void vert_sumw(double *sum, double *var3d, long gridsize, long nlevel,
               double *deltap) {
  long i, k;
  for (i = 0; i < gridsize; ++i)
    sum[i] = 0;
  for (k = 0; k < nlevel; ++k)
    for (i = 0; i < gridsize; ++i) {
      sum[i] += var3d[k * gridsize + i] * deltap[k * gridsize + i];
    }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<vert_sumw>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
mov    %r8,-0x28(%rbp)
movq   $0x0,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rax
cmp    -0x18(%rbp),%rax
jge    114f <vert_sumw+0x4f>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x30(%rbp),%rcx
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x30(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
jmp    1120 <vert_sumw+0x20>
movq   $0x0,-0x38(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%rax
cmp    -0x20(%rbp),%rax
jge    11e8 <vert_sumw+0xe8>
movq   $0x0,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rax
cmp    -0x18(%rbp),%rax
jge    11d2 <vert_sumw+0xd2>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x38(%rbp),%rcx
imul   -0x18(%rbp),%rcx
add    -0x30(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    -0x38(%rbp),%rcx
imul   -0x18(%rbp),%rcx
add    -0x30(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x30(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm1
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x30(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
jmp    116d <vert_sumw+0x6d>
jmp    11d7 <vert_sumw+0xd7>
mov    -0x38(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
jmp    1157 <vert_sumw+0x57>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<vert_sumw>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x38,%rsp
mov    %r8,0x10(%rsp)
mov    %rcx,%r15
mov    %rdx,%r13
mov    %rsi,%r12
mov    %rdi,%rbx
test   %rdx,%rdx
jle    1146 <vert_sumw+0x36>
lea    0x0(,%r13,8),%rdx
mov    %rbx,%rdi
xor    %esi,%esi
call   1030 <memset@plt>
test   %r15,%r15
jle    1332 <vert_sumw+0x222>
lea    (%rbx,%r13,8),%rax
mov    %rax,0x28(%rsp)
mov    %r13,%r9
and    $0xfffffffffffffffc,%r9
mov    %r13,%rax
neg    %rax
mov    %rax,0x30(%rsp)
mov    0x10(%rsp),%rcx
lea    0x10(%rcx),%rsi
lea    0x0(,%r13,8),%r10
mov    %r12,%rdx
lea    0x10(%r12),%rax
lea    0x8(%r12),%rdx
xor    %edi,%edi
mov    %r15,0x20(%rsp)
mov    %r12,0x18(%rsp)
jmp    11b9 <vert_sumw+0xa9>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%rdi
add    %r10,%rsi
add    %r10,%rax
add    %r10,%rcx
add    %r10,%rdx
cmp    %r15,%rdi
je     1332 <vert_sumw+0x222>
test   %r13,%r13
jle    11a0 <vert_sumw+0x90>
mov    %rdi,%r14
imul   %r13,%r14
cmp    $0x4,%r13
jae    11e0 <vert_sumw+0xd0>
xor    %r11d,%r11d
jmp    12b0 <vert_sumw+0x1a0>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
lea    (%r14,%r13,1),%r8
mov    %r12,%rbp
lea    (%r12,%r14,8),%r12
lea    0x0(,%r8,8),%r11
add    %rbp,%r11
mov    0x10(%rsp),%r15
lea    (%r15,%r8,8),%rbp
cmp    %rbx,%r11
seta   0xf(%rsp)
mov    0x28(%rsp),%r8
cmp    %r8,%r12
setb   %r11b
cmp    %rbx,%rbp
seta   %r12b
lea    (%r15,%r14,8),%rbp
cmp    %r8,%rbp
setb   %bpl
test   %r11b,0xf(%rsp)
jne    12a3 <vert_sumw+0x193>
mov    $0x0,%r11d
and    %bpl,%r12b
mov    0x20(%rsp),%r15
mov    0x18(%rsp),%r12
jne    12b0 <vert_sumw+0x1a0>
xor    %ebp,%ebp
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
movupd -0x10(%rax,%rbp,8),%xmm0
movupd (%rax,%rbp,8),%xmm1
movupd -0x10(%rsi,%rbp,8),%xmm2
mulpd  %xmm0,%xmm2
movupd (%rsi,%rbp,8),%xmm0
mulpd  %xmm1,%xmm0
movupd (%rbx,%rbp,8),%xmm1
addpd  %xmm2,%xmm1
movupd 0x10(%rbx,%rbp,8),%xmm2
addpd  %xmm0,%xmm2
movupd %xmm1,(%rbx,%rbp,8)
movupd %xmm2,0x10(%rbx,%rbp,8)
add    $0x4,%rbp
cmp    %rbp,%r9
jne    1250 <vert_sumw+0x140>
mov    %r9,%r11
cmp    %r13,%r9
je     11a0 <vert_sumw+0x90>
jmp    12b0 <vert_sumw+0x1a0>
xor    %r11d,%r11d
mov    0x20(%rsp),%r15
mov    0x18(%rsp),%r12
mov    %r11,%r8
test   $0x1,%r13b
je     12e1 <vert_sumw+0x1d1>
add    %r11,%r14
movsd  (%r12,%r14,8),%xmm0
mov    0x10(%rsp),%rbp
mulsd  0x0(%rbp,%r14,8),%xmm0
addsd  (%rbx,%r11,8),%xmm0
movsd  %xmm0,(%rbx,%r11,8)
mov    %r11,%r8
or     $0x1,%r8
not    %r11
cmp    0x30(%rsp),%r11
je     11a0 <vert_sumw+0x90>
nop
movsd  -0x8(%rdx,%r8,8),%xmm0
mulsd  (%rcx,%r8,8),%xmm0
addsd  (%rbx,%r8,8),%xmm0
movsd  %xmm0,(%rbx,%r8,8)
movsd  (%rdx,%r8,8),%xmm0
mulsd  0x8(%rcx,%r8,8),%xmm0
addsd  0x8(%rbx,%r8,8),%xmm0
movsd  %xmm0,0x8(%rbx,%r8,8)
add    $0x2,%r8
cmp    %r8,%r13
jne    12f0 <vert_sumw+0x1e0>
jmp    11a0 <vert_sumw+0x90>
add    $0x38,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @vert_sumw(double* %0, double* %1, i64 %2, i64 %3, double* %4) {
%6 = alloca double*
%7 = alloca double*
%8 = alloca i64
%9 = alloca i64
%10 = alloca double*
%11 = alloca i64
%12 = alloca i64
store double* %0, double** %6
store double* %1, double** %7
store i64 %2, i64* %8
store i64 %3, i64* %9
store double* %4, double** %10
store i64 0, i64* %11
br label %13
13: ; preds = %21, %5
%14 = load i64, i64* %11
%15 = load i64, i64* %8
%16 = icmp slt i64 %14, %15
br i1 %16, label %17, label %24
17: ; preds = %13
%18 = load double*, double** %6
%19 = load i64, i64* %11
%20 = getelementptr inbounds double, double* %18, i64 %19
store double 0.000000e+00, double* %20
br label %21
21: ; preds = %17
%22 = load i64, i64* %11
%23 = add nsw i64 %22, 1
store i64 %23, i64* %11
br label %13
24: ; preds = %13
store i64 0, i64* %12
br label %25
25: ; preds = %60, %24
%26 = load i64, i64* %12
%27 = load i64, i64* %9
%28 = icmp slt i64 %26, %27
br i1 %28, label %29, label %63
29: ; preds = %25
store i64 0, i64* %11
br label %30
30: ; preds = %56, %29
%31 = load i64, i64* %11
%32 = load i64, i64* %8
%33 = icmp slt i64 %31, %32
br i1 %33, label %34, label %59
34: ; preds = %30
%35 = load double*, double** %7
%36 = load i64, i64* %12
%37 = load i64, i64* %8
%38 = mul nsw i64 %36, %37
%39 = load i64, i64* %11
%40 = add nsw i64 %38, %39
%41 = getelementptr inbounds double, double* %35, i64 %40
%42 = load double, double* %41
%43 = load double*, double** %10
%44 = load i64, i64* %12
%45 = load i64, i64* %8
%46 = mul nsw i64 %44, %45
%47 = load i64, i64* %11
%48 = add nsw i64 %46, %47
%49 = getelementptr inbounds double, double* %43, i64 %48
%50 = load double, double* %49
%51 = load double*, double** %6
%52 = load i64, i64* %11
%53 = getelementptr inbounds double, double* %51, i64 %52
%54 = load double, double* %53
%55 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %42, double %50, double %54)
store double %55, double* %53
br label %56
56: ; preds = %34
%57 = load i64, i64* %11
%58 = add nsw i64 %57, 1
store i64 %58, i64* %11
br label %30
59: ; preds = %30
br label %60
60: ; preds = %59
%61 = load i64, i64* %12
%62 = add nsw i64 %61, 1
store i64 %62, i64* %12
br label %25
63: ; preds = %25
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @vert_sumw(double* nocapture %0, double* nocapture %1, i64 %2, i64 %3, double* nocapture %4) {
%6 = icmp sgt i64 %2, 0
br i1 %6, label %7, label %10
7: ; preds = %5
%8 = bitcast double* %0 to i8*
%9 = shl nuw i64 %2, 3
br label %10
10: ; preds = %7, %5
%11 = icmp sgt i64 %3, 0
br i1 %11, label %12, label %106
12: ; preds = %10
%13 = getelementptr double, double* %0, i64 %2
%14 = icmp ult i64 %2, 4
%15 = and i64 %2, -4
%16 = icmp eq i64 %15, %2
%17 = and i64 %2, 1
%18 = icmp eq i64 %17, 0
%19 = sub i64 0, %2
br label %20
20: ; preds = %12, %103
%21 = phi i64 [ %104, %103 ], [ 0, %12 ]
%22 = mul i64 %21, %2
%23 = getelementptr double, double* %1, i64 %22
%24 = add i64 %22, %2
%25 = getelementptr double, double* %1, i64 %24
%26 = getelementptr double, double* %4, i64 %22
%27 = getelementptr double, double* %4, i64 %24
br i1 %6, label %28, label %103
28: ; preds = %20
%29 = mul nsw i64 %21, %2
br i1 %14, label %66, label %30
30: ; preds = %28
%31 = icmp ugt double* %25, %0
%32 = icmp ult double* %23, %13
%33 = and i1 %31, %32
%34 = icmp ugt double* %27, %0
%35 = icmp ult double* %26, %13
%36 = and i1 %34, %35
%37 = or i1 %33, %36
br i1 %37, label %66, label %38
38: ; preds = %30, %38
%39 = phi i64 [ %63, %38 ], [ 0, %30 ]
%40 = add nsw i64 %39, %29
%41 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %40
%42 = bitcast double* %41 to <2 x double>*
%43 = load <2 x double>, <2 x double>* %42
%44 = getelementptr inbounds double, double* %41, i64 2
%45 = bitcast double* %44 to <2 x double>*
%46 = load <2 x double>, <2 x double>* %45
%47 = getelementptr inbounds double, double* %4, i64 %40
%48 = bitcast double* %47 to <2 x double>*
%49 = load <2 x double>, <2 x double>* %48
%50 = getelementptr inbounds double, double* %47, i64 2
%51 = bitcast double* %50 to <2 x double>*
%52 = load <2 x double>, <2 x double>* %51
%53 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %39
%54 = bitcast double* %53 to <2 x double>*
%55 = load <2 x double>, <2 x double>* %54
%56 = getelementptr inbounds double, double* %53, i64 2
%57 = bitcast double* %56 to <2 x double>*
%58 = load <2 x double>, <2 x double>* %57
%59 = call <2 x double> @llvm.fmuladd.v2f64(<2 x double> %43, <2 x double> %49, <2 x double> %55)
%60 = call <2 x double> @llvm.fmuladd.v2f64(<2 x double> %46, <2 x double> %52, <2 x double> %58)
%61 = bitcast double* %53 to <2 x double>*
store <2 x double> %59, <2 x double>* %61
%62 = bitcast double* %56 to <2 x double>*
store <2 x double> %60, <2 x double>* %62
%63 = add nuw i64 %39, 4
%64 = icmp eq i64 %63, %15
br i1 %64, label %65, label %38
65: ; preds = %38
br i1 %16, label %103, label %66
66: ; preds = %30, %28, %65
%67 = phi i64 [ 0, %30 ], [ 0, %28 ], [ %15, %65 ]
%68 = xor i64 %67, -1
br i1 %18, label %79, label %69
69: ; preds = %66
%70 = add nsw i64 %67, %29
%71 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %70
%72 = load double, double* %71
%73 = getelementptr inbounds double, double* %4, i64 %70
%74 = load double, double* %73
%75 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %67
%76 = load double, double* %75
%77 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %72, double %74, double %76)
store double %77, double* %75
%78 = or i64 %67, 1
br label %79
79: ; preds = %69, %66
%80 = phi i64 [ %67, %66 ], [ %78, %69 ]
%81 = icmp eq i64 %68, %19
br i1 %81, label %103, label %82
82: ; preds = %79, %82
%83 = phi i64 [ %101, %82 ], [ %80, %79 ]
%84 = add nsw i64 %83, %29
%85 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %84
%86 = load double, double* %85
%87 = getelementptr inbounds double, double* %4, i64 %84
%88 = load double, double* %87
%89 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %83
%90 = load double, double* %89
%91 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %86, double %88, double %90)
store double %91, double* %89
%92 = add nuw nsw i64 %83, 1
%93 = add nsw i64 %92, %29
%94 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %93
%95 = load double, double* %94
%96 = getelementptr inbounds double, double* %4, i64 %93
%97 = load double, double* %96
%98 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %92
%99 = load double, double* %98
%100 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %95, double %97, double %99)
store double %100, double* %98
%101 = add nuw nsw i64 %83, 2
%102 = icmp eq i64 %101, %2
br i1 %102, label %103, label %82
103: ; preds = %79, %82, %65, %20
%104 = add nuw nsw i64 %21, 1
%105 = icmp eq i64 %104, %3
br i1 %105, label %106, label %20
106: ; preds = %103, %10
ret void
}