void gather_double_add(double *restrict out, const double *restrict in,
                       const unsigned in_stride,
                       const unsigned int *restrict map) {
  unsigned int i, j;
  while ((i = *map++) != -(unsigned int)1) {
    double t = out[i];
    j = *map++;
    do
      t += in[j * in_stride];
    while ((j = *map++) != -(unsigned int)1);
    out[i] = t;
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<gather_double_add>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %rax,%rcx
add    $0x4,%rcx
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
mov    (%rax),%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
cmp    $0xffffffff,%eax
je     11a4 <gather_double_add+0xa4>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x30(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %rax,%rcx
add    $0x4,%rcx
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
mov    (%rax),%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%ecx
imul   -0x14(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%ecx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
addsd  -0x30(%rbp),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x30(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %rax,%rcx
add    $0x4,%rcx
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
mov    (%rax),%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
cmp    $0xffffffff,%eax
jne    1155 <gather_double_add+0x55>
movsd  -0x30(%rbp),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
jmp    1113 <gather_double_add+0x13>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<gather_double_add>:
mov    (%rcx),%eax
cmp    $0xffffffff,%eax
je     113b <gather_double_add+0x3b>
mov    %eax,%r8d
movsd  (%rdi,%r8,8),%xmm0
mov    0x4(%rcx),%eax
add    $0x8,%rcx
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
imul   %edx,%eax
addsd  (%rsi,%rax,8),%xmm0
mov    (%rcx),%eax
add    $0x4,%rcx
cmp    $0xffffffff,%eax
jne    1120 <gather_double_add+0x20>
movsd  %xmm0,(%rdi,%r8,8)
jmp    1100 <gather_double_add>
ret

LLVM IR (-O0):
define void @gather_double_add(double* noalias %0, double* noalias %1, i32 %2, i32* noalias %3) {
%5 = alloca double*
%6 = alloca double*
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32*
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca double
store double* %0, double** %5
store double* %1, double** %6
store i32 %2, i32* %7
store i32* %3, i32** %8
br label %12
12: ; preds = %41, %4
%13 = load i32*, i32** %8
%14 = getelementptr inbounds i32, i32* %13, i32 1
store i32* %14, i32** %8
%15 = load i32, i32* %13
store i32 %15, i32* %9
%16 = icmp ne i32 %15, -1
br i1 %16, label %17, label %47
17: ; preds = %12
%18 = load double*, double** %5
%19 = load i32, i32* %9
%20 = zext i32 %19 to i64
%21 = getelementptr inbounds double, double* %18, i64 %20
%22 = load double, double* %21
store double %22, double* %11
%23 = load i32*, i32** %8
%24 = getelementptr inbounds i32, i32* %23, i32 1
store i32* %24, i32** %8
%25 = load i32, i32* %23
store i32 %25, i32* %10
br label %26
26: ; preds = %36, %17
%27 = load double*, double** %6
%28 = load i32, i32* %10
%29 = load i32, i32* %7
%30 = mul i32 %28, %29
%31 = zext i32 %30 to i64
%32 = getelementptr inbounds double, double* %27, i64 %31
%33 = load double, double* %32
%34 = load double, double* %11
%35 = fadd double %34, %33
store double %35, double* %11
br label %36
36: ; preds = %26
%37 = load i32*, i32** %8
%38 = getelementptr inbounds i32, i32* %37, i32 1
store i32* %38, i32** %8
%39 = load i32, i32* %37
store i32 %39, i32* %10
%40 = icmp ne i32 %39, -1
br i1 %40, label %26, label %41
41: ; preds = %36
%42 = load double, double* %11
%43 = load double*, double** %5
%44 = load i32, i32* %9
%45 = zext i32 %44 to i64
%46 = getelementptr inbounds double, double* %43, i64 %45
store double %42, double* %46
br label %12
47: ; preds = %12
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @gather_double_add(double* noalias nocapture %0, double* noalias nocapture %1, i32 %2, i32* noalias nocapture %3) {
%5 = load i32, i32* %3
%6 = icmp eq i32 %5, -1
br i1 %6, label %31, label %7
7: ; preds = %4, %28
%8 = phi i32 [ %29, %28 ], [ %5, %4 ]
%9 = phi i32* [ %25, %28 ], [ %3, %4 ]
%10 = getelementptr inbounds i32, i32* %9, i64 1
%11 = zext i32 %8 to i64
%12 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %11
%13 = load double, double* %12
%14 = getelementptr inbounds i32, i32* %9, i64 2
%15 = load i32, i32* %10
br label %16
16: ; preds = %16, %7
%17 = phi i32* [ %14, %7 ], [ %25, %16 ]
%18 = phi i32 [ %15, %7 ], [ %26, %16 ]
%19 = phi double [ %13, %7 ], [ %24, %16 ]
%20 = mul i32 %18, %2
%21 = zext i32 %20 to i64
%22 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %21
%23 = load double, double* %22
%24 = fadd double %19, %23
%25 = getelementptr inbounds i32, i32* %17, i64 1
%26 = load i32, i32* %17
%27 = icmp eq i32 %26, -1
br i1 %27, label %28, label %16
28: ; preds = %16
store double %24, double* %12
%29 = load i32, i32* %25
%30 = icmp eq i32 %29, -1
br i1 %30, label %31, label %7
31: ; preds = %28, %4
ret void
}