int loop1(int k) {
  unsigned int i;
  int a[1000], b[1000], c[1000], d[1000];
  for (i = 2; i < (1000 - 1); i++) {
    a[i] = k * i;
    b[i] = a[i + 1] + k;
    c[i] = a[i - 1] + b[i - 1] + d[i - 1];
    d[i] = a[i - 1] + b[i + 1] + k + i;
  }
  return a[1000 - 2] + b[1000 - 1] + c[1000 - 2] + d[1000 - 2];
}


x86 assembly (clang, -O0):
<loop1>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x3e10,%rsp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
movl   $0x2,-0x8(%rbp)
cmpl   $0x3e7,-0x8(%rbp)
jae    11c2 <loop1+0xc2>
mov    -0x4(%rbp),%ecx
imul   -0x8(%rbp),%ecx
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    %ecx,-0xfb0(%rbp,%rax,4)
mov    -0x8(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,%eax
mov    -0xfb0(%rbp,%rax,4),%ecx
add    -0x4(%rbp),%ecx
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    %ecx,-0x1f50(%rbp,%rax,4)
mov    -0x8(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,%eax
mov    -0xfb0(%rbp,%rax,4),%ecx
mov    -0x8(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,%eax
add    -0x1f50(%rbp,%rax,4),%ecx
mov    -0x8(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,%eax
add    -0x3e90(%rbp,%rax,4),%ecx
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    %ecx,-0x2ef0(%rbp,%rax,4)
mov    -0x8(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,%eax
mov    -0xfb0(%rbp,%rax,4),%ecx
mov    -0x8(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,%eax
add    -0x1f50(%rbp,%rax,4),%ecx
add    -0x4(%rbp),%ecx
add    -0x8(%rbp),%ecx
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    %ecx,-0x3e90(%rbp,%rax,4)
mov    -0x8(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
jmp    1115 <loop1+0x15>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    -0xfb4(%rbp),%eax
add    -0x1f58(%rbp),%eax
add    -0x2ef8(%rbp),%eax
add    $0x3e10,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<loop1>:
push   %rbx
sub    $0x3e00,%rsp
lea    0x2(%rdi),%r8d
lea    (%rdi,%rdi,1),%r9d
mov    $0x2,%r10d
xor    %edx,%edx
mov    $0x2,%r11d
xchg   %ax,%ax
add    %ecx,%esi
add    %eax,%esi
lea    (%r10,%rdi,1),%eax
imul   %edi,%r10d
mov    %r9d,0xf28(%rsp,%rdx,4)
add    $0x1,%r11
mov    0xf2c(%rsp,%rdx,4),%ebx
add    %edi,%ebx
mov    %ebx,-0x78(%rsp,%rdx,4)
mov    %esi,0x2e68(%rsp,%rdx,4)
mov    -0x74(%rsp,%rdx,4),%esi
add    %ecx,%eax
add    %esi,%eax
add    %esi,%ecx
add    %r8d,%ecx
add    %edx,%ecx
mov    %ecx,0x1ec8(%rsp,%rdx,4)
add    $0x1,%rdx
add    %edi,%r9d
mov    %ebx,%esi
mov    %r10d,%ecx
mov    %r11,%r10
cmp    $0x3e5,%rdx
jne    1120 <loop1+0x20>
mov    0xf1c(%rsp),%eax
add    0x1eb8(%rsp),%eax
add    0x3df8(%rsp),%eax
add    0x2e58(%rsp),%eax
add    $0x3e00,%rsp
pop    %rbx
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @loop1(i32 %0) {
%2 = alloca i32
%3 = alloca i32
%4 = alloca [1000 x i32]
%5 = alloca [1000 x i32]
%6 = alloca [1000 x i32]
%7 = alloca [1000 x i32]
store i32 %0, i32* %2
store i32 2, i32* %3
br label %8
8: ; preds = %66, %1
%9 = load i32, i32* %3
%10 = icmp ult i32 %9, 999
br i1 %10, label %11, label %69
11: ; preds = %8
%12 = load i32, i32* %2
%13 = load i32, i32* %3
%14 = mul i32 %12, %13
%15 = load i32, i32* %3
%16 = zext i32 %15 to i64
%17 = getelementptr inbounds [1000 x i32], [1000 x i32]* %4, i64 0, i64 %16
store i32 %14, i32* %17
%18 = load i32, i32* %3
%19 = add i32 %18, 1
%20 = zext i32 %19 to i64
%21 = getelementptr inbounds [1000 x i32], [1000 x i32]* %4, i64 0, i64 %20
%22 = load i32, i32* %21
%23 = load i32, i32* %2
%24 = add nsw i32 %22, %23
%25 = load i32, i32* %3
%26 = zext i32 %25 to i64
%27 = getelementptr inbounds [1000 x i32], [1000 x i32]* %5, i64 0, i64 %26
store i32 %24, i32* %27
%28 = load i32, i32* %3
%29 = sub i32 %28, 1
%30 = zext i32 %29 to i64
%31 = getelementptr inbounds [1000 x i32], [1000 x i32]* %4, i64 0, i64 %30
%32 = load i32, i32* %31
%33 = load i32, i32* %3
%34 = sub i32 %33, 1
%35 = zext i32 %34 to i64
%36 = getelementptr inbounds [1000 x i32], [1000 x i32]* %5, i64 0, i64 %35
%37 = load i32, i32* %36
%38 = add nsw i32 %32, %37
%39 = load i32, i32* %3
%40 = sub i32 %39, 1
%41 = zext i32 %40 to i64
%42 = getelementptr inbounds [1000 x i32], [1000 x i32]* %7, i64 0, i64 %41
%43 = load i32, i32* %42
%44 = add nsw i32 %38, %43
%45 = load i32, i32* %3
%46 = zext i32 %45 to i64
%47 = getelementptr inbounds [1000 x i32], [1000 x i32]* %6, i64 0, i64 %46
store i32 %44, i32* %47
%48 = load i32, i32* %3
%49 = sub i32 %48, 1
%50 = zext i32 %49 to i64
%51 = getelementptr inbounds [1000 x i32], [1000 x i32]* %4, i64 0, i64 %50
%52 = load i32, i32* %51
%53 = load i32, i32* %3
%54 = add i32 %53, 1
%55 = zext i32 %54 to i64
%56 = getelementptr inbounds [1000 x i32], [1000 x i32]* %5, i64 0, i64 %55
%57 = load i32, i32* %56
%58 = add nsw i32 %52, %57
%59 = load i32, i32* %2
%60 = add nsw i32 %58, %59
%61 = load i32, i32* %3
%62 = add i32 %60, %61
%63 = load i32, i32* %3
%64 = zext i32 %63 to i64
%65 = getelementptr inbounds [1000 x i32], [1000 x i32]* %7, i64 0, i64 %64
store i32 %62, i32* %65
br label %66
66: ; preds = %11
%67 = load i32, i32* %3
%68 = add i32 %67, 1
store i32 %68, i32* %3
br label %8
69: ; preds = %8
%70 = getelementptr inbounds [1000 x i32], [1000 x i32]* %4, i64 0, i64 998
%71 = load i32, i32* %70
%72 = getelementptr inbounds [1000 x i32], [1000 x i32]* %5, i64 0, i64 999
%73 = load i32, i32* %72
%74 = add nsw i32 %71, %73
%75 = getelementptr inbounds [1000 x i32], [1000 x i32]* %6, i64 0, i64 998
%76 = load i32, i32* %75
%77 = add nsw i32 %74, %76
%78 = getelementptr inbounds [1000 x i32], [1000 x i32]* %7, i64 0, i64 998
%79 = load i32, i32* %78
%80 = add nsw i32 %77, %79
ret i32 %80
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @loop1(i32 %0) {
%2 = alloca [1000 x i32]
%3 = alloca [1000 x i32]
%4 = alloca [1000 x i32]
%5 = alloca [1000 x i32]
%6 = bitcast [1000 x i32]* %2 to i8*
%7 = bitcast [1000 x i32]* %3 to i8*
%8 = bitcast [1000 x i32]* %4 to i8*
%9 = bitcast [1000 x i32]* %5 to i8*
br label %10
10: ; preds = %1, %10
%11 = phi i32 [ undef, %1 ], [ %30, %10 ]
%12 = phi i32 [ undef, %1 ], [ %21, %10 ]
%13 = phi i32 [ undef, %1 ], [ %16, %10 ]
%14 = phi i64 [ 2, %1 ], [ %18, %10 ]
%15 = trunc i64 %14 to i32
%16 = mul i32 %15, %0
%17 = getelementptr inbounds [1000 x i32], [1000 x i32]* %2, i64 0, i64 %14
store i32 %16, i32* %17
%18 = add nuw nsw i64 %14, 1
%19 = getelementptr inbounds [1000 x i32], [1000 x i32]* %2, i64 0, i64 %18
%20 = load i32, i32* %19
%21 = add nsw i32 %20, %0
%22 = getelementptr inbounds [1000 x i32], [1000 x i32]* %3, i64 0, i64 %14
store i32 %21, i32* %22
%23 = add nsw i32 %12, %13
%24 = add nsw i32 %23, %11
%25 = getelementptr inbounds [1000 x i32], [1000 x i32]* %4, i64 0, i64 %14
store i32 %24, i32* %25
%26 = getelementptr inbounds [1000 x i32], [1000 x i32]* %3, i64 0, i64 %18
%27 = load i32, i32* %26
%28 = add i32 %15, %0
%29 = add i32 %28, %13
%30 = add i32 %29, %27
%31 = getelementptr inbounds [1000 x i32], [1000 x i32]* %5, i64 0, i64 %14
store i32 %30, i32* %31
%32 = icmp eq i64 %18, 999
br i1 %32, label %33, label %10
33: ; preds = %10
%34 = getelementptr inbounds [1000 x i32], [1000 x i32]* %2, i64 0, i64 998
%35 = load i32, i32* %34
%36 = getelementptr inbounds [1000 x i32], [1000 x i32]* %3, i64 0, i64 999
%37 = load i32, i32* %36
%38 = add nsw i32 %37, %35
%39 = getelementptr inbounds [1000 x i32], [1000 x i32]* %4, i64 0, i64 998
%40 = load i32, i32* %39
%41 = add nsw i32 %38, %40
%42 = getelementptr inbounds [1000 x i32], [1000 x i32]* %5, i64 0, i64 998
%43 = load i32, i32* %42
%44 = add nsw i32 %41, %43
ret i32 %44
}