void interp_X(const double *restrict gt, double *pt,
              const double *restrict hyb_press, const int *nx,
              const double *restrict plev, long nplev, long ngp, long nhlev,
              double missval) {
  long lp, i;
  long nl, nh;
  const int *nxl;
  double *ptl;
  double pres;
  for (lp = 0; lp < nplev; lp++) {
    pres = plev[lp];
    nxl = nx + lp * ngp;
    ptl = pt + lp * ngp;
    for (i = 0; i < ngp; i++) {
      if (nxl[i] == -1)
        ptl[i] = missval;
      else {
        nl = nxl[i] * ngp + i;
        nh = nl + ngp;
        if (nh >= ngp * nhlev)
          ptl[i] = gt[nl];
        else
          ptl[i] = gt[nl] + (pres - hyb_press[nl]) * (gt[nh] - gt[nl]) /
                                (hyb_press[nh] - hyb_press[nl]);
      }
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<interp_X>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    0x18(%rbp),%rax
mov    0x10(%rbp),%rax
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
mov    %r8,-0x28(%rbp)
mov    %r9,-0x30(%rbp)
movsd  %xmm0,-0x38(%rbp)
movq   $0x0,-0x40(%rbp)
mov    -0x40(%rbp),%rax
cmp    -0x30(%rbp),%rax
jge    12b7 <interp_X+0x1b7>
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    -0x40(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x70(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    -0x40(%rbp),%rcx
imul   0x10(%rbp),%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x60(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x40(%rbp),%rcx
imul   0x10(%rbp),%rcx
shl    $0x3,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x68(%rbp)
movq   $0x0,-0x48(%rbp)
mov    -0x48(%rbp),%rax
cmp    0x10(%rbp),%rax
jge    12a1 <interp_X+0x1a1>
mov    -0x60(%rbp),%rax
mov    -0x48(%rbp),%rcx
cmpl   $0xffffffff,(%rax,%rcx,4)
jne    11c0 <interp_X+0xc0>
movsd  -0x38(%rbp),%xmm0
mov    -0x68(%rbp),%rax
mov    -0x48(%rbp),%rcx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
jmp    128b <interp_X+0x18b>
mov    -0x60(%rbp),%rax
mov    -0x48(%rbp),%rcx
movslq (%rax,%rcx,4),%rax
imul   0x10(%rbp),%rax
add    -0x48(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x50(%rbp)
mov    -0x50(%rbp),%rax
add    0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x58(%rbp)
mov    -0x58(%rbp),%rax
mov    0x10(%rbp),%rcx
imul   0x18(%rbp),%rcx
cmp    %rcx,%rax
jl     121a <interp_X+0x11a>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x50(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x68(%rbp),%rax
mov    -0x48(%rbp),%rcx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
jmp    1286 <interp_X+0x186>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x50(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
movsd  -0x70(%rbp),%xmm1
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x50(%rbp),%rcx
subsd  (%rax,%rcx,8),%xmm1
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x58(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x50(%rbp),%rcx
subsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
mulsd  %xmm2,%xmm1
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x58(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x50(%rbp),%rcx
subsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
divsd  %xmm2,%xmm1
addsd  %xmm1,%xmm0
mov    -0x68(%rbp),%rax
mov    -0x48(%rbp),%rcx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
jmp    128b <interp_X+0x18b>
jmp    1290 <interp_X+0x190>
mov    -0x48(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x48(%rbp)
jmp    1189 <interp_X+0x89>
jmp    12a6 <interp_X+0x1a6>
mov    -0x40(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
jmp    1131 <interp_X+0x31>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<interp_X>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
test   %r9,%r9
jle    11e9 <interp_X+0xe9>
mov    0x38(%rsp),%r12
mov    0x40(%rsp),%r10
imul   %r12,%r10
lea    0x0(,%r12,8),%r11
lea    0x0(,%r12,4),%r14
xor    %r15d,%r15d
jmp    1153 <interp_X+0x53>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%r15
add    %r11,%rsi
add    %r14,%rcx
cmp    %r9,%r15
je     11e9 <interp_X+0xe9>
test   %r12,%r12
jle    1140 <interp_X+0x40>
movsd  (%r8,%r15,8),%xmm1
xor    %ebx,%ebx
jmp    117e <interp_X+0x7e>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
movsd  %xmm2,(%rsi,%rbx,8)
add    $0x1,%rbx
cmp    %rbx,%r12
je     1140 <interp_X+0x40>
movslq (%rcx,%rbx,4),%rax
movapd %xmm0,%xmm2
cmp    $0xffffffffffffffff,%rax
je     1170 <interp_X+0x70>
mov    %rax,%r13
imul   %r12,%r13
add    %rbx,%r13
add    $0x1,%rax
mov    %r12,%rbp
imul   %rax,%rbp
add    %rbx,%rbp
movsd  (%rdi,%r13,8),%xmm2
cmp    %r10,%rbp
jge    1170 <interp_X+0x70>
movsd  (%rdx,%r13,8),%xmm3
movapd %xmm1,%xmm4
subsd  %xmm3,%xmm4
imul   %r11,%rax
lea    (%rdi,%rax,1),%rbp
movsd  0x0(%rbp,%rbx,8),%xmm5
subsd  %xmm2,%xmm5
mulsd  %xmm4,%xmm5
add    %rdx,%rax
movsd  (%rax,%rbx,8),%xmm4
subsd  %xmm3,%xmm4
divsd  %xmm4,%xmm5
addsd  %xmm5,%xmm2
jmp    1170 <interp_X+0x70>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

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

LLVM IR (-O2):
define void @interp_X(double* noalias nocapture %0, double* nocapture writeonly %1, double* noalias nocapture %2, i32* nocapture %3, double* noalias nocapture %4, i64 %5, i64 %6, i64 %7, double %8) {
%10 = icmp sgt i64 %5, 0
br i1 %10, label %11, label %55
11: ; preds = %9
%12 = icmp sgt i64 %6, 0
%13 = mul nsw i64 %7, %6
br label %14
14: ; preds = %11, %52
%15 = phi i64 [ 0, %11 ], [ %53, %52 ]
%16 = getelementptr inbounds double, double* %4, i64 %15
%17 = load double, double* %16
%18 = mul nsw i64 %15, %6
%19 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 %18
%20 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %18
br i1 %12, label %21, label %52
21: ; preds = %14, %47
%22 = phi i64 [ %50, %47 ], [ 0, %14 ]
%23 = getelementptr inbounds i32, i32* %19, i64 %22
%24 = load i32, i32* %23
%25 = icmp eq i32 %24, -1
br i1 %25, label %47, label %26
26: ; preds = %21
%27 = sext i32 %24 to i64
%28 = mul nsw i64 %27, %6
%29 = add nsw i64 %28, %22
%30 = add nsw i64 %29, %6
%31 = icmp slt i64 %30, %13
%32 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %29
%33 = load double, double* %32
br i1 %31, label %34, label %47
34: ; preds = %26
%35 = getelementptr inbounds double, double* %2, i64 %29
%36 = load double, double* %35
%37 = fsub double %17, %36
%38 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %30
%39 = load double, double* %38
%40 = fsub double %39, %33
%41 = fmul double %37, %40
%42 = getelementptr inbounds double, double* %2, i64 %30
%43 = load double, double* %42
%44 = fsub double %43, %36
%45 = fdiv double %41, %44
%46 = fadd double %33, %45
br label %47
47: ; preds = %26, %21, %34
%48 = phi double [ %46, %34 ], [ %8, %21 ], [ %33, %26 ]
%49 = getelementptr inbounds double, double* %20, i64 %22
store double %48, double* %49
%50 = add nuw nsw i64 %22, 1
%51 = icmp eq i64 %50, %6
br i1 %51, label %52, label %21
52: ; preds = %47, %14
%53 = add nuw nsw i64 %15, 1
%54 = icmp eq i64 %53, %5
br i1 %54, label %55, label %14
55: ; preds = %52, %9
ret void
}