int loop1(int k) {
  unsigned int i;
  int a[10000], b[10000], c[10000], d[10000];
  a[0] = k;
  a[3] = k * 2;
  c[1] = k + 1;
  for (i = 2; i < (10000 - 1); i++) {
    a[i] = k * i;
    b[i] = a[i - 2] + k;
    c[i] = b[i] + a[i + 1];
    d[i] = c[i - 1] + k + i;
  }
  return a[10000 - 2] + b[10000 - 1] + c[10000 - 2] + d[10000 - 2];
}


x86 assembly (clang, -O0):
<loop1>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x27090,%rsp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x9c50(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
shl    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x9c44(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1d4cc(%rbp)
movl   $0x2,-0x8(%rbp)
cmpl   $0x270f,-0x8(%rbp)
jae    11c0 <loop1+0xc0>
mov    -0x4(%rbp),%ecx
imul   -0x8(%rbp),%ecx
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    %ecx,-0x9c50(%rbp,%rax,4)
mov    -0x8(%rbp),%eax
sub    $0x2,%eax
mov    %eax,%eax
mov    -0x9c50(%rbp,%rax,4),%ecx
add    -0x4(%rbp),%ecx
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    %ecx,-0x13890(%rbp,%rax,4)
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    -0x13890(%rbp,%rax,4),%ecx
mov    -0x8(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,%eax
add    -0x9c50(%rbp,%rax,4),%ecx
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    %ecx,-0x1d4d0(%rbp,%rax,4)
mov    -0x8(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,%eax
mov    -0x1d4d0(%rbp,%rax,4),%ecx
add    -0x4(%rbp),%ecx
add    -0x8(%rbp),%ecx
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    %ecx,-0x27110(%rbp,%rax,4)
mov    -0x8(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
jmp    1136 <loop1+0x36>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    -0x9c54(%rbp),%eax
add    -0x13898(%rbp),%eax
add    -0x1d4d8(%rbp),%eax
add    $0x27090,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<loop1>:
sub    $0x27088,%rsp
mov    %edi,-0x80(%rsp)
lea    (%rdi,%rdi,1),%r9d
mov    %r9d,-0x74(%rsp)
lea    0x1(%rdi),%esi
mov    %esi,0x9bc4(%rsp)
lea    0x2(%rdi),%r8d
xor    %edx,%edx
mov    %edi,%ecx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
mov    %r9d,-0x78(%rsp,%rdx,4)
add    %edi,%ecx
mov    %ecx,0x1d448(%rsp,%rdx,4)
add    %r8d,%esi
add    %edx,%esi
mov    %esi,0x13808(%rsp,%rdx,4)
mov    %ecx,%esi
add    -0x74(%rsp,%rdx,4),%esi
mov    %esi,0x9bc8(%rsp,%rdx,4)
cmp    $0x270c,%rdx
je     116d <loop1+0x6d>
mov    -0x7c(%rsp,%rdx,4),%ecx
add    $0x1,%rdx
add    %edi,%r9d
jmp    1130 <loop1+0x30>
mov    0x2707c(%rsp),%eax
add    0x9bb8(%rsp),%eax
add    0x137f8(%rsp),%eax
add    0x1d438(%rsp),%eax
add    $0x27088,%rsp
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @loop1(i32 %0) {
%2 = alloca i32
%3 = alloca i32
%4 = alloca [10000 x i32]
%5 = alloca [10000 x i32]
%6 = alloca [10000 x i32]
%7 = alloca [10000 x i32]
store i32 %0, i32* %2
%8 = load i32, i32* %2
%9 = getelementptr inbounds [10000 x i32], [10000 x i32]* %4, i64 0, i64 0
store i32 %8, i32* %9
%10 = load i32, i32* %2
%11 = mul nsw i32 %10, 2
%12 = getelementptr inbounds [10000 x i32], [10000 x i32]* %4, i64 0, i64 3
store i32 %11, i32* %12
%13 = load i32, i32* %2
%14 = add nsw i32 %13, 1
%15 = getelementptr inbounds [10000 x i32], [10000 x i32]* %6, i64 0, i64 1
store i32 %14, i32* %15
store i32 2, i32* %3
br label %16
16: ; preds = %61, %1
%17 = load i32, i32* %3
%18 = icmp ult i32 %17, 9999
br i1 %18, label %19, label %64
19: ; preds = %16
%20 = load i32, i32* %2
%21 = load i32, i32* %3
%22 = mul i32 %20, %21
%23 = load i32, i32* %3
%24 = zext i32 %23 to i64
%25 = getelementptr inbounds [10000 x i32], [10000 x i32]* %4, i64 0, i64 %24
store i32 %22, i32* %25
%26 = load i32, i32* %3
%27 = sub i32 %26, 2
%28 = zext i32 %27 to i64
%29 = getelementptr inbounds [10000 x i32], [10000 x i32]* %4, i64 0, i64 %28
%30 = load i32, i32* %29
%31 = load i32, i32* %2
%32 = add nsw i32 %30, %31
%33 = load i32, i32* %3
%34 = zext i32 %33 to i64
%35 = getelementptr inbounds [10000 x i32], [10000 x i32]* %5, i64 0, i64 %34
store i32 %32, i32* %35
%36 = load i32, i32* %3
%37 = zext i32 %36 to i64
%38 = getelementptr inbounds [10000 x i32], [10000 x i32]* %5, i64 0, i64 %37
%39 = load i32, i32* %38
%40 = load i32, i32* %3
%41 = add i32 %40, 1
%42 = zext i32 %41 to i64
%43 = getelementptr inbounds [10000 x i32], [10000 x i32]* %4, i64 0, i64 %42
%44 = load i32, i32* %43
%45 = add nsw i32 %39, %44
%46 = load i32, i32* %3
%47 = zext i32 %46 to i64
%48 = getelementptr inbounds [10000 x i32], [10000 x i32]* %6, i64 0, i64 %47
store i32 %45, i32* %48
%49 = load i32, i32* %3
%50 = sub i32 %49, 1
%51 = zext i32 %50 to i64
%52 = getelementptr inbounds [10000 x i32], [10000 x i32]* %6, i64 0, i64 %51
%53 = load i32, i32* %52
%54 = load i32, i32* %2
%55 = add nsw i32 %53, %54
%56 = load i32, i32* %3
%57 = add i32 %55, %56
%58 = load i32, i32* %3
%59 = zext i32 %58 to i64
%60 = getelementptr inbounds [10000 x i32], [10000 x i32]* %7, i64 0, i64 %59
store i32 %57, i32* %60
br label %61
61: ; preds = %19
%62 = load i32, i32* %3
%63 = add i32 %62, 1
store i32 %63, i32* %3
br label %16
64: ; preds = %16
%65 = getelementptr inbounds [10000 x i32], [10000 x i32]* %4, i64 0, i64 9998
%66 = load i32, i32* %65
%67 = getelementptr inbounds [10000 x i32], [10000 x i32]* %5, i64 0, i64 9999
%68 = load i32, i32* %67
%69 = add nsw i32 %66, %68
%70 = getelementptr inbounds [10000 x i32], [10000 x i32]* %6, i64 0, i64 9998
%71 = load i32, i32* %70
%72 = add nsw i32 %69, %71
%73 = getelementptr inbounds [10000 x i32], [10000 x i32]* %7, i64 0, i64 9998
%74 = load i32, i32* %73
%75 = add nsw i32 %72, %74
ret i32 %75
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @loop1(i32 %0) {
%2 = alloca [10000 x i32]
%3 = alloca [10000 x i32]
%4 = alloca [10000 x i32]
%5 = alloca [10000 x i32]
%6 = bitcast [10000 x i32]* %2 to i8*
%7 = bitcast [10000 x i32]* %3 to i8*
%8 = bitcast [10000 x i32]* %4 to i8*
%9 = bitcast [10000 x i32]* %5 to i8*
%10 = getelementptr inbounds [10000 x i32], [10000 x i32]* %2, i64 0, i64 0
store i32 %0, i32* %10
%11 = shl nsw i32 %0, 1
%12 = getelementptr inbounds [10000 x i32], [10000 x i32]* %2, i64 0, i64 3
store i32 %11, i32* %12
%13 = add nsw i32 %0, 1
%14 = getelementptr inbounds [10000 x i32], [10000 x i32]* %4, i64 0, i64 1
store i32 %13, i32* %14
br label %15
15: ; preds = %33, %1
%16 = phi i32 [ %13, %1 ], [ %27, %33 ]
%17 = phi i32 [ %0, %1 ], [ %36, %33 ]
%18 = phi i64 [ 2, %1 ], [ %24, %33 ]
%19 = trunc i64 %18 to i32
%20 = mul i32 %19, %0
%21 = getelementptr inbounds [10000 x i32], [10000 x i32]* %2, i64 0, i64 %18
store i32 %20, i32* %21
%22 = add nsw i32 %17, %0
%23 = getelementptr inbounds [10000 x i32], [10000 x i32]* %3, i64 0, i64 %18
store i32 %22, i32* %23
%24 = add nuw nsw i64 %18, 1
%25 = getelementptr inbounds [10000 x i32], [10000 x i32]* %2, i64 0, i64 %24
%26 = load i32, i32* %25
%27 = add nsw i32 %26, %22
%28 = getelementptr inbounds [10000 x i32], [10000 x i32]* %4, i64 0, i64 %18
store i32 %27, i32* %28
%29 = add i32 %19, %0
%30 = add i32 %29, %16
%31 = getelementptr inbounds [10000 x i32], [10000 x i32]* %5, i64 0, i64 %18
store i32 %30, i32* %31
%32 = icmp eq i64 %24, 9999
br i1 %32, label %37, label %33
33: ; preds = %15
%34 = add nsw i64 %18, -1
%35 = getelementptr inbounds [10000 x i32], [10000 x i32]* %2, i64 0, i64 %34
%36 = load i32, i32* %35
br label %15
37: ; preds = %15
%38 = getelementptr inbounds [10000 x i32], [10000 x i32]* %2, i64 0, i64 9998
%39 = load i32, i32* %38
%40 = getelementptr inbounds [10000 x i32], [10000 x i32]* %3, i64 0, i64 9999
%41 = load i32, i32* %40
%42 = add nsw i32 %41, %39
%43 = getelementptr inbounds [10000 x i32], [10000 x i32]* %4, i64 0, i64 9998
%44 = load i32, i32* %43
%45 = add nsw i32 %42, %44
%46 = getelementptr inbounds [10000 x i32], [10000 x i32]* %5, i64 0, i64 9998
%47 = load i32, i32* %46
%48 = add nsw i32 %45, %47
ret i32 %48
}