void md_kernel(int d_force_x[32], int d_force_y[32], int d_force_z[32],
               int position_x[32], int position_y[32], int position_z[32],
               int NL[32 * 32], int i) {
  int j, jidx;
  int delx, dely, delz, r2inv, r2invTEMP, r2invTEMP2, r2invTEMP3, t1, t2, t3;
  int i_x = position_x[i];
  int i_y = position_y[i];
  int i_z = position_z[i];
  int fx = 0;
  int fy = 0;
  int fz = 0;
loop_j:
  for (j = 0; j < 32; j++) {
    jidx = NL[i * 32 + j];
    int j_x = position_x[jidx];
    int j_y = position_y[jidx];
    int j_z = position_z[jidx];
    delx = i_x - j_x;
    dely = i_y - j_y;
    delz = i_z - j_z;
    r2invTEMP = delx * delx;
    r2invTEMP2 = dely * dely;
    r2invTEMP3 = delz * delz;
    t1 = r2invTEMP + r2invTEMP2;
    t2 = t1 + r2invTEMP3;
    r2inv = t2;
    int r6inv = r2inv * r2inv * r2inv;
    int force = r2inv * r6inv * (15 * r6inv - 20);
    fx += delx * force;
    fy += dely * force;
    fz += delz * force;
  }
  d_force_x[i] = fx;
  d_force_y[i] = fy;
  d_force_z[i] = fz;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<md_kernel>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x10,%rsp
mov    0x18(%rbp),%eax
mov    0x10(%rbp),%rax
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
mov    %r8,-0x28(%rbp)
mov    %r9,-0x30(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq 0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x64(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq 0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x68(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rax
movslq 0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x6c(%rbp)
movl   $0x0,-0x70(%rbp)
movl   $0x0,-0x74(%rbp)
movl   $0x0,-0x78(%rbp)
movl   $0x0,-0x34(%rbp)
cmpl   $0x20,-0x34(%rbp)
jge    127a <md_kernel+0x17a>
mov    0x10(%rbp),%rax
mov    0x18(%rbp),%ecx
shl    $0x5,%ecx
add    -0x34(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x38(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x38(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x7c(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0x38(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x80(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rax
movslq -0x38(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x84(%rbp)
mov    -0x64(%rbp),%eax
sub    -0x7c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
mov    -0x68(%rbp),%eax
sub    -0x80(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x40(%rbp)
mov    -0x6c(%rbp),%eax
sub    -0x84(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x44(%rbp)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
imul   -0x3c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4c(%rbp)
mov    -0x40(%rbp),%eax
imul   -0x40(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x50(%rbp)
mov    -0x44(%rbp),%eax
imul   -0x44(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x54(%rbp)
mov    -0x4c(%rbp),%eax
add    -0x50(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x58(%rbp)
mov    -0x58(%rbp),%eax
add    -0x54(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x5c(%rbp)
mov    -0x5c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x48(%rbp)
mov    -0x48(%rbp),%eax
imul   -0x48(%rbp),%eax
imul   -0x48(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x88(%rbp)
mov    -0x48(%rbp),%eax
imul   -0x88(%rbp),%eax
imul   $0xf,-0x88(%rbp),%ecx
sub    $0x14,%ecx
imul   %ecx,%eax
mov    %eax,-0x8c(%rbp)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
imul   -0x8c(%rbp),%eax
add    -0x70(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x70(%rbp)
mov    -0x40(%rbp),%eax
imul   -0x8c(%rbp),%eax
add    -0x74(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x74(%rbp)
mov    -0x44(%rbp),%eax
imul   -0x8c(%rbp),%eax
add    -0x78(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x78(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
jmp    116d <md_kernel+0x6d>
mov    -0x70(%rbp),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq 0x18(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x74(%rbp),%edx
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq 0x18(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x78(%rbp),%edx
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq 0x18(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
add    $0x10,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<md_kernel>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
mov    %r9,%rax
mov    %rdx,-0x10(%rsp)
mov    %rsi,-0x18(%rsp)
mov    %rdi,-0x28(%rsp)
movslq 0x40(%rsp),%rdx
mov    %rcx,-0x8(%rsp)
mov    (%rcx,%rdx,4),%ecx
mov    %ecx,-0x2c(%rsp)
mov    %r8,%rcx
mov    (%r8,%rdx,4),%r8d
mov    (%r9,%rdx,4),%r10d
mov    %rdx,-0x20(%rsp)
mov    %edx,%eax
shl    $0x5,%eax
movslq %eax,%r12
shl    $0x2,%r12
add    0x38(%rsp),%r12
xor    %ebp,%ebp
xor    %ebx,%ebx
xor    %eax,%eax
xor    %r13d,%r13d
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
movslq (%r12,%rbp,4),%rdi
mov    -0x2c(%rsp),%r11d
mov    -0x8(%rsp),%rdx
sub    (%rdx,%rdi,4),%r11d
mov    %r8d,%edx
sub    (%rcx,%rdi,4),%edx
mov    %r10d,%r15d
sub    (%r9,%rdi,4),%r15d
mov    %r11d,%edi
imul   %r11d,%edi
mov    %edx,%r14d
imul   %edx,%r14d
add    %edi,%r14d
mov    %r15d,%edi
imul   %r15d,%edi
add    %r14d,%edi
mov    %edi,%esi
imul   %esi,%esi
imul   %edi,%esi
imul   %esi,%edi
lea    (%rsi,%rsi,4),%esi
lea    (%rsi,%rsi,2),%esi
add    $0xffffffec,%esi
imul   %edi,%esi
imul   %esi,%r11d
add    %r11d,%ebx
imul   %esi,%edx
add    %edx,%eax
imul   %r15d,%esi
add    %esi,%r13d
add    $0x1,%rbp
cmp    $0x20,%rbp
jne    1160 <md_kernel+0x60>
mov    -0x20(%rsp),%rdx
mov    -0x28(%rsp),%rcx
mov    %ebx,(%rcx,%rdx,4)
mov    -0x18(%rsp),%rcx
mov    %eax,(%rcx,%rdx,4)
mov    -0x10(%rsp),%rax
mov    %r13d,(%rax,%rdx,4)
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @md_kernel(i32* %0, i32* %1, i32* %2, i32* %3, i32* %4, i32* %5, i32* %6, i32 %7) {
%9 = alloca i32*
%10 = alloca i32*
%11 = alloca i32*
%12 = alloca i32*
%13 = alloca i32*
%14 = alloca i32*
%15 = alloca i32*
%16 = alloca i32
%17 = alloca i32
%18 = alloca i32
%19 = alloca i32
%20 = alloca i32
%21 = alloca i32
%22 = alloca i32
%23 = alloca i32
%24 = alloca i32
%25 = alloca i32
%26 = alloca i32
%27 = alloca i32
%28 = alloca i32
%29 = alloca i32
%30 = alloca i32
%31 = alloca i32
%32 = alloca i32
%33 = alloca i32
%34 = alloca i32
%35 = alloca i32
%36 = alloca i32
%37 = alloca i32
%38 = alloca i32
%39 = alloca i32
store i32* %0, i32** %9
store i32* %1, i32** %10
store i32* %2, i32** %11
store i32* %3, i32** %12
store i32* %4, i32** %13
store i32* %5, i32** %14
store i32* %6, i32** %15
store i32 %7, i32* %16
%40 = load i32*, i32** %12
%41 = load i32, i32* %16
%42 = sext i32 %41 to i64
%43 = getelementptr inbounds i32, i32* %40, i64 %42
%44 = load i32, i32* %43
store i32 %44, i32* %29
%45 = load i32*, i32** %13
%46 = load i32, i32* %16
%47 = sext i32 %46 to i64
%48 = getelementptr inbounds i32, i32* %45, i64 %47
%49 = load i32, i32* %48
store i32 %49, i32* %30
%50 = load i32*, i32** %14
%51 = load i32, i32* %16
%52 = sext i32 %51 to i64
%53 = getelementptr inbounds i32, i32* %50, i64 %52
%54 = load i32, i32* %53
store i32 %54, i32* %31
store i32 0, i32* %32
store i32 0, i32* %33
store i32 0, i32* %34
br label %55
55: ; preds = %8
store i32 0, i32* %17
br label %56
56: ; preds = %135, %55
%57 = load i32, i32* %17
%58 = icmp slt i32 %57, 32
br i1 %58, label %59, label %138
59: ; preds = %56
%60 = load i32*, i32** %15
%61 = load i32, i32* %16
%62 = mul nsw i32 %61, 32
%63 = load i32, i32* %17
%64 = add nsw i32 %62, %63
%65 = sext i32 %64 to i64
%66 = getelementptr inbounds i32, i32* %60, i64 %65
%67 = load i32, i32* %66
store i32 %67, i32* %18
%68 = load i32*, i32** %12
%69 = load i32, i32* %18
%70 = sext i32 %69 to i64
%71 = getelementptr inbounds i32, i32* %68, i64 %70
%72 = load i32, i32* %71
store i32 %72, i32* %35
%73 = load i32*, i32** %13
%74 = load i32, i32* %18
%75 = sext i32 %74 to i64
%76 = getelementptr inbounds i32, i32* %73, i64 %75
%77 = load i32, i32* %76
store i32 %77, i32* %36
%78 = load i32*, i32** %14
%79 = load i32, i32* %18
%80 = sext i32 %79 to i64
%81 = getelementptr inbounds i32, i32* %78, i64 %80
%82 = load i32, i32* %81
store i32 %82, i32* %37
%83 = load i32, i32* %29
%84 = load i32, i32* %35
%85 = sub nsw i32 %83, %84
store i32 %85, i32* %19
%86 = load i32, i32* %30
%87 = load i32, i32* %36
%88 = sub nsw i32 %86, %87
store i32 %88, i32* %20
%89 = load i32, i32* %31
%90 = load i32, i32* %37
%91 = sub nsw i32 %89, %90
store i32 %91, i32* %21
%92 = load i32, i32* %19
%93 = load i32, i32* %19
%94 = mul nsw i32 %92, %93
store i32 %94, i32* %23
%95 = load i32, i32* %20
%96 = load i32, i32* %20
%97 = mul nsw i32 %95, %96
store i32 %97, i32* %24
%98 = load i32, i32* %21
%99 = load i32, i32* %21
%100 = mul nsw i32 %98, %99
store i32 %100, i32* %25
%101 = load i32, i32* %23
%102 = load i32, i32* %24
%103 = add nsw i32 %101, %102
store i32 %103, i32* %26
%104 = load i32, i32* %26
%105 = load i32, i32* %25
%106 = add nsw i32 %104, %105
store i32 %106, i32* %27
%107 = load i32, i32* %27
store i32 %107, i32* %22
%108 = load i32, i32* %22
%109 = load i32, i32* %22
%110 = mul nsw i32 %108, %109
%111 = load i32, i32* %22
%112 = mul nsw i32 %110, %111
store i32 %112, i32* %38
%113 = load i32, i32* %22
%114 = load i32, i32* %38
%115 = mul nsw i32 %113, %114
%116 = load i32, i32* %38
%117 = mul nsw i32 15, %116
%118 = sub nsw i32 %117, 20
%119 = mul nsw i32 %115, %118
store i32 %119, i32* %39
%120 = load i32, i32* %19
%121 = load i32, i32* %39
%122 = mul nsw i32 %120, %121
%123 = load i32, i32* %32
%124 = add nsw i32 %123, %122
store i32 %124, i32* %32
%125 = load i32, i32* %20
%126 = load i32, i32* %39
%127 = mul nsw i32 %125, %126
%128 = load i32, i32* %33
%129 = add nsw i32 %128, %127
store i32 %129, i32* %33
%130 = load i32, i32* %21
%131 = load i32, i32* %39
%132 = mul nsw i32 %130, %131
%133 = load i32, i32* %34
%134 = add nsw i32 %133, %132
store i32 %134, i32* %34
br label %135
135: ; preds = %59
%136 = load i32, i32* %17
%137 = add nsw i32 %136, 1
store i32 %137, i32* %17
br label %56
138: ; preds = %56
%139 = load i32, i32* %32
%140 = load i32*, i32** %9
%141 = load i32, i32* %16
%142 = sext i32 %141 to i64
%143 = getelementptr inbounds i32, i32* %140, i64 %142
store i32 %139, i32* %143
%144 = load i32, i32* %33
%145 = load i32*, i32** %10
%146 = load i32, i32* %16
%147 = sext i32 %146 to i64
%148 = getelementptr inbounds i32, i32* %145, i64 %147
store i32 %144, i32* %148
%149 = load i32, i32* %34
%150 = load i32*, i32** %11
%151 = load i32, i32* %16
%152 = sext i32 %151 to i64
%153 = getelementptr inbounds i32, i32* %150, i64 %152
store i32 %149, i32* %153
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @md_kernel(i32* nocapture writeonly %0, i32* nocapture writeonly %1, i32* nocapture writeonly %2, i32* nocapture %3, i32* nocapture %4, i32* nocapture %5, i32* nocapture %6, i32 %7) {
%9 = sext i32 %7 to i64
%10 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 %9
%11 = load i32, i32* %10
%12 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %9
%13 = load i32, i32* %12
%14 = getelementptr inbounds i32, i32* %5, i64 %9
%15 = load i32, i32* %14
%16 = shl nsw i32 %7, 5
%17 = sext i32 %16 to i64
br label %18
18: ; preds = %8, %18
%19 = phi i64 [ 0, %8 ], [ %53, %18 ]
%20 = phi i32 [ 0, %8 ], [ %48, %18 ]
%21 = phi i32 [ 0, %8 ], [ %50, %18 ]
%22 = phi i32 [ 0, %8 ], [ %52, %18 ]
%23 = add nuw nsw i64 %19, %17
%24 = getelementptr inbounds i32, i32* %6, i64 %23
%25 = load i32, i32* %24
%26 = sext i32 %25 to i64
%27 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 %26
%28 = load i32, i32* %27
%29 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %26
%30 = load i32, i32* %29
%31 = getelementptr inbounds i32, i32* %5, i64 %26
%32 = load i32, i32* %31
%33 = sub nsw i32 %11, %28
%34 = sub nsw i32 %13, %30
%35 = sub nsw i32 %15, %32
%36 = mul nsw i32 %33, %33
%37 = mul nsw i32 %34, %34
%38 = mul nsw i32 %35, %35
%39 = add nuw nsw i32 %37, %36
%40 = add nuw nsw i32 %39, %38
%41 = mul nsw i32 %40, %40
%42 = mul nsw i32 %41, %40
%43 = mul nsw i32 %42, %40
%44 = mul nsw i32 %42, 15
%45 = add nsw i32 %44, -20
%46 = mul nsw i32 %43, %45
%47 = mul nsw i32 %46, %33
%48 = add nsw i32 %47, %20
%49 = mul nsw i32 %46, %34
%50 = add nsw i32 %49, %21
%51 = mul nsw i32 %46, %35
%52 = add nsw i32 %51, %22
%53 = add nuw nsw i64 %19, 1
%54 = icmp eq i64 %53, 32
br i1 %54, label %55, label %18
55: ; preds = %18
%56 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %9
store i32 %48, i32* %56
%57 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %9
store i32 %50, i32* %57
%58 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %9
store i32 %52, i32* %58
ret void
}