void vert_sum(double *sum, double *var3d, long gridsize, long nlevel) {
  long i, k;
  for (i = 0; i < gridsize; ++i)
    sum[i] = 0;
  for (k = 0; k < nlevel; ++k)
    for (i = 0; i < gridsize; ++i) {
      sum[i] += var3d[k * gridsize + i];
    }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<vert_sum>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
movq   $0x0,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
cmp    -0x18(%rbp),%rax
jge    114b <vert_sum+0x4b>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%rcx
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x28(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
jmp    111c <vert_sum+0x1c>
movq   $0x0,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rax
cmp    -0x20(%rbp),%rax
jge    11c6 <vert_sum+0xc6>
movq   $0x0,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
cmp    -0x18(%rbp),%rax
jge    11b0 <vert_sum+0xb0>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x30(%rbp),%rcx
imul   -0x18(%rbp),%rcx
add    -0x28(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%rcx
addsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x28(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
jmp    1169 <vert_sum+0x69>
jmp    11b5 <vert_sum+0xb5>
mov    -0x30(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
jmp    1153 <vert_sum+0x53>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<vert_sum>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x28,%rsp
mov    %rcx,%r14
mov    %rdx,%r12
mov    %rsi,%r15
mov    %rdi,%rbx
test   %rdx,%rdx
jle    1141 <vert_sum+0x31>
lea    0x0(,%r12,8),%rdx
mov    %rbx,%rdi
xor    %esi,%esi
call   1030 <memset@plt>
test   %r14,%r14
jle    1316 <vert_sum+0x206>
lea    (%rbx,%r12,8),%rax
mov    %rax,0x20(%rsp)
lea    -0x4(%r12),%rax
mov    %rax,0x18(%rsp)
mov    %rax,%rcx
shr    $0x2,%rcx
add    $0x1,%rcx
mov    %r12,%r13
and    $0xfffffffffffffffc,%r13
mov    %rcx,%rax
mov    %rcx,0x10(%rsp)
and    $0xfffffffffffffffe,%rcx
mov    %rcx,0x8(%rsp)
mov    %r12,%r10
neg    %r10
lea    0x30(%r15),%rcx
lea    0x0(,%r12,8),%r11
xor    %edx,%edx
mov    %r15,%rsi
jmp    11b3 <vert_sum+0xa3>
nopl   0x0(%rax)
add    $0x1,%rdx
add    %r11,%rcx
add    %r11,%rsi
cmp    %r14,%rdx
je     1316 <vert_sum+0x206>
test   %r12,%r12
jle    11a0 <vert_sum+0x90>
mov    %rdx,%rbp
imul   %r12,%rbp
cmp    $0x4,%r12
jb     11dd <vert_sum+0xcd>
lea    (%r12,%rbp,1),%rax
lea    (%r15,%rax,8),%rax
cmp    %rbx,%rax
jbe    123f <vert_sum+0x12f>
lea    (%r15,%rbp,8),%rax
cmp    0x20(%rsp),%rax
jae    123f <vert_sum+0x12f>
xor    %eax,%eax
mov    %rax,%rdi
test   $0x1,%r12b
je     1202 <vert_sum+0xf2>
add    %rax,%rbp
movsd  (%r15,%rbp,8),%xmm0
addsd  (%rbx,%rax,8),%xmm0
movsd  %xmm0,(%rbx,%rax,8)
mov    %rax,%rdi
or     $0x1,%rdi
not    %rax
cmp    %r10,%rax
je     11a0 <vert_sum+0x90>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
movsd  (%rsi,%rdi,8),%xmm0
addsd  (%rbx,%rdi,8),%xmm0
movsd  %xmm0,(%rbx,%rdi,8)
movsd  0x8(%rsi,%rdi,8),%xmm0
addsd  0x8(%rbx,%rdi,8),%xmm0
movsd  %xmm0,0x8(%rbx,%rdi,8)
add    $0x2,%rdi
cmp    %rdi,%r12
jne    1210 <vert_sum+0x100>
jmp    11a0 <vert_sum+0x90>
cmpq   $0x4,0x18(%rsp)
jae    124f <vert_sum+0x13f>
xor    %r8d,%r8d
jmp    12cb <vert_sum+0x1bb>
mov    0x8(%rsp),%r9
xor    %r8d,%r8d
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
movupd -0x30(%rcx,%r8,8),%xmm0
movupd -0x20(%rcx,%r8,8),%xmm1
movupd (%rbx,%r8,8),%xmm2
addpd  %xmm0,%xmm2
movupd 0x10(%rbx,%r8,8),%xmm0
addpd  %xmm1,%xmm0
movupd 0x20(%rbx,%r8,8),%xmm1
movupd 0x30(%rbx,%r8,8),%xmm3
movupd %xmm2,(%rbx,%r8,8)
movupd %xmm0,0x10(%rbx,%r8,8)
movupd -0x10(%rcx,%r8,8),%xmm0
addpd  %xmm1,%xmm0
movupd (%rcx,%r8,8),%xmm1
addpd  %xmm3,%xmm1
movupd %xmm0,0x20(%rbx,%r8,8)
movupd %xmm1,0x30(%rbx,%r8,8)
add    $0x8,%r8
add    $0xfffffffffffffffe,%r9
jne    1260 <vert_sum+0x150>
testb  $0x1,0x10(%rsp)
je     1305 <vert_sum+0x1f5>
lea    (%r8,%rbp,1),%rax
movupd (%r15,%rax,8),%xmm0
movupd 0x10(%r15,%rax,8),%xmm1
movupd (%rbx,%r8,8),%xmm2
addpd  %xmm0,%xmm2
movupd 0x10(%rbx,%r8,8),%xmm0
addpd  %xmm1,%xmm0
movupd %xmm2,(%rbx,%r8,8)
movupd %xmm0,0x10(%rbx,%r8,8)
mov    %r13,%rax
cmp    %r12,%r13
je     11a0 <vert_sum+0x90>
jmp    11df <vert_sum+0xcf>
add    $0x28,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

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

LLVM IR (-O2):
define void @vert_sum(double* nocapture %0, double* nocapture %1, i64 %2, i64 %3) {
%5 = icmp sgt i64 %2, 0
br i1 %5, label %6, label %9
6: ; preds = %4
%7 = bitcast double* %0 to i8*
%8 = shl nuw i64 %2, 3
br label %9
9: ; preds = %6, %4
%10 = icmp sgt i64 %3, 0
br i1 %10, label %11, label %135
11: ; preds = %9
%12 = getelementptr double, double* %0, i64 %2
%13 = add i64 %2, -4
%14 = lshr i64 %13, 2
%15 = add nuw nsw i64 %14, 1
%16 = icmp ult i64 %2, 4
%17 = and i64 %2, -4
%18 = and i64 %15, 1
%19 = icmp ult i64 %13, 4
%20 = and i64 %15, 9223372036854775806
%21 = icmp eq i64 %18, 0
%22 = icmp eq i64 %17, %2
%23 = and i64 %2, 1
%24 = icmp eq i64 %23, 0
%25 = sub i64 0, %2
br label %26
26: ; preds = %11, %132
%27 = phi i64 [ %133, %132 ], [ 0, %11 ]
%28 = mul i64 %27, %2
%29 = getelementptr double, double* %1, i64 %28
%30 = add i64 %28, %2
%31 = getelementptr double, double* %1, i64 %30
br i1 %5, label %32, label %132
32: ; preds = %26
%33 = mul nsw i64 %27, %2
br i1 %16, label %101, label %34
34: ; preds = %32
%35 = icmp ugt double* %31, %0
%36 = icmp ult double* %29, %12
%37 = and i1 %35, %36
br i1 %37, label %101, label %38
38: ; preds = %34
br i1 %19, label %80, label %39
39: ; preds = %38, %39
%40 = phi i64 [ %77, %39 ], [ 0, %38 ]
%41 = phi i64 [ %78, %39 ], [ 0, %38 ]
%42 = add nsw i64 %40, %33
%43 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %42
%44 = bitcast double* %43 to <2 x double>*
%45 = load <2 x double>, <2 x double>* %44
%46 = getelementptr inbounds double, double* %43, i64 2
%47 = bitcast double* %46 to <2 x double>*
%48 = load <2 x double>, <2 x double>* %47
%49 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %40
%50 = bitcast double* %49 to <2 x double>*
%51 = load <2 x double>, <2 x double>* %50
%52 = getelementptr inbounds double, double* %49, i64 2
%53 = bitcast double* %52 to <2 x double>*
%54 = load <2 x double>, <2 x double>* %53
%55 = fadd <2 x double> %45, %51
%56 = fadd <2 x double> %48, %54
%57 = bitcast double* %49 to <2 x double>*
store <2 x double> %55, <2 x double>* %57
%58 = bitcast double* %52 to <2 x double>*
store <2 x double> %56, <2 x double>* %58
%59 = or i64 %40, 4
%60 = add nsw i64 %59, %33
%61 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %60
%62 = bitcast double* %61 to <2 x double>*
%63 = load <2 x double>, <2 x double>* %62
%64 = getelementptr inbounds double, double* %61, i64 2
%65 = bitcast double* %64 to <2 x double>*
%66 = load <2 x double>, <2 x double>* %65
%67 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %59
%68 = bitcast double* %67 to <2 x double>*
%69 = load <2 x double>, <2 x double>* %68
%70 = getelementptr inbounds double, double* %67, i64 2
%71 = bitcast double* %70 to <2 x double>*
%72 = load <2 x double>, <2 x double>* %71
%73 = fadd <2 x double> %63, %69
%74 = fadd <2 x double> %66, %72
%75 = bitcast double* %67 to <2 x double>*
store <2 x double> %73, <2 x double>* %75
%76 = bitcast double* %70 to <2 x double>*
store <2 x double> %74, <2 x double>* %76
%77 = add nuw i64 %40, 8
%78 = add i64 %41, 2
%79 = icmp eq i64 %78, %20
br i1 %79, label %80, label %39
80: ; preds = %39, %38
%81 = phi i64 [ 0, %38 ], [ %77, %39 ]
br i1 %21, label %100, label %82
82: ; preds = %80
%83 = add nsw i64 %81, %33
%84 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %83
%85 = bitcast double* %84 to <2 x double>*
%86 = load <2 x double>, <2 x double>* %85
%87 = getelementptr inbounds double, double* %84, i64 2
%88 = bitcast double* %87 to <2 x double>*
%89 = load <2 x double>, <2 x double>* %88
%90 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %81
%91 = bitcast double* %90 to <2 x double>*
%92 = load <2 x double>, <2 x double>* %91
%93 = getelementptr inbounds double, double* %90, i64 2
%94 = bitcast double* %93 to <2 x double>*
%95 = load <2 x double>, <2 x double>* %94
%96 = fadd <2 x double> %86, %92
%97 = fadd <2 x double> %89, %95
%98 = bitcast double* %90 to <2 x double>*
store <2 x double> %96, <2 x double>* %98
%99 = bitcast double* %93 to <2 x double>*
store <2 x double> %97, <2 x double>* %99
br label %100
100: ; preds = %80, %82
br i1 %22, label %132, label %101
101: ; preds = %34, %32, %100
%102 = phi i64 [ 0, %34 ], [ 0, %32 ], [ %17, %100 ]
%103 = xor i64 %102, -1
br i1 %24, label %112, label %104
104: ; preds = %101
%105 = add nsw i64 %102, %33
%106 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %105
%107 = load double, double* %106
%108 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %102
%109 = load double, double* %108
%110 = fadd double %107, %109
store double %110, double* %108
%111 = or i64 %102, 1
br label %112
112: ; preds = %104, %101
%113 = phi i64 [ %102, %101 ], [ %111, %104 ]
%114 = icmp eq i64 %103, %25
br i1 %114, label %132, label %115
115: ; preds = %112, %115
%116 = phi i64 [ %130, %115 ], [ %113, %112 ]
%117 = add nsw i64 %116, %33
%118 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %117
%119 = load double, double* %118
%120 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %116
%121 = load double, double* %120
%122 = fadd double %119, %121
store double %122, double* %120
%123 = add nuw nsw i64 %116, 1
%124 = add nsw i64 %123, %33
%125 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %124
%126 = load double, double* %125
%127 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %123
%128 = load double, double* %127
%129 = fadd double %126, %128
store double %129, double* %127
%130 = add nuw nsw i64 %116, 2
%131 = icmp eq i64 %130, %2
br i1 %131, label %132, label %115
132: ; preds = %112, %115, %100, %26
%133 = add nuw nsw i64 %27, 1
%134 = icmp eq i64 %133, %3
br i1 %134, label %135, label %26
135: ; preds = %132, %9
ret void
}