void fold(double x[], int n, double a, double b) {
  int i;
  for (i = 1; i < n - 2; i += 2)
    x[i] += a * (x[i - 1] + x[i + 1]);
  x[n - 1] += 2 * a * x[n - 2];
  for (i = 2; i < n; i += 2)
    x[i] += b * (x[i - 1] + x[i + 1]);
  x[0] += 2 * b * x[1];
}


x86 assembly (clang, -O0):
<fold>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
movsd  %xmm0,-0x18(%rbp)
movsd  %xmm1,-0x20(%rbp)
movl   $0x1,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
sub    $0x2,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    117e <fold+0x7e>
movsd  -0x18(%rbp),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
addsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm1
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x2,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    111c <fold+0x1c>
movsd  0xe7a(%rip),%xmm0
mulsd  -0x18(%rbp),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
sub    $0x2,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm1
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
movl   $0x2,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    1220 <fold+0x120>
movsd  -0x20(%rbp),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
addsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm1
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x2,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    11c3 <fold+0xc3>
movsd  0xdd8(%rip),%xmm0
mulsd  -0x20(%rbp),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movsd  0x8(%rax),%xmm2
mov    -0x8(%rbp),%rax
movsd  (%rax),%xmm1
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,(%rax)
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<fold>:
lea    -0x2(%rsi),%eax
cmp    $0x3,%esi
jle    11c7 <fold+0xc7>
mov    %eax,%r10d
cmp    $0x4,%r10
mov    $0x3,%r9d
cmovae %r10,%r9
movsd  (%rdi),%xmm2
add    $0xfffffffffffffffe,%r9
mov    $0x1,%ecx
cmp    $0x2,%r9
jb     11a0 <fold+0xa0>
shr    %r9
add    $0x1,%r9
movabs $0x7ffffffffffffffe,%r8
ff ff 7f
and    %r9,%r8
lea    (%r8,%r8,1),%rcx
add    $0x1,%rcx
movlhps %xmm2,%xmm2
movapd %xmm0,%xmm3
unpcklpd %xmm0,%xmm3
lea    0x8(%rdi),%rdx
mov    %r8,%rax
xchg   %ax,%ax
movaps %xmm2,%xmm4
movups (%rdx),%xmm5
movups 0x10(%rdx),%xmm2
movaps %xmm5,%xmm6
movlhps %xmm2,%xmm6
movhlps %xmm5,%xmm2
unpckhpd %xmm5,%xmm4
addpd  %xmm2,%xmm4
mulpd  %xmm3,%xmm4
addpd  %xmm6,%xmm4
movlpd %xmm4,(%rdx)
movhpd %xmm4,0x10(%rdx)
add    $0x20,%rdx
add    $0xfffffffffffffffe,%rax
jne    1160 <fold+0x60>
cmp    %r8,%r9
je     11ca <fold+0xca>
movhlps %xmm2,%xmm2
xchg   %ax,%ax
movsd  0x8(%rdi,%rcx,8),%xmm3
addsd  %xmm3,%xmm2
mulsd  %xmm0,%xmm2
addsd  (%rdi,%rcx,8),%xmm2
movsd  %xmm2,(%rdi,%rcx,8)
add    $0x2,%rcx
movapd %xmm3,%xmm2
cmp    %r10,%rcx
jb     11a0 <fold+0xa0>
jmp    11ca <fold+0xca>
movslq %eax,%r10
addsd  %xmm0,%xmm0
movslq %esi,%rax
mulsd  (%rdi,%r10,8),%xmm0
addsd  -0x8(%rdi,%rax,8),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x8(%rdi,%rax,8)
cmp    $0x3,%esi
jl     12ae <fold+0x1ae>
mov    %esi,%eax
cmp    $0x5,%rax
mov    $0x4,%edx
cmovae %rax,%rdx
add    $0xfffffffffffffffd,%rdx
mov    $0x2,%ecx
cmp    $0x4,%rdx
jb     1280 <fold+0x180>
shr    %rdx
add    $0x1,%rdx
mov    %edx,%ecx
and    $0x1,%ecx
test   %rcx,%rcx
mov    $0x2,%esi
cmovne %rcx,%rsi
sub    %rsi,%rdx
lea    (%rdx,%rdx,1),%rcx
add    $0x2,%rcx
movapd %xmm1,%xmm0
unpcklpd %xmm1,%xmm0
lea    0x20(%rdi),%rsi
nopl   0x0(%rax)
movupd -0x18(%rsi),%xmm2
movupd -0x10(%rsi),%xmm3
movupd (%rsi),%xmm4
movhpd -0x8(%rsi),%xmm2
movapd %xmm3,%xmm5
unpcklpd %xmm4,%xmm5
unpckhpd %xmm4,%xmm3
addpd  %xmm2,%xmm3
mulpd  %xmm0,%xmm3
addpd  %xmm5,%xmm3
movlpd %xmm3,-0x10(%rsi)
movhpd %xmm3,(%rsi)
add    $0x20,%rsi
add    $0xfffffffffffffffe,%rdx
jne    1240 <fold+0x140>
xchg   %ax,%ax
lea    0x0(,%rcx,8),%rdx
movsd  -0x8(%rdi,%rcx,8),%xmm0
or     $0x8,%rdx
addsd  (%rdi,%rdx,1),%xmm0
mulsd  %xmm1,%xmm0
addsd  (%rdi,%rcx,8),%xmm0
movsd  %xmm0,(%rdi,%rcx,8)
add    $0x2,%rcx
cmp    %rax,%rcx
jb     1280 <fold+0x180>
addsd  %xmm1,%xmm1
mulsd  0x8(%rdi),%xmm1
addsd  (%rdi),%xmm1
movsd  %xmm1,(%rdi)
ret

LLVM IR (-O0):
define void @fold(double* %0, i32 %1, double %2, double %3) {
%5 = alloca double*
%6 = alloca i32
%7 = alloca double
%8 = alloca double
%9 = alloca i32
store double* %0, double** %5
store i32 %1, i32* %6
store double %2, double* %7
store double %3, double* %8
store i32 1, i32* %9
br label %10
10: ; preds = %36, %4
%11 = load i32, i32* %9
%12 = load i32, i32* %6
%13 = sub nsw i32 %12, 2
%14 = icmp slt i32 %11, %13
br i1 %14, label %15, label %39
15: ; preds = %10
%16 = load double, double* %7
%17 = load double*, double** %5
%18 = load i32, i32* %9
%19 = sub nsw i32 %18, 1
%20 = sext i32 %19 to i64
%21 = getelementptr inbounds double, double* %17, i64 %20
%22 = load double, double* %21
%23 = load double*, double** %5
%24 = load i32, i32* %9
%25 = add nsw i32 %24, 1
%26 = sext i32 %25 to i64
%27 = getelementptr inbounds double, double* %23, i64 %26
%28 = load double, double* %27
%29 = fadd double %22, %28
%30 = load double*, double** %5
%31 = load i32, i32* %9
%32 = sext i32 %31 to i64
%33 = getelementptr inbounds double, double* %30, i64 %32
%34 = load double, double* %33
%35 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %16, double %29, double %34)
store double %35, double* %33
br label %36
36: ; preds = %15
%37 = load i32, i32* %9
%38 = add nsw i32 %37, 2
store i32 %38, i32* %9
br label %10
39: ; preds = %10
%40 = load double, double* %7
%41 = fmul double 2.000000e+00, %40
%42 = load double*, double** %5
%43 = load i32, i32* %6
%44 = sub nsw i32 %43, 2
%45 = sext i32 %44 to i64
%46 = getelementptr inbounds double, double* %42, i64 %45
%47 = load double, double* %46
%48 = load double*, double** %5
%49 = load i32, i32* %6
%50 = sub nsw i32 %49, 1
%51 = sext i32 %50 to i64
%52 = getelementptr inbounds double, double* %48, i64 %51
%53 = load double, double* %52
%54 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %41, double %47, double %53)
store double %54, double* %52
store i32 2, i32* %9
br label %55
55: ; preds = %80, %39
%56 = load i32, i32* %9
%57 = load i32, i32* %6
%58 = icmp slt i32 %56, %57
br i1 %58, label %59, label %83
59: ; preds = %55
%60 = load double, double* %8
%61 = load double*, double** %5
%62 = load i32, i32* %9
%63 = sub nsw i32 %62, 1
%64 = sext i32 %63 to i64
%65 = getelementptr inbounds double, double* %61, i64 %64
%66 = load double, double* %65
%67 = load double*, double** %5
%68 = load i32, i32* %9
%69 = add nsw i32 %68, 1
%70 = sext i32 %69 to i64
%71 = getelementptr inbounds double, double* %67, i64 %70
%72 = load double, double* %71
%73 = fadd double %66, %72
%74 = load double*, double** %5
%75 = load i32, i32* %9
%76 = sext i32 %75 to i64
%77 = getelementptr inbounds double, double* %74, i64 %76
%78 = load double, double* %77
%79 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %60, double %73, double %78)
store double %79, double* %77
br label %80
80: ; preds = %59
%81 = load i32, i32* %9
%82 = add nsw i32 %81, 2
store i32 %82, i32* %9
br label %55
83: ; preds = %55
%84 = load double, double* %8
%85 = fmul double 2.000000e+00, %84
%86 = load double*, double** %5
%87 = getelementptr inbounds double, double* %86, i64 1
%88 = load double, double* %87
%89 = load double*, double** %5
%90 = getelementptr inbounds double, double* %89, i64 0
%91 = load double, double* %90
%92 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %85, double %88, double %91)
store double %92, double* %90
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @fold(double* nocapture %0, i32 %1, double %2, double %3) {
%5 = add nsw i32 %1, -2
%6 = icmp sgt i32 %1, 3
br i1 %6, label %9, label %7
7: ; preds = %4
%8 = sext i32 %5 to i64
br label %64
9: ; preds = %4
%10 = zext i32 %5 to i64
%11 = load double, double* %0
%12 = call i64 @llvm.umax.i64(i64 %10, i64 3)
%13 = add nsw i64 %12, -2
%14 = lshr i64 %13, 1
%15 = add nuw nsw i64 %14, 1
%16 = icmp ult i64 %13, 2
br i1 %16, label %49, label %17
17: ; preds = %9
%18 = and i64 %15, 9223372036854775806
%19 = shl nuw i64 %18, 1
%20 = or i64 %19, 1
%21 = insertelement <2 x double> poison, double %11, i64 1
%22 = insertelement <2 x double> poison, double %2, i64 0
%23 = shufflevector <2 x double> %22, <2 x double> poison, <2 x i32> zeroinitializer
%24 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 -1
br label %25
25: ; preds = %25, %17
%26 = phi i64 [ 0, %17 ], [ %44, %25 ]
%27 = phi <2 x double> [ %21, %17 ], [ %36, %25 ]
%28 = shl i64 %26, 1
%29 = or i64 %28, 1
%30 = or i64 %28, 3
%31 = or i64 %28, 2
%32 = getelementptr inbounds double, double* %24, i64 %31
%33 = bitcast double* %32 to <4 x double>*
%34 = load <4 x double>, <4 x double>* %33
%35 = shufflevector <4 x double> %34, <4 x double> poison, <2 x i32> <i32 0, i32 2>
%36 = shufflevector <4 x double> %34, <4 x double> poison, <2 x i32> <i32 1, i32 3>
%37 = shufflevector <2 x double> %27, <2 x double> %36, <2 x i32> <i32 1, i32 2>
%38 = fadd <2 x double> %37, %36
%39 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %29
%40 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %30
%41 = call <2 x double> @llvm.fmuladd.v2f64(<2 x double> %23, <2 x double> %38, <2 x double> %35)
%42 = extractelement <2 x double> %41, i64 0
store double %42, double* %39
%43 = extractelement <2 x double> %41, i64 1
store double %43, double* %40
%44 = add nuw i64 %26, 2
%45 = icmp eq i64 %44, %18
br i1 %45, label %46, label %25
46: ; preds = %25
%47 = icmp eq i64 %15, %18
%48 = extractelement <4 x double> %34, i64 3
br i1 %47, label %64, label %49
49: ; preds = %9, %46
%50 = phi double [ %48, %46 ], [ %11, %9 ]
%51 = phi i64 [ %20, %46 ], [ 1, %9 ]
br label %52
52: ; preds = %49, %52
%53 = phi double [ %57, %52 ], [ %50, %49 ]
%54 = phi i64 [ %62, %52 ], [ %51, %49 ]
%55 = add nuw nsw i64 %54, 1
%56 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %55
%57 = load double, double* %56
%58 = fadd double %53, %57
%59 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %54
%60 = load double, double* %59
%61 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %2, double %58, double %60)
store double %61, double* %59
%62 = add nuw nsw i64 %54, 2
%63 = icmp ult i64 %62, %10
br i1 %63, label %52, label %64
64: ; preds = %52, %46, %7
%65 = phi i64 [ %8, %7 ], [ %10, %46 ], [ %10, %52 ]
%66 = fmul double %2, 2.000000e+00
%67 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %65
%68 = load double, double* %67
%69 = add nsw i32 %1, -1
%70 = sext i32 %69 to i64
%71 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %70
%72 = load double, double* %71
%73 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %66, double %68, double %72)
store double %73, double* %71
%74 = icmp sgt i32 %1, 2
br i1 %74, label %75, label %132
75: ; preds = %64
%76 = zext i32 %1 to i64
%77 = call i64 @llvm.umax.i64(i64 %76, i64 4)
%78 = add nsw i64 %77, -3
%79 = lshr i64 %78, 1
%80 = add nuw nsw i64 %79, 1
%81 = icmp ult i64 %78, 4
br i1 %81, label %116, label %82
82: ; preds = %75
%83 = and i64 %80, 1
%84 = icmp eq i64 %83, 0
%85 = select i1 %84, i64 2, i64 %83
%86 = sub nsw i64 %80, %85
%87 = shl i64 %86, 1
%88 = add i64 %87, 2
%89 = insertelement <2 x double> poison, double %3, i64 0
%90 = shufflevector <2 x double> %89, <2 x double> poison, <2 x i32> zeroinitializer
%91 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 -1
br label %92
92: ; preds = %92, %82
%93 = phi i64 [ 0, %82 ], [ %114, %92 ]
%94 = shl i64 %93, 1
%95 = or i64 %94, 2
%96 = add i64 %94, 4
%97 = or i64 %94, 1
%98 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %97
%99 = bitcast double* %98 to <4 x double>*
%100 = load <4 x double>, <4 x double>* %99
%101 = shufflevector <4 x double> %100, <4 x double> poison, <2 x i32> <i32 0, i32 2>
%102 = or i64 %94, 3
%103 = getelementptr inbounds double, double* %91, i64 %102
%104 = bitcast double* %103 to <4 x double>*
%105 = load <4 x double>, <4 x double>* %104
%106 = shufflevector <4 x double> %105, <4 x double> poison, <2 x i32> <i32 0, i32 2>
%107 = shufflevector <4 x double> %105, <4 x double> poison, <2 x i32> <i32 1, i32 3>
%108 = fadd <2 x double> %101, %107
%109 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %95
%110 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %96
%111 = call <2 x double> @llvm.fmuladd.v2f64(<2 x double> %90, <2 x double> %108, <2 x double> %106)
%112 = extractelement <2 x double> %111, i64 0
store double %112, double* %109
%113 = extractelement <2 x double> %111, i64 1
store double %113, double* %110
%114 = add nuw i64 %93, 2
%115 = icmp eq i64 %114, %86
br i1 %115, label %116, label %92
116: ; preds = %92, %75
%117 = phi i64 [ 2, %75 ], [ %88, %92 ]
br label %118
118: ; preds = %116, %118
%119 = phi i64 [ %130, %118 ], [ %117, %116 ]
%120 = add nsw i64 %119, -1
%121 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %120
%122 = load double, double* %121
%123 = or i64 %119, 1
%124 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %123
%125 = load double, double* %124
%126 = fadd double %122, %125
%127 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %119
%128 = load double, double* %127
%129 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %3, double %126, double %128)
store double %129, double* %127
%130 = add nuw nsw i64 %119, 2
%131 = icmp ult i64 %130, %76
br i1 %131, label %118, label %132
132: ; preds = %118, %64
%133 = fmul double %3, 2.000000e+00
%134 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 1
%135 = load double, double* %134
%136 = load double, double* %0
%137 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %133, double %135, double %136)
store double %137, double* %0
ret void
}