%47 = call double @llvm.fmuladd.f64(double 2.000000e+00, double %36, double %46)
%48 = load double, double* %18
%49 = load double, double* %9
%50 = fmul double %48, %49
%51 = load double**, double*** %14
%52 = load i32, i32* %15
%53 = sext i32 %52 to i64
%54 = getelementptr inbounds double*, double** %51, i64 %53
%55 = load double*, double** %54
%56 = load i32, i32* %16
%57 = sext i32 %56 to i64
%58 = getelementptr inbounds double, double* %55, i64 %57
%59 = load double, double* %58
%60 = fmul double %50, %59
%61 = load double, double* %10
%62 = fdiv double %60, %61
%63 = fadd double %47, %62
store double %63, double* %17
%64 = load double, double* %17
%65 = fcmp olt double %64, 0.000000e+00
br i1 %65, label %66, label %70
66: ; preds = %27
%67 = load double, double* %11
%68 = load double, double* %17
%69 = fadd double %68, %67
store double %69, double* %17
br label %79
70: ; preds = %27
%71 = load double, double* %17
%72 = load double, double* %11
%73 = fcmp ogt double %71, %72
br i1 %73, label %74, label %78
74: ; preds = %70
%75 = load double, double* %11
%76 = load double, double* %17
%77 = fsub double %76, %75
store double %77, double* %17
br label %78
78: ; preds = %74, %70
br label %79
79: ; preds = %78, %66
%80 = load double**, double*** %12
%81 = load i32, i32* %15
%82 = sext i32 %81 to i64
%83 = getelementptr inbounds double*, double** %80, i64 %82
%84 = load double*, double** %83
%85 = load i32, i32* %16
%86 = sext i32 %85 to i64
%87 = getelementptr inbounds double, double* %84, i64 %86
%88 = load double, double* %87
%89 = load double**, double*** %13
%90 = load i32, i32* %15
%91 = sext i32 %90 to i64
%92 = getelementptr inbounds double*, double** %89, i64 %91
%93 = load double*, double** %92
%94 = load i32, i32* %16
%95 = sext i32 %94 to i64
%96 = getelementptr inbounds double, double* %93, i64 %95
store double %88, double* %96
%97 = load double, double* %17
%98 = load double**, double*** %12
%99 = load i32, i32* %15
%100 = sext i32 %99 to i64
%101 = getelementptr inbounds double*, double** %98, i64 %100
%102 = load double*, double** %101
%103 = load i32, i32* %16
%104 = sext i32 %103 to i64
%105 = getelementptr inbounds double, double* %102, i64 %104
store double %97, double* %105
br label %106
106: ; preds = %79
%107 = load i32, i32* %16
%108 = add nsw i32 %107, 1
store i32 %108, i32* %16
br label %24
109: ; preds = %24
br label %110
110: ; preds = %109
%111 = load i32, i32* %15
%112 = add nsw i32 %111, 1
store i32 %112, i32* %15
br label %19
113: ; preds = %19
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @verlet(i32 %0, double %1, double %2, double %3, double** nocapture %4, double** nocapture %5, double** nocapture %6) {
%8 = icmp sgt i32 %0, 0
br i1 %8, label %9, label %79
9: ; preds = %7
%10 = fmul double %1, 4.184000e-01
%11 = zext i32 %0 to i64
br label %12
12: ; preds = %9, %75
%13 = phi i64 [ 0, %9 ], [ %77, %75 ]
%14 = getelementptr inbounds double*, double** %4, i64 %13
%15 = load double*, double** %14
%16 = getelementptr inbounds double*, double** %5, i64 %13
%17 = load double*, double** %16
%18 = getelementptr inbounds double*, double** %6, i64 %13
%19 = load double*, double** %18
%20 = load double, double* %15
%21 = load double, double* %17
%22 = fneg double %21
%23 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %20, double 2.000000e+00, double %22)
%24 = load double, double* %19
%25 = fmul double %10, %24
%26 = fdiv double %25, %2
%27 = fadd double %23, %26
%28 = fcmp olt double %27, 0.000000e+00
br i1 %28, label %29, label %31
29: ; preds = %12
%30 = fadd double %27, %3
br label %35
31: ; preds = %12
%32 = fcmp ogt double %27, %3
br i1 %32, label %33, label %35
33: ; preds = %31
%34 = fsub double %27, %3
br label %35
35: ; preds = %31, %33, %29
%36 = phi double [ %30, %29 ], [ %34, %33 ], [ %27, %31 ]
store double %20, double* %17
store double %36, double* %15
%37 = getelementptr inbounds double, double* %15, i64 1
%38 = load double, double* %37
%39 = getelementptr inbounds double, double* %17, i64 1
%40 = load double, double* %39
%41 = fneg double %40
%42 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %38, double 2.000000e+00, double %41)
%43 = getelementptr inbounds double, double* %19, i64 1
%44 = load double, double* %43
%45 = fmul double %10, %44
%46 = fdiv double %45, %2
%47 = fadd double %42, %46
%48 = fcmp olt double %47, 0.000000e+00
br i1 %48, label %53, label %49
49: ; preds = %35
%50 = fcmp ogt double %47, %3
br i1 %50, label %51, label %55
51: ; preds = %49
%52 = fsub double %47, %3
br label %55
53: ; preds = %35
%54 = fadd double %47, %3
br label %55
55: ; preds = %53, %51, %49
%56 = phi double [ %54, %53 ], [ %52, %51 ], [ %47, %49 ]
store double %38, double* %39
store double %56, double* %37
%57 = getelementptr inbounds double, double* %15, i64 2
%58 = load double, double* %57
%59 = getelementptr inbounds double, double* %17, i64 2
%60 = load double, double* %59
%61 = fneg double %60
%62 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %58, double 2.000000e+00, double %61)
%63 = getelementptr inbounds double, double* %19, i64 2
%64 = load double, double* %63
%65 = fmul double %10, %64
%66 = fdiv double %65, %2
%67 = fadd double %62, %66
%68 = fcmp olt double %67, 0.000000e+00
br i1 %68, label %73, label %69
69: ; preds = %55
%70 = fcmp ogt double %67, %3
br i1 %70, label %71, label %75
71: ; preds = %69
%72 = fsub double %67, %3
br label %75
73: ; preds = %55
%74 = fadd double %67, %3
br label %75
75: ; preds = %73, %71, %69
%76 = phi double [ %74, %73 ], [ %72, %71 ], [ %67, %69 ]
store double %58, double* %59
store double %76, double* %57
%77 = add nuw nsw i64 %13, 1
%78 = icmp eq i64 %77, %11
br i1 %78, label %79, label %12
79: ; preds = %75, %7
ret void
}