void _grad_X(int N, int D, int M, double *X, double *X2, double *tmp,
             double *grad) {
  double retnd;
  int n, d, nd, m;
#pragma omp parallel for private(nd, n, d, retnd, m)
  for (nd = 0; nd < (D * N); nd++) {
    n = nd / D;
    d = nd % D;
    retnd = 0.0;
    for (m = 0; m < M; m++) {
      retnd += tmp[n * M + m] * (X[nd] - X2[m * D + d]);
    }
    grad[nd] = retnd;
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<_grad_X>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    0x10(%rbp),%rax
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %esi,-0x8(%rbp)
mov    %edx,-0xc(%rbp)
mov    %rcx,-0x18(%rbp)
mov    %r8,-0x20(%rbp)
mov    %r9,-0x28(%rbp)
movl   $0x0,-0x3c(%rbp)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
mov    -0x8(%rbp),%ecx
imul   -0x4(%rbp),%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    11de <_grad_X+0xde>
mov    -0x3c(%rbp),%eax
cltd
idivl  -0x8(%rbp)
mov    %eax,-0x34(%rbp)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
cltd
idivl  -0x8(%rbp)
mov    %edx,-0x38(%rbp)
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x30(%rbp)
movl   $0x0,-0x40(%rbp)
mov    -0x40(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    11be <_grad_X+0xbe>
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    -0x34(%rbp),%ecx
imul   -0xc(%rbp),%ecx
add    -0x40(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x3c(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    -0x40(%rbp),%ecx
imul   -0x8(%rbp),%ecx
add    -0x38(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
subsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
movsd  -0x30(%rbp),%xmm1
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x30(%rbp)
mov    -0x40(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x40(%rbp)
jmp    1159 <_grad_X+0x59>
movsd  -0x30(%rbp),%xmm0
mov    0x10(%rbp),%rax
movslq -0x3c(%rbp),%rcx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
jmp    1124 <_grad_X+0x24>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<_grad_X>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
mov    %r9,-0x18(%rsp)
imul   %esi,%edi
test   %edi,%edi
jle    1224 <_grad_X+0x124>
mov    %edx,%r10d
movslq %esi,%rdx
mov    %edi,%r12d
mov    %r10d,%r15d
mov    %r15d,%ebx
and    $0xfffffffe,%ebx
mov    -0x18(%rsp),%rax
add    $0x8,%rax
mov    %rax,-0x10(%rsp)
lea    (%r8,%rdx,8),%rbp
mov    %rdx,-0x8(%rsp)
lea    (%rdx,%rdx,1),%r13
xor    %edi,%edi
jmp    116b <_grad_X+0x6b>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
xorpd  %xmm1,%xmm1
mov    0x38(%rsp),%rax
movsd  %xmm1,(%rax,%rdi,8)
add    $0x1,%rdi
cmp    %r12,%rdi
je     1224 <_grad_X+0x124>
test   %r10d,%r10d
jle    1150 <_grad_X+0x50>
mov    %edi,%eax
cltd
idiv   %esi
imul   %r10d,%eax
movsd  (%rcx,%rdi,8),%xmm0
cltq
movslq %edx,%r11
cmp    $0x1,%r10d
jne    11a0 <_grad_X+0xa0>
xorpd  %xmm1,%xmm1
xor    %r9d,%r9d
jmp    11f5 <_grad_X+0xf5>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
mov    -0x10(%rsp),%rdx
lea    (%rdx,%rax,8),%r14
xorpd  %xmm1,%xmm1
mov    %r11,%rdx
xor    %r9d,%r9d
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
movapd %xmm0,%xmm2
subsd  (%r8,%rdx,8),%xmm2
mulsd  -0x8(%r14,%r9,8),%xmm2
addsd  %xmm1,%xmm2
movapd %xmm0,%xmm1
subsd  0x0(%rbp,%rdx,8),%xmm1
mulsd  (%r14,%r9,8),%xmm1
addsd  %xmm2,%xmm1
add    $0x2,%r9
add    %r13,%rdx
cmp    %r9,%rbx
jne    11c0 <_grad_X+0xc0>
test   $0x1,%r15b
je     1154 <_grad_X+0x54>
add    %r9,%rax
imul   -0x8(%rsp),%r9
add    %r11,%r9
subsd  (%r8,%r9,8),%xmm0
mov    -0x18(%rsp),%rdx
mulsd  (%rdx,%rax,8),%xmm0
addsd  %xmm0,%xmm1
jmp    1154 <_grad_X+0x54>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @_grad_X(i32 %0, i32 %1, i32 %2, double* %3, double* %4, double* %5, double* %6) {
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca double*
%12 = alloca double*
%13 = alloca double*
%14 = alloca double*
%15 = alloca double
%16 = alloca i32
%17 = alloca i32
%18 = alloca i32
%19 = alloca i32
store i32 %0, i32* %8
store i32 %1, i32* %9
store i32 %2, i32* %10
store double* %3, double** %11
store double* %4, double** %12
store double* %5, double** %13
store double* %6, double** %14
store i32 0, i32* %18
br label %20
20: ; preds = %73, %7
%21 = load i32, i32* %18
%22 = load i32, i32* %9
%23 = load i32, i32* %8
%24 = mul nsw i32 %22, %23
%25 = icmp slt i32 %21, %24
br i1 %25, label %26, label %76
26: ; preds = %20
%27 = load i32, i32* %18
%28 = load i32, i32* %9
%29 = sdiv i32 %27, %28
store i32 %29, i32* %16
%30 = load i32, i32* %18
%31 = load i32, i32* %9
%32 = srem i32 %30, %31
store i32 %32, i32* %17
store double 0.000000e+00, double* %15
store i32 0, i32* %19
br label %33
33: ; preds = %64, %26
%34 = load i32, i32* %19
%35 = load i32, i32* %10
%36 = icmp slt i32 %34, %35
br i1 %36, label %37, label %67
37: ; preds = %33
%38 = load double*, double** %13
%39 = load i32, i32* %16
%40 = load i32, i32* %10
%41 = mul nsw i32 %39, %40
%42 = load i32, i32* %19
%43 = add nsw i32 %41, %42
%44 = sext i32 %43 to i64
%45 = getelementptr inbounds double, double* %38, i64 %44
%46 = load double, double* %45
%47 = load double*, double** %11
%48 = load i32, i32* %18
%49 = sext i32 %48 to i64
%50 = getelementptr inbounds double, double* %47, i64 %49
%51 = load double, double* %50
%52 = load double*, double** %12
%53 = load i32, i32* %19
%54 = load i32, i32* %9
%55 = mul nsw i32 %53, %54
%56 = load i32, i32* %17
%57 = add nsw i32 %55, %56
%58 = sext i32 %57 to i64
%59 = getelementptr inbounds double, double* %52, i64 %58
%60 = load double, double* %59
%61 = fsub double %51, %60
%62 = load double, double* %15
%63 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %46, double %61, double %62)
store double %63, double* %15
br label %64
64: ; preds = %37
%65 = load i32, i32* %19
%66 = add nsw i32 %65, 1
store i32 %66, i32* %19
br label %33
67: ; preds = %33
%68 = load double, double* %15
%69 = load double*, double** %14
%70 = load i32, i32* %18
%71 = sext i32 %70 to i64
%72 = getelementptr inbounds double, double* %69, i64 %71
store double %68, double* %72
br label %73
73: ; preds = %67
%74 = load i32, i32* %18
%75 = add nsw i32 %74, 1
store i32 %75, i32* %18
br label %20
76: ; preds = %20
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @_grad_X(i32 %0, i32 %1, i32 %2, double* nocapture %3, double* nocapture %4, double* nocapture %5, double* nocapture writeonly %6) {
%8 = mul i32 %1, %0
%9 = icmp sgt i32 %8, 0
br i1 %9, label %10, label %75
10: ; preds = %7
%11 = icmp sgt i32 %2, 0
%12 = sext i32 %1 to i64
%13 = zext i32 %8 to i64
%14 = zext i32 %2 to i64
%15 = and i64 %14, 1
%16 = icmp eq i32 %2, 1
%17 = and i64 %14, 4294967294
%18 = icmp eq i64 %15, 0
br label %19
19: ; preds = %10, %70
%20 = phi i64 [ 0, %10 ], [ %73, %70 ]
%21 = trunc i64 %20 to i32
br i1 %11, label %22, label %70
22: ; preds = %19
%23 = srem i32 %21, %1
%24 = sdiv i32 %21, %1
%25 = mul nsw i32 %24, %2
%26 = getelementptr inbounds double, double* %3, i64 %20
%27 = load double, double* %26
%28 = sext i32 %25 to i64
%29 = sext i32 %23 to i64
br i1 %16, label %56, label %30
30: ; preds = %22, %30
%31 = phi i64 [ %53, %30 ], [ 0, %22 ]
%32 = phi double [ %52, %30 ], [ 0.000000e+00, %22 ]
%33 = phi i64 [ %54, %30 ], [ 0, %22 ]
%34 = add nsw i64 %31, %28
%35 = getelementptr inbounds double, double* %5, i64 %34
%36 = load double, double* %35
%37 = mul nsw i64 %31, %12
%38 = add nsw i64 %37, %29
%39 = getelementptr inbounds double, double* %4, i64 %38
%40 = load double, double* %39
%41 = fsub double %27, %40
%42 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %36, double %41, double %32)
%43 = or i64 %31, 1
%44 = add nsw i64 %43, %28
%45 = getelementptr inbounds double, double* %5, i64 %44
%46 = load double, double* %45
%47 = mul nsw i64 %43, %12
%48 = add nsw i64 %47, %29
%49 = getelementptr inbounds double, double* %4, i64 %48
%50 = load double, double* %49
%51 = fsub double %27, %50
%52 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %46, double %51, double %42)
%53 = add nuw nsw i64 %31, 2
%54 = add i64 %33, 2
%55 = icmp eq i64 %54, %17
br i1 %55, label %56, label %30
56: ; preds = %30, %22
%57 = phi double [ undef, %22 ], [ %52, %30 ]
%58 = phi i64 [ 0, %22 ], [ %53, %30 ]
%59 = phi double [ 0.000000e+00, %22 ], [ %52, %30 ]
br i1 %18, label %70, label %60
60: ; preds = %56
%61 = add nsw i64 %58, %28
%62 = getelementptr inbounds double, double* %5, i64 %61
%63 = load double, double* %62
%64 = mul nsw i64 %58, %12
%65 = add nsw i64 %64, %29
%66 = getelementptr inbounds double, double* %4, i64 %65
%67 = load double, double* %66
%68 = fsub double %27, %67
%69 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %63, double %68, double %59)
br label %70
70: ; preds = %60, %56, %19
%71 = phi double [ 0.000000e+00, %19 ], [ %57, %56 ], [ %69, %60 ]
%72 = getelementptr inbounds double, double* %6, i64 %20
store double %71, double* %72
%73 = add nuw nsw i64 %20, 1
%74 = icmp eq i64 %73, %13
br i1 %74, label %75, label %19
75: ; preds = %70, %7
ret void
}