void derivative(int *AInput, int *AOutput, const int N) {
  int i;
  AOutput[0] = 0;
  for (i = 1; i < N; i++) {
    AOutput[i] = AInput[i] - AInput[i - 1];
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<derivative>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movl   $0x0,(%rax)
movl   $0x1,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    1160 <derivative+0x60>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
sub    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    1120 <derivative+0x20>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<derivative>:
movl   $0x0,(%rsi)
cmp    $0x2,%edx
jl     125e <derivative+0x15e>
mov    %edx,%r10d
lea    -0x1(%r10),%r8
mov    $0x1,%ecx
cmp    $0x8,%r8
jb     1215 <derivative+0x115>
lea    0x4(%rsi),%rax
lea    (%rdi,%r10,4),%rdx
cmp    %rdx,%rax
jae    113f <derivative+0x3f>
lea    (%rsi,%r10,4),%rax
cmp    %rdi,%rax
ja     1215 <derivative+0x115>
mov    %r8,%rcx
and    $0xfffffffffffffff8,%rcx
lea    -0x8(%rcx),%rax
mov    %rax,%r9
shr    $0x3,%r9
add    $0x1,%r9
test   %rax,%rax
je     125f <derivative+0x15f>
mov    %r9,%rax
and    $0xfffffffffffffffe,%rax
xor    %edx,%edx
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
movdqu (%rdi,%rdx,4),%xmm0
movdqu 0x4(%rdi,%rdx,4),%xmm1
psubd  %xmm0,%xmm1
movdqu 0x10(%rdi,%rdx,4),%xmm0
movdqu 0x14(%rdi,%rdx,4),%xmm2
psubd  %xmm0,%xmm2
movdqu %xmm1,0x4(%rsi,%rdx,4)
movdqu %xmm2,0x14(%rsi,%rdx,4)
movdqu 0x20(%rdi,%rdx,4),%xmm0
movdqu 0x24(%rdi,%rdx,4),%xmm1
psubd  %xmm0,%xmm1
movdqu 0x30(%rdi,%rdx,4),%xmm0
movdqu 0x34(%rdi,%rdx,4),%xmm2
psubd  %xmm0,%xmm2
movdqu %xmm1,0x24(%rsi,%rdx,4)
movdqu %xmm2,0x34(%rsi,%rdx,4)
add    $0x10,%rdx
add    $0xfffffffffffffffe,%rax
jne    1170 <derivative+0x70>
test   $0x1,%r9b
je     120c <derivative+0x10c>
lea    0x0(,%rdx,4),%rax
or     $0x4,%rax
movdqu (%rdi,%rax,1),%xmm0
movdqu 0x10(%rdi,%rax,1),%xmm1
movdqu (%rdi,%rdx,4),%xmm2
psubd  %xmm2,%xmm0
movdqu 0x10(%rdi,%rdx,4),%xmm2
psubd  %xmm2,%xmm1
movdqu %xmm0,(%rsi,%rax,1)
movdqu %xmm1,0x10(%rsi,%rax,1)
cmp    %rcx,%r8
je     125e <derivative+0x15e>
or     $0x1,%rcx
mov    %rcx,%rax
not    %rax
test   $0x1,%r10b
jne    122f <derivative+0x12f>
mov    (%rdi,%rcx,4),%edx
sub    -0x4(%rdi,%rcx,4),%edx
mov    %edx,(%rsi,%rcx,4)
add    $0x1,%rcx
add    %r10,%rax
je     125e <derivative+0x15e>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
mov    (%rdi,%rcx,4),%eax
sub    -0x4(%rdi,%rcx,4),%eax
mov    %eax,(%rsi,%rcx,4)
mov    0x4(%rdi,%rcx,4),%eax
sub    (%rdi,%rcx,4),%eax
mov    %eax,0x4(%rsi,%rcx,4)
add    $0x2,%rcx
cmp    %rcx,%r10
jne    1240 <derivative+0x140>
ret
xor    %edx,%edx
test   $0x1,%r9b
jne    11d7 <derivative+0xd7>
jmp    120c <derivative+0x10c>

LLVM IR (-O0):
define void @derivative(i32* %0, i32* %1, i32 %2) {
%4 = alloca i32*
%5 = alloca i32*
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
store i32* %0, i32** %4
store i32* %1, i32** %5
store i32 %2, i32* %6
%8 = load i32*, i32** %5
%9 = getelementptr inbounds i32, i32* %8, i64 0
store i32 0, i32* %9
store i32 1, i32* %7
br label %10
10: ; preds = %31, %3
%11 = load i32, i32* %7
%12 = load i32, i32* %6
%13 = icmp slt i32 %11, %12
br i1 %13, label %14, label %34
14: ; preds = %10
%15 = load i32*, i32** %4
%16 = load i32, i32* %7
%17 = sext i32 %16 to i64
%18 = getelementptr inbounds i32, i32* %15, i64 %17
%19 = load i32, i32* %18
%20 = load i32*, i32** %4
%21 = load i32, i32* %7
%22 = sub nsw i32 %21, 1
%23 = sext i32 %22 to i64
%24 = getelementptr inbounds i32, i32* %20, i64 %23
%25 = load i32, i32* %24
%26 = sub nsw i32 %19, %25
%27 = load i32*, i32** %5
%28 = load i32, i32* %7
%29 = sext i32 %28 to i64
%30 = getelementptr inbounds i32, i32* %27, i64 %29
store i32 %26, i32* %30
br label %31
31: ; preds = %14
%32 = load i32, i32* %7
%33 = add nsw i32 %32, 1
store i32 %33, i32* %7
br label %10
34: ; preds = %10
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @derivative(i32* nocapture %0, i32* nocapture writeonly %1, i32 %2) {
store i32 0, i32* %1
%4 = icmp sgt i32 %2, 1
br i1 %4, label %5, label %132
5: ; preds = %3
%6 = zext i32 %2 to i64
%7 = add nsw i64 %6, -1
%8 = icmp ult i64 %7, 8
br i1 %8, label %96, label %9
9: ; preds = %5
%10 = getelementptr i32, i32* %1, i64 1
%11 = getelementptr i32, i32* %1, i64 %6
%12 = getelementptr i32, i32* %0, i64 %6
%13 = icmp ult i32* %10, %12
%14 = icmp ugt i32* %11, %0
%15 = and i1 %13, %14
br i1 %15, label %96, label %16
16: ; preds = %9
%17 = and i64 %7, -8
%18 = or i64 %17, 1
%19 = add nsw i64 %17, -8
%20 = lshr exact i64 %19, 3
%21 = add nuw nsw i64 %20, 1
%22 = and i64 %21, 1
%23 = icmp eq i64 %19, 0
br i1 %23, label %71, label %24
24: ; preds = %16
%25 = and i64 %21, 4611686018427387902
br label %26
26: ; preds = %26, %24
%27 = phi i64 [ 0, %24 ], [ %68, %26 ]
%28 = phi i64 [ 0, %24 ], [ %69, %26 ]
%29 = or i64 %27, 1
%30 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %29
%31 = bitcast i32* %30 to <4 x i32>*
%32 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %31
%33 = getelementptr inbounds i32, i32* %30, i64 4
%34 = bitcast i32* %33 to <4 x i32>*
%35 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %34
%36 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %27
%37 = bitcast i32* %36 to <4 x i32>*
%38 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %37
%39 = getelementptr inbounds i32, i32* %36, i64 4
%40 = bitcast i32* %39 to <4 x i32>*
%41 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %40
%42 = sub nsw <4 x i32> %32, %38
%43 = sub nsw <4 x i32> %35, %41
%44 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %29
%45 = bitcast i32* %44 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %42, <4 x i32>* %45
%46 = getelementptr inbounds i32, i32* %44, i64 4
%47 = bitcast i32* %46 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %43, <4 x i32>* %47
%48 = or i64 %27, 8
%49 = or i64 %27, 9
%50 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %49
%51 = bitcast i32* %50 to <4 x i32>*
%52 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %51
%53 = getelementptr inbounds i32, i32* %50, i64 4
%54 = bitcast i32* %53 to <4 x i32>*
%55 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %54
%56 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %48
%57 = bitcast i32* %56 to <4 x i32>*
%58 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %57
%59 = getelementptr inbounds i32, i32* %56, i64 4
%60 = bitcast i32* %59 to <4 x i32>*
%61 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %60
%62 = sub nsw <4 x i32> %52, %58
%63 = sub nsw <4 x i32> %55, %61
%64 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %49
%65 = bitcast i32* %64 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %62, <4 x i32>* %65
%66 = getelementptr inbounds i32, i32* %64, i64 4
%67 = bitcast i32* %66 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %63, <4 x i32>* %67
%68 = add nuw i64 %27, 16
%69 = add i64 %28, 2
%70 = icmp eq i64 %69, %25
br i1 %70, label %71, label %26
71: ; preds = %26, %16
%72 = phi i64 [ 0, %16 ], [ %68, %26 ]
%73 = icmp eq i64 %22, 0
br i1 %73, label %94, label %74
74: ; preds = %71
%75 = or i64 %72, 1
%76 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %75
%77 = bitcast i32* %76 to <4 x i32>*
%78 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %77
%79 = getelementptr inbounds i32, i32* %76, i64 4
%80 = bitcast i32* %79 to <4 x i32>*
%81 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %80
%82 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %72
%83 = bitcast i32* %82 to <4 x i32>*
%84 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %83
%85 = getelementptr inbounds i32, i32* %82, i64 4
%86 = bitcast i32* %85 to <4 x i32>*
%87 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %86
%88 = sub nsw <4 x i32> %78, %84
%89 = sub nsw <4 x i32> %81, %87
%90 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %75
%91 = bitcast i32* %90 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %88, <4 x i32>* %91
%92 = getelementptr inbounds i32, i32* %90, i64 4
%93 = bitcast i32* %92 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %89, <4 x i32>* %93
br label %94
94: ; preds = %71, %74
%95 = icmp eq i64 %7, %17
br i1 %95, label %132, label %96
96: ; preds = %9, %5, %94
%97 = phi i64 [ 1, %9 ], [ 1, %5 ], [ %18, %94 ]
%98 = xor i64 %97, -1
%99 = and i64 %6, 1
%100 = icmp eq i64 %99, 0
br i1 %100, label %101, label %110
101: ; preds = %96
%102 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %97
%103 = load i32, i32* %102
%104 = add nsw i64 %97, -1
%105 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %104
%106 = load i32, i32* %105
%107 = sub nsw i32 %103, %106
%108 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %97
store i32 %107, i32* %108
%109 = add nuw nsw i64 %97, 1
br label %110
110: ; preds = %101, %96
%111 = phi i64 [ %97, %96 ], [ %109, %101 ]
%112 = sub nsw i64 0, %6
%113 = icmp eq i64 %98, %112
br i1 %113, label %132, label %114
114: ; preds = %110, %114
%115 = phi i64 [ %130, %114 ], [ %111, %110 ]
%116 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %115
%117 = load i32, i32* %116
%118 = add nsw i64 %115, -1
%119 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %118
%120 = load i32, i32* %119
%121 = sub nsw i32 %117, %120
%122 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %115
store i32 %121, i32* %122
%123 = add nuw nsw i64 %115, 1
%124 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %123
%125 = load i32, i32* %124
%126 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %115
%127 = load i32, i32* %126
%128 = sub nsw i32 %125, %127
%129 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %123
store i32 %128, i32* %129
%130 = add nuw nsw i64 %115, 2
%131 = icmp eq i64 %130, %6
br i1 %131, label %132, label %114
132: ; preds = %110, %114, %94, %3
ret void
}