double calcEnergy(const int patternSize, const double pattern[],
                  const double W[][1000]) {
  double energy = 0.0;
  for (int i = 0; i < patternSize; i++) {
    for (int j = 0; j < patternSize; j++) {
      energy += pattern[i] * pattern[j] * W[i][j];
    }
  }
  energy *= -0.5;
  return energy;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<calcEnergy>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    11a5 <calcEnergy+0xa5>
movl   $0x0,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    1192 <calcEnergy+0x92>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
mulsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
imul   $0x1f40,%rcx,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
movsd  -0x20(%rbp),%xmm1
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x20(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    1131 <calcEnergy+0x31>
jmp    1197 <calcEnergy+0x97>
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    111e <calcEnergy+0x1e>
movsd  0xe53(%rip),%xmm0
mulsd  -0x20(%rbp),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x20(%rbp)
movsd  -0x20(%rbp),%xmm0
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<calcEnergy>:
test   %edi,%edi
jle    119a <calcEnergy+0x9a>
mov    %edi,%r8d
mov    %r8d,%r10d
and    $0xfffffffe,%r10d
lea    0x8(%rdx),%r11
xorpd  %xmm0,%xmm0
xor    %r9d,%r9d
jmp    1130 <calcEnergy+0x30>
nop
add    $0x1,%r9
add    $0x1f40,%r11
cmp    %r8,%r9
je     1191 <calcEnergy+0x91>
movsd  (%rsi,%r9,8),%xmm1
xor    %ecx,%ecx
cmp    $0x1,%edi
je     1171 <calcEnergy+0x71>
nopl   (%rax)
movsd  (%rsi,%rcx,8),%xmm2
mulsd  %xmm1,%xmm2
mulsd  -0x8(%r11,%rcx,8),%xmm2
addsd  %xmm0,%xmm2
movsd  0x8(%rsi,%rcx,8),%xmm0
mulsd  %xmm1,%xmm0
mulsd  (%r11,%rcx,8),%xmm0
addsd  %xmm2,%xmm0
add    $0x2,%rcx
cmp    %rcx,%r10
jne    1140 <calcEnergy+0x40>
test   $0x1,%r8b
je     1120 <calcEnergy+0x20>
mulsd  (%rsi,%rcx,8),%xmm1
imul   $0x1f40,%r9,%rax
add    %rdx,%rax
mulsd  (%rax,%rcx,8),%xmm1
addsd  %xmm1,%xmm0
jmp    1120 <calcEnergy+0x20>
mulsd  0xe6f(%rip),%xmm0
ret
movsd  0xe5e(%rip),%xmm0
ret

LLVM IR (-O0):
define double @calcEnergy(i32 %0, double* %1, [1000 x double]* %2) {
%4 = alloca i32
%5 = alloca double*
%6 = alloca [1000 x double]*
%7 = alloca double
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
store i32 %0, i32* %4
store double* %1, double** %5
store [1000 x double]* %2, [1000 x double]** %6
store double 0.000000e+00, double* %7
store i32 0, i32* %8
br label %10
10: ; preds = %45, %3
%11 = load i32, i32* %8
%12 = load i32, i32* %4
%13 = icmp slt i32 %11, %12
br i1 %13, label %14, label %48
14: ; preds = %10
store i32 0, i32* %9
br label %15
15: ; preds = %41, %14
%16 = load i32, i32* %9
%17 = load i32, i32* %4
%18 = icmp slt i32 %16, %17
br i1 %18, label %19, label %44
19: ; preds = %15
%20 = load double*, double** %5
%21 = load i32, i32* %8
%22 = sext i32 %21 to i64
%23 = getelementptr inbounds double, double* %20, i64 %22
%24 = load double, double* %23
%25 = load double*, double** %5
%26 = load i32, i32* %9
%27 = sext i32 %26 to i64
%28 = getelementptr inbounds double, double* %25, i64 %27
%29 = load double, double* %28
%30 = fmul double %24, %29
%31 = load [1000 x double]*, [1000 x double]** %6
%32 = load i32, i32* %8
%33 = sext i32 %32 to i64
%34 = getelementptr inbounds [1000 x double], [1000 x double]* %31, i64 %33
%35 = load i32, i32* %9
%36 = sext i32 %35 to i64
%37 = getelementptr inbounds [1000 x double], [1000 x double]* %34, i64 0, i64 %36
%38 = load double, double* %37
%39 = load double, double* %7
%40 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %30, double %38, double %39)
store double %40, double* %7
br label %41
41: ; preds = %19
%42 = load i32, i32* %9
%43 = add nsw i32 %42, 1
store i32 %43, i32* %9
br label %15
44: ; preds = %15
br label %45
45: ; preds = %44
%46 = load i32, i32* %8
%47 = add nsw i32 %46, 1
store i32 %47, i32* %8
br label %10
48: ; preds = %10
%49 = load double, double* %7
%50 = fmul double %49, -5.000000e-01
store double %50, double* %7
%51 = load double, double* %7
ret double %51
}

LLVM IR (-O2):
define double @calcEnergy(i32 %0, double* nocapture %1, [1000 x double]* nocapture %2) {
%4 = icmp sgt i32 %0, 0
br i1 %4, label %5, label %18
5: ; preds = %3
%6 = zext i32 %0 to i64
%7 = and i64 %6, 1
%8 = icmp eq i32 %0, 1
%9 = and i64 %6, 4294967294
%10 = icmp eq i64 %7, 0
br label %11
11: ; preds = %31, %5
%12 = phi i64 [ 0, %5 ], [ %33, %31 ]
%13 = phi double [ 0.000000e+00, %5 ], [ %32, %31 ]
%14 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %12
%15 = load double, double* %14
br i1 %8, label %20, label %35
16: ; preds = %31
%17 = fmul double %32, -5.000000e-01
br label %18
18: ; preds = %16, %3
%19 = phi double [ -0.000000e+00, %3 ], [ %17, %16 ]
ret double %19
20: ; preds = %35, %11
%21 = phi double [ undef, %11 ], [ %51, %35 ]
%22 = phi i64 [ 0, %11 ], [ %52, %35 ]
%23 = phi double [ %13, %11 ], [ %51, %35 ]
br i1 %10, label %31, label %24
24: ; preds = %20
%25 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %22
%26 = load double, double* %25
%27 = fmul double %15, %26
%28 = getelementptr inbounds [1000 x double], [1000 x double]* %2, i64 %12, i64 %22
%29 = load double, double* %28
%30 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %27, double %29, double %23)
br label %31
31: ; preds = %20, %24
%32 = phi double [ %21, %20 ], [ %30, %24 ]
%33 = add nuw nsw i64 %12, 1
%34 = icmp eq i64 %33, %6
br i1 %34, label %16, label %11
35: ; preds = %11, %35
%36 = phi i64 [ %52, %35 ], [ 0, %11 ]
%37 = phi double [ %51, %35 ], [ %13, %11 ]
%38 = phi i64 [ %53, %35 ], [ 0, %11 ]
%39 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %36
%40 = load double, double* %39
%41 = fmul double %15, %40
%42 = getelementptr inbounds [1000 x double], [1000 x double]* %2, i64 %12, i64 %36
%43 = load double, double* %42
%44 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %41, double %43, double %37)
%45 = or i64 %36, 1
%46 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %45
%47 = load double, double* %46
%48 = fmul double %15, %47
%49 = getelementptr inbounds [1000 x double], [1000 x double]* %2, i64 %12, i64 %45
%50 = load double, double* %49
%51 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %48, double %50, double %44)
%52 = add nuw nsw i64 %36, 2
%53 = add i64 %38, 2
%54 = icmp eq i64 %53, %9
br i1 %54, label %20, label %35
}