double distance_periodic(double *xi, double *xj, double region) {
  double d = 0, r = region / 2., c;
  int i;
  for (i = 0; i < 3; i++) {
    c = xi[i] - xj[i];
    if (c > r) {
      c -= region;
    } else if (c < -r) {
      c += region;
    }
    d += c * c;
  }
  return d;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<distance_periodic>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
movsd  %xmm0,-0x18(%rbp)
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x20(%rbp)
movsd  -0x18(%rbp),%xmm0
movsd  0xeda(%rip),%xmm1
divsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x28(%rbp)
movl   $0x0,-0x34(%rbp)
cmpl   $0x3,-0x34(%rbp)
jge    11f0 <distance_periodic+0xf0>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x34(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x34(%rbp),%rcx
subsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x30(%rbp)
movsd  -0x30(%rbp),%xmm0
ucomisd -0x28(%rbp),%xmm0
jbe    1187 <distance_periodic+0x87>
movsd  -0x18(%rbp),%xmm1
movsd  -0x30(%rbp),%xmm0
subsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x30(%rbp)
jmp    11c6 <distance_periodic+0xc6>
movsd  -0x30(%rbp),%xmm1
movsd  -0x28(%rbp),%xmm0
movq   %xmm0,%rax
movabs $0x8000000000000000,%rcx
xor    %rcx,%rax
movq   %rax,%xmm0
ucomisd %xmm1,%xmm0
jbe    11c1 <distance_periodic+0xc1>
movsd  -0x18(%rbp),%xmm0
addsd  -0x30(%rbp),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x30(%rbp)
jmp    11c6 <distance_periodic+0xc6>
movsd  -0x30(%rbp),%xmm0
movsd  -0x30(%rbp),%xmm2
movsd  -0x20(%rbp),%xmm1
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x20(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
jmp    1136 <distance_periodic+0x36>
movsd  -0x20(%rbp),%xmm0
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<distance_periodic>:
movsd  0xef8(%rip),%xmm5
mulsd  %xmm0,%xmm5
movapd 0xefc(%rip),%xmm4
xorpd  %xmm5,%xmm4
movsd  (%rdi),%xmm2
subsd  (%rsi),%xmm2
ucomisd %xmm5,%xmm2
jbe    112c <distance_periodic+0x2c>
subsd  %xmm0,%xmm2
jmp    1136 <distance_periodic+0x36>
ucomisd %xmm2,%xmm4
jbe    1136 <distance_periodic+0x36>
addsd  %xmm0,%xmm2
movsd  0x8(%rdi),%xmm3
subsd  0x8(%rsi),%xmm3
ucomisd %xmm5,%xmm3
jbe    114c <distance_periodic+0x4c>
subsd  %xmm0,%xmm3
jmp    1156 <distance_periodic+0x56>
ucomisd %xmm3,%xmm4
jbe    1156 <distance_periodic+0x56>
addsd  %xmm0,%xmm3
movsd  0x10(%rdi),%xmm1
subsd  0x10(%rsi),%xmm1
ucomisd %xmm5,%xmm1
jbe    116c <distance_periodic+0x6c>
subsd  %xmm0,%xmm1
jmp    1176 <distance_periodic+0x76>
ucomisd %xmm1,%xmm4
jbe    1176 <distance_periodic+0x76>
addsd  %xmm0,%xmm1
mulsd  %xmm2,%xmm2
xorpd  %xmm0,%xmm0
addsd  %xmm2,%xmm0
mulsd  %xmm3,%xmm3
addsd  %xmm0,%xmm3
mulsd  %xmm1,%xmm1
addsd  %xmm3,%xmm1
movapd %xmm1,%xmm0
ret

LLVM IR (-O0):
define double @distance_periodic(double* %0, double* %1, double %2) {
%4 = alloca double*
%5 = alloca double*
%6 = alloca double
%7 = alloca double
%8 = alloca double
%9 = alloca double
%10 = alloca i32
store double* %0, double** %4
store double* %1, double** %5
store double %2, double* %6
store double 0.000000e+00, double* %7
%11 = load double, double* %6
%12 = fdiv double %11, 2.000000e+00
store double %12, double* %8
store i32 0, i32* %10
br label %13
13: ; preds = %50, %3
%14 = load i32, i32* %10
%15 = icmp slt i32 %14, 3
br i1 %15, label %16, label %53
16: ; preds = %13
%17 = load double*, double** %4
%18 = load i32, i32* %10
%19 = sext i32 %18 to i64
%20 = getelementptr inbounds double, double* %17, i64 %19
%21 = load double, double* %20
%22 = load double*, double** %5
%23 = load i32, i32* %10
%24 = sext i32 %23 to i64
%25 = getelementptr inbounds double, double* %22, i64 %24
%26 = load double, double* %25
%27 = fsub double %21, %26
store double %27, double* %9
%28 = load double, double* %9
%29 = load double, double* %8
%30 = fcmp ogt double %28, %29
br i1 %30, label %31, label %35
31: ; preds = %16
%32 = load double, double* %6
%33 = load double, double* %9
%34 = fsub double %33, %32
store double %34, double* %9
br label %45
35: ; preds = %16
%36 = load double, double* %9
%37 = load double, double* %8
%38 = fneg double %37
%39 = fcmp olt double %36, %38
br i1 %39, label %40, label %44
40: ; preds = %35
%41 = load double, double* %6
%42 = load double, double* %9
%43 = fadd double %42, %41
store double %43, double* %9
br label %44
44: ; preds = %40, %35
br label %45
45: ; preds = %44, %31
%46 = load double, double* %9
%47 = load double, double* %9
%48 = load double, double* %7
%49 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %46, double %47, double %48)
store double %49, double* %7
br label %50
50: ; preds = %45
%51 = load i32, i32* %10
%52 = add nsw i32 %51, 1
store i32 %52, i32* %10
br label %13
53: ; preds = %13
%54 = load double, double* %7
ret double %54
}

LLVM IR (-O2):
define double @distance_periodic(double* nocapture %0, double* nocapture %1, double %2) {
%4 = fmul double %2, 5.000000e-01
%5 = fneg double %4
%6 = load double, double* %0
%7 = load double, double* %1
%8 = fsub double %6, %7
%9 = fcmp ogt double %8, %4
br i1 %9, label %10, label %12
10: ; preds = %3
%11 = fsub double %8, %2
br label %16
12: ; preds = %3
%13 = fcmp olt double %8, %5
br i1 %13, label %14, label %16
14: ; preds = %12
%15 = fadd double %8, %2
br label %16
16: ; preds = %12, %14, %10
%17 = phi double [ %11, %10 ], [ %15, %14 ], [ %8, %12 ]
%18 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 1
%19 = load double, double* %18
%20 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 1
%21 = load double, double* %20
%22 = fsub double %19, %21
%23 = fcmp ogt double %22, %4
br i1 %23, label %28, label %24
24: ; preds = %16
%25 = fcmp olt double %22, %5
br i1 %25, label %26, label %30
26: ; preds = %24
%27 = fadd double %22, %2
br label %30
28: ; preds = %16
%29 = fsub double %22, %2
br label %30
30: ; preds = %28, %26, %24
%31 = phi double [ %29, %28 ], [ %27, %26 ], [ %22, %24 ]
%32 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 2
%33 = load double, double* %32
%34 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 2
%35 = load double, double* %34
%36 = fsub double %33, %35
%37 = fcmp ogt double %36, %4
br i1 %37, label %42, label %38
38: ; preds = %30
%39 = fcmp olt double %36, %5
br i1 %39, label %40, label %44
40: ; preds = %38
%41 = fadd double %36, %2
br label %44
42: ; preds = %30
%43 = fsub double %36, %2
br label %44
44: ; preds = %42, %40, %38
%45 = phi double [ %43, %42 ], [ %41, %40 ], [ %36, %38 ]
%46 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %17, double %17, double 0.000000e+00)
%47 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %31, double %31, double %46)
%48 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %45, double %45, double %47)
ret double %48
}