void _lengthscale_grads(int N, int M, int Q, double *tmp, double *X, double *X2,
                        double *grad) {
  int n, m, q;
  double gradq, dist;
#pragma omp parallel for private(n, m, gradq, dist)
  for (q = 0; q < Q; q++) {
    gradq = 0;
    for (n = 0; n < N; n++) {
      for (m = 0; m < M; m++) {
        dist = X[n * Q + q] - X2[m * Q + q];
        gradq += tmp[n * M + m] * dist * dist;
      }
    }
    grad[q] = gradq;
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<_lengthscale_grads>:
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,-0x34(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    1202 <_lengthscale_grads+0x102>
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x40(%rbp)
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    11e2 <_lengthscale_grads+0xe2>
movl   $0x0,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
jge    11cf <_lengthscale_grads+0xcf>
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
imul   -0xc(%rbp),%ecx
add    -0x34(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    -0x30(%rbp),%ecx
imul   -0xc(%rbp),%ecx
add    -0x34(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
subsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x48(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
imul   -0x8(%rbp),%ecx
add    -0x30(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mulsd  -0x48(%rbp),%xmm0
movsd  -0x48(%rbp),%xmm2
movsd  -0x40(%rbp),%xmm1
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x40(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
jmp    1152 <_lengthscale_grads+0x52>
jmp    11d4 <_lengthscale_grads+0xd4>
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    113f <_lengthscale_grads+0x3f>
movsd  -0x40(%rbp),%xmm0
mov    0x10(%rbp),%rax
movslq -0x34(%rbp),%rcx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x34(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
jmp    1124 <_lengthscale_grads+0x24>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<_lengthscale_grads>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
mov    %r9,-0x20(%rsp)
mov    %rcx,-0x28(%rsp)
mov    %edi,-0x2c(%rsp)
test   %edx,%edx
jle    1280 <_lengthscale_grads+0x180>
mov    %edx,%edx
movslq %esi,%rdi
mov    -0x2c(%rsp),%r15d
mov    %edi,%ebp
mov    %ebp,%ebx
and    $0xfffffffe,%ebx
mov    %rdx,%rax
shl    $0x4,%rax
mov    -0x28(%rsp),%rcx
add    $0x8,%rcx
mov    %rcx,-0x10(%rsp)
mov    %rdi,-0x8(%rsp)
lea    0x0(,%rdi,8),%r13
xor    %r14d,%r14d
mov    -0x20(%rsp),%rcx
mov    %rcx,-0x18(%rsp)
jmp    1192 <_lengthscale_grads+0x92>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
xorpd  %xmm0,%xmm0
mov    0x38(%rsp),%rcx
movsd  %xmm0,(%rcx,%r14,8)
add    $0x1,%r14
addq   $0x8,-0x18(%rsp)
cmp    %rdx,%r14
je     1280 <_lengthscale_grads+0x180>
cmpl   $0x0,-0x2c(%rsp)
jle    1170 <_lengthscale_grads+0x70>
xorpd  %xmm0,%xmm0
mov    -0x10(%rsp),%r12
xor    %r10d,%r10d
jmp    11bc <_lengthscale_grads+0xbc>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%r10
add    %r13,%r12
cmp    %r15,%r10
je     1174 <_lengthscale_grads+0x74>
test   %esi,%esi
jle    11b0 <_lengthscale_grads+0xb0>
mov    %r10,%rcx
imul   %rdx,%rcx
add    %r14,%rcx
movsd  (%r8,%rcx,8),%xmm1
cmp    $0x1,%esi
jne    11e0 <_lengthscale_grads+0xe0>
xor    %r11d,%r11d
jmp    1234 <_lengthscale_grads+0x134>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    -0x18(%rsp),%r9
xor    %r11d,%r11d
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movapd %xmm1,%xmm2
subsd  (%r9),%xmm2
movsd  -0x8(%r12,%r11,8),%xmm3
mulsd  %xmm2,%xmm3
mulsd  %xmm2,%xmm3
movapd %xmm1,%xmm2
subsd  (%r9,%rdx,8),%xmm2
addsd  %xmm0,%xmm3
movsd  (%r12,%r11,8),%xmm0
mulsd  %xmm2,%xmm0
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm3,%xmm0
add    $0x2,%r11
add    %rax,%r9
cmp    %r11,%rbx
jne    11f0 <_lengthscale_grads+0xf0>
test   $0x1,%bpl
je     11b0 <_lengthscale_grads+0xb0>
mov    %r10,%rcx
imul   -0x8(%rsp),%rcx
mov    %r11,%rdi
imul   %rdx,%rdi
add    %r14,%rdi
mov    %rbp,%r9
mov    -0x20(%rsp),%rbp
subsd  0x0(%rbp,%rdi,8),%xmm1
mov    %r9,%rbp
add    %r11,%rcx
mov    -0x28(%rsp),%rdi
movsd  (%rdi,%rcx,8),%xmm2
mulsd  %xmm1,%xmm2
mulsd  %xmm1,%xmm2
addsd  %xmm2,%xmm0
jmp    11b0 <_lengthscale_grads+0xb0>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @_lengthscale_grads(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 i32
%16 = alloca i32
%17 = alloca i32
%18 = alloca double
%19 = alloca double
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* %17
br label %20
20: ; preds = %81, %7
%21 = load i32, i32* %17
%22 = load i32, i32* %10
%23 = icmp slt i32 %21, %22
br i1 %23, label %24, label %84
24: ; preds = %20
store double 0.000000e+00, double* %18
store i32 0, i32* %15
br label %25
25: ; preds = %72, %24
%26 = load i32, i32* %15
%27 = load i32, i32* %8
%28 = icmp slt i32 %26, %27
br i1 %28, label %29, label %75
29: ; preds = %25
store i32 0, i32* %16
br label %30
30: ; preds = %68, %29
%31 = load i32, i32* %16
%32 = load i32, i32* %9
%33 = icmp slt i32 %31, %32
br i1 %33, label %34, label %71
34: ; preds = %30
%35 = load double*, double** %12
%36 = load i32, i32* %15
%37 = load i32, i32* %10
%38 = mul nsw i32 %36, %37
%39 = load i32, i32* %17
%40 = add nsw i32 %38, %39
%41 = sext i32 %40 to i64
%42 = getelementptr inbounds double, double* %35, i64 %41
%43 = load double, double* %42
%44 = load double*, double** %13
%45 = load i32, i32* %16
%46 = load i32, i32* %10
%47 = mul nsw i32 %45, %46
%48 = load i32, i32* %17
%49 = add nsw i32 %47, %48
%50 = sext i32 %49 to i64
%51 = getelementptr inbounds double, double* %44, i64 %50
%52 = load double, double* %51
%53 = fsub double %43, %52
store double %53, double* %19
%54 = load double*, double** %11
%55 = load i32, i32* %15
%56 = load i32, i32* %9
%57 = mul nsw i32 %55, %56
%58 = load i32, i32* %16
%59 = add nsw i32 %57, %58
%60 = sext i32 %59 to i64
%61 = getelementptr inbounds double, double* %54, i64 %60
%62 = load double, double* %61
%63 = load double, double* %19
%64 = fmul double %62, %63
%65 = load double, double* %19
%66 = load double, double* %18
%67 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %64, double %65, double %66)
store double %67, double* %18
br label %68
68: ; preds = %34
%69 = load i32, i32* %16
%70 = add nsw i32 %69, 1
store i32 %70, i32* %16
br label %30
71: ; preds = %30
br label %72
72: ; preds = %71
%73 = load i32, i32* %15
%74 = add nsw i32 %73, 1
store i32 %74, i32* %15
br label %25
75: ; preds = %25
%76 = load double, double* %18
%77 = load double*, double** %14
%78 = load i32, i32* %17
%79 = sext i32 %78 to i64
%80 = getelementptr inbounds double, double* %77, i64 %79
store double %76, double* %80
br label %81
81: ; preds = %75
%82 = load i32, i32* %17
%83 = add nsw i32 %82, 1
store i32 %83, i32* %17
br label %20
84: ; preds = %20
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @_lengthscale_grads(i32 %0, i32 %1, i32 %2, double* nocapture %3, double* nocapture %4, double* nocapture %5, double* nocapture writeonly %6) {
%8 = icmp sgt i32 %2, 0
br i1 %8, label %9, label %84
9: ; preds = %7
%10 = icmp sgt i32 %0, 0
%11 = icmp sgt i32 %1, 0
%12 = zext i32 %2 to i64
%13 = sext i32 %1 to i64
%14 = zext i32 %2 to i64
%15 = zext i32 %0 to i64
%16 = zext i32 %1 to i64
%17 = and i64 %16, 1
%18 = icmp eq i32 %1, 1
%19 = and i64 %16, 4294967294
%20 = icmp eq i64 %17, 0
br label %21
21: ; preds = %9, %79
%22 = phi i64 [ 0, %9 ], [ %82, %79 ]
br i1 %10, label %23, label %79
23: ; preds = %21, %75
%24 = phi i64 [ %77, %75 ], [ 0, %21 ]
%25 = phi double [ %76, %75 ], [ 0.000000e+00, %21 ]
br i1 %11, label %26, label %75
26: ; preds = %23
%27 = mul nsw i64 %24, %12
%28 = add nuw nsw i64 %27, %22
%29 = getelementptr inbounds double, double* %4, i64 %28
%30 = load double, double* %29
%31 = mul nsw i64 %24, %13
br i1 %18, label %60, label %32
32: ; preds = %26, %32
%33 = phi i64 [ %57, %32 ], [ 0, %26 ]
%34 = phi double [ %56, %32 ], [ %25, %26 ]
%35 = phi i64 [ %58, %32 ], [ 0, %26 ]
%36 = mul nsw i64 %33, %12
%37 = add nuw nsw i64 %36, %22
%38 = getelementptr inbounds double, double* %5, i64 %37
%39 = load double, double* %38
%40 = fsub double %30, %39
%41 = add nsw i64 %33, %31
%42 = getelementptr inbounds double, double* %3, i64 %41
%43 = load double, double* %42
%44 = fmul double %43, %40
%45 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %44, double %40, double %34)
%46 = or i64 %33, 1
%47 = mul nsw i64 %46, %12
%48 = add nuw nsw i64 %47, %22
%49 = getelementptr inbounds double, double* %5, i64 %48
%50 = load double, double* %49
%51 = fsub double %30, %50
%52 = add nsw i64 %46, %31
%53 = getelementptr inbounds double, double* %3, i64 %52
%54 = load double, double* %53
%55 = fmul double %54, %51
%56 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %55, double %51, double %45)
%57 = add nuw nsw i64 %33, 2
%58 = add i64 %35, 2
%59 = icmp eq i64 %58, %19
br i1 %59, label %60, label %32
60: ; preds = %32, %26
%61 = phi double [ undef, %26 ], [ %56, %32 ]
%62 = phi i64 [ 0, %26 ], [ %57, %32 ]
%63 = phi double [ %25, %26 ], [ %56, %32 ]
br i1 %20, label %75, label %64
64: ; preds = %60
%65 = mul nsw i64 %62, %12
%66 = add nuw nsw i64 %65, %22
%67 = getelementptr inbounds double, double* %5, i64 %66
%68 = load double, double* %67
%69 = fsub double %30, %68
%70 = add nsw i64 %62, %31
%71 = getelementptr inbounds double, double* %3, i64 %70
%72 = load double, double* %71
%73 = fmul double %72, %69
%74 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %73, double %69, double %63)
br label %75
75: ; preds = %64, %60, %23
%76 = phi double [ %25, %23 ], [ %61, %60 ], [ %74, %64 ]
%77 = add nuw nsw i64 %24, 1
%78 = icmp eq i64 %77, %15
br i1 %78, label %79, label %23
79: ; preds = %75, %21
%80 = phi double [ 0.000000e+00, %21 ], [ %76, %75 ]
%81 = getelementptr inbounds double, double* %6, i64 %22
store double %80, double* %81
%82 = add nuw nsw i64 %22, 1
%83 = icmp eq i64 %82, %14
br i1 %83, label %84, label %21
84: ; preds = %79, %7
ret void
}