void quant_inter_differences(int *quant, const int natoms, const int nframes,
                             int *quant_inter) {
  int iframe, i, j;
  for (i = 0; i < natoms; i++)
    for (j = 0; j < 3; j++)
      quant_inter[i * 3 + j] = quant[i * 3 + j];
  for (iframe = 1; iframe < nframes; iframe++)
    for (i = 0; i < natoms; i++)
      for (j = 0; j < 3; j++)
        quant_inter[iframe * natoms * 3 + i * 3 + j] =
            quant[iframe * natoms * 3 + i * 3 + j] -
            quant[(iframe - 1) * natoms * 3 + i * 3 + j];
}


x86 assembly (clang, -O0):
<quant_inter_differences>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
mov    %rcx,-0x18(%rbp)
movl   $0x0,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    1179 <quant_inter_differences+0x79>
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
cmpl   $0x3,-0x24(%rbp)
jge    1166 <quant_inter_differences+0x66>
mov    -0x8(%rbp),%rax
imul   $0x3,-0x20(%rbp),%ecx
add    -0x24(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x18(%rbp),%rax
imul   $0x3,-0x20(%rbp),%ecx
add    -0x24(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    112c <quant_inter_differences+0x2c>
jmp    116b <quant_inter_differences+0x6b>
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    1119 <quant_inter_differences+0x19>
movl   $0x1,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jge    123e <quant_inter_differences+0x13e>
movl   $0x0,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    122b <quant_inter_differences+0x12b>
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
cmpl   $0x3,-0x24(%rbp)
jge    1218 <quant_inter_differences+0x118>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
imul   -0xc(%rbp),%ecx
imul   $0x3,%ecx,%ecx
imul   $0x3,-0x20(%rbp),%edx
add    %edx,%ecx
add    -0x24(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
imul   -0xc(%rbp),%ecx
imul   $0x3,%ecx,%ecx
imul   $0x3,-0x20(%rbp),%esi
add    %esi,%ecx
add    -0x24(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
sub    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
imul   -0xc(%rbp),%ecx
imul   $0x3,%ecx,%ecx
imul   $0x3,-0x20(%rbp),%esi
add    %esi,%ecx
add    -0x24(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    11a6 <quant_inter_differences+0xa6>
jmp    121d <quant_inter_differences+0x11d>
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    1193 <quant_inter_differences+0x93>
jmp    1230 <quant_inter_differences+0x130>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1180 <quant_inter_differences+0x80>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<quant_inter_differences>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
mov    %esi,%r9d
test   %esi,%esi
jle    1184 <quant_inter_differences+0x84>
cmp    $0x1,%esi
jne    111a <quant_inter_differences+0x1a>
xor    %eax,%eax
jmp    1168 <quant_inter_differences+0x68>
mov    %r9d,%r8d
and    $0xfffffffe,%r8d
xor    %eax,%eax
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
mov    (%rdi,%rax,4),%ebx
mov    %ebx,(%rcx,%rax,4)
mov    0x4(%rdi,%rax,4),%ebx
mov    %ebx,0x4(%rcx,%rax,4)
mov    0x8(%rdi,%rax,4),%ebx
mov    %ebx,0x8(%rcx,%rax,4)
mov    0xc(%rdi,%rax,4),%ebx
mov    %ebx,0xc(%rcx,%rax,4)
mov    0x10(%rdi,%rax,4),%ebx
mov    %ebx,0x10(%rcx,%rax,4)
mov    0x14(%rdi,%rax,4),%ebx
mov    %ebx,0x14(%rcx,%rax,4)
add    $0x6,%rax
add    $0xfffffffffffffffe,%r8
jne    1130 <quant_inter_differences+0x30>
test   $0x1,%r9b
je     1184 <quant_inter_differences+0x84>
mov    (%rdi,%rax,4),%ebx
mov    %ebx,(%rcx,%rax,4)
mov    0x4(%rdi,%rax,4),%ebx
mov    %ebx,0x4(%rcx,%rax,4)
mov    0x8(%rdi,%rax,4),%ebx
mov    %ebx,0x8(%rcx,%rax,4)
cmp    $0x2,%edx
jl     1226 <quant_inter_differences+0x126>
lea    (%rsi,%rsi,2),%r8d
lea    (%r9,%r9,2),%r10
mov    $0x1,%r9d
xor    %r11d,%r11d
mov    %r8,%r14
jmp    11bf <quant_inter_differences+0xbf>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
add    $0x1,%r9d
add    %r8,%r14
add    %r8,%r11
cmp    %edx,%r9d
je     1226 <quant_inter_differences+0x126>
test   %esi,%esi
jle    11b0 <quant_inter_differences+0xb0>
xor    %ebx,%ebx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
lea    (%r14,%rbx,1),%rax
cltq
mov    (%rdi,%rax,4),%r15d
lea    (%r11,%rbx,1),%rbp
movslq %ebp,%r12
sub    (%rdi,%r12,4),%r15d
mov    %r15d,(%rcx,%rax,4)
lea    0x1(%rax),%ebp
movslq %ebp,%r15
mov    (%rdi,%r15,4),%r13d
lea    0x1(%r12),%ebp
movslq %ebp,%rbp
sub    (%rdi,%rbp,4),%r13d
mov    %r13d,(%rcx,%r15,4)
add    $0x2,%eax
movslq %eax,%r15
mov    (%rdi,%r15,4),%ebp
add    $0x2,%r12d
movslq %r12d,%rax
sub    (%rdi,%rax,4),%ebp
mov    %ebp,(%rcx,%r15,4)
add    $0x3,%rbx
cmp    %rbx,%r10
jne    11d0 <quant_inter_differences+0xd0>
jmp    11b0 <quant_inter_differences+0xb0>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @quant_inter_differences(i32* %0, i32 %1, i32 %2, i32* %3) {
%5 = alloca i32*
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32*
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
store i32* %0, i32** %5
store i32 %1, i32* %6
store i32 %2, i32* %7
store i32* %3, i32** %8
store i32 0, i32* %10
br label %12
12: ; preds = %40, %4
%13 = load i32, i32* %10
%14 = load i32, i32* %6
%15 = icmp slt i32 %13, %14
br i1 %15, label %16, label %43
16: ; preds = %12
store i32 0, i32* %11
br label %17
17: ; preds = %36, %16
%18 = load i32, i32* %11
%19 = icmp slt i32 %18, 3
br i1 %19, label %20, label %39
20: ; preds = %17
%21 = load i32*, i32** %5
%22 = load i32, i32* %10
%23 = mul nsw i32 %22, 3
%24 = load i32, i32* %11
%25 = add nsw i32 %23, %24
%26 = sext i32 %25 to i64
%27 = getelementptr inbounds i32, i32* %21, i64 %26
%28 = load i32, i32* %27
%29 = load i32*, i32** %8
%30 = load i32, i32* %10
%31 = mul nsw i32 %30, 3
%32 = load i32, i32* %11
%33 = add nsw i32 %31, %32
%34 = sext i32 %33 to i64
%35 = getelementptr inbounds i32, i32* %29, i64 %34
store i32 %28, i32* %35
br label %36
36: ; preds = %20
%37 = load i32, i32* %11
%38 = add nsw i32 %37, 1
store i32 %38, i32* %11
br label %17
39: ; preds = %17
br label %40
40: ; preds = %39
%41 = load i32, i32* %10
%42 = add nsw i32 %41, 1
store i32 %42, i32* %10
br label %12
43: ; preds = %12
store i32 1, i32* %9
br label %44
44: ; preds = %106, %43
%45 = load i32, i32* %9
%46 = load i32, i32* %7
%47 = icmp slt i32 %45, %46
br i1 %47, label %48, label %109
48: ; preds = %44
store i32 0, i32* %10
br label %49
49: ; preds = %102, %48
%50 = load i32, i32* %10
%51 = load i32, i32* %6
%52 = icmp slt i32 %50, %51
br i1 %52, label %53, label %105
53: ; preds = %49
store i32 0, i32* %11
br label %54
54: ; preds = %98, %53
%55 = load i32, i32* %11
%56 = icmp slt i32 %55, 3
br i1 %56, label %57, label %101
57: ; preds = %54
%58 = load i32*, i32** %5
%59 = load i32, i32* %9
%60 = load i32, i32* %6
%61 = mul nsw i32 %59, %60
%62 = mul nsw i32 %61, 3
%63 = load i32, i32* %10
%64 = mul nsw i32 %63, 3
%65 = add nsw i32 %62, %64
%66 = load i32, i32* %11
%67 = add nsw i32 %65, %66
%68 = sext i32 %67 to i64
%69 = getelementptr inbounds i32, i32* %58, i64 %68
%70 = load i32, i32* %69
%71 = load i32*, i32** %5
%72 = load i32, i32* %9
%73 = sub nsw i32 %72, 1
%74 = load i32, i32* %6
%75 = mul nsw i32 %73, %74
%76 = mul nsw i32 %75, 3
%77 = load i32, i32* %10
%78 = mul nsw i32 %77, 3
%79 = add nsw i32 %76, %78
%80 = load i32, i32* %11
%81 = add nsw i32 %79, %80
%82 = sext i32 %81 to i64
%83 = getelementptr inbounds i32, i32* %71, i64 %82
%84 = load i32, i32* %83
%85 = sub nsw i32 %70, %84
%86 = load i32*, i32** %8
%87 = load i32, i32* %9
%88 = load i32, i32* %6
%89 = mul nsw i32 %87, %88
%90 = mul nsw i32 %89, 3
%91 = load i32, i32* %10
%92 = mul nsw i32 %91, 3
%93 = add nsw i32 %90, %92
%94 = load i32, i32* %11
%95 = add nsw i32 %93, %94
%96 = sext i32 %95 to i64
%97 = getelementptr inbounds i32, i32* %86, i64 %96
store i32 %85, i32* %97
br label %98
98: ; preds = %57
%99 = load i32, i32* %11
%100 = add nsw i32 %99, 1
store i32 %100, i32* %11
br label %54
101: ; preds = %54
br label %102
102: ; preds = %101
%103 = load i32, i32* %10
%104 = add nsw i32 %103, 1
store i32 %104, i32* %10
br label %49
105: ; preds = %49
br label %106
106: ; preds = %105
%107 = load i32, i32* %9
%108 = add nsw i32 %107, 1
store i32 %108, i32* %9
br label %44
109: ; preds = %44
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @quant_inter_differences(i32* nocapture %0, i32 %1, i32 %2, i32* nocapture writeonly %3) {
%5 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %5, label %6, label %60
6: ; preds = %4
%7 = zext i32 %1 to i64
%8 = and i64 %7, 1
%9 = icmp eq i32 %1, 1
br i1 %9, label %45, label %10
10: ; preds = %6
%11 = and i64 %7, 4294967294
br label %12
12: ; preds = %12, %10
%13 = phi i64 [ 0, %10 ], [ %40, %12 ]
%14 = phi i64 [ 0, %10 ], [ %41, %12 ]
%15 = mul nuw nsw i64 %13, 3
%16 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %15
%17 = load i32, i32* %16
%18 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 %15
store i32 %17, i32* %18
%19 = or i64 %15, 1
%20 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %19
%21 = load i32, i32* %20
%22 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 %19
store i32 %21, i32* %22
%23 = add nuw nsw i64 %15, 2
%24 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %23
%25 = load i32, i32* %24
%26 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 %23
store i32 %25, i32* %26
%27 = or i64 %13, 1
%28 = mul nuw nsw i64 %27, 3
%29 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %28
%30 = load i32, i32* %29
%31 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 %28
store i32 %30, i32* %31
%32 = add nuw nsw i64 %28, 1
%33 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %32
%34 = load i32, i32* %33
%35 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 %32
store i32 %34, i32* %35
%36 = add nuw nsw i64 %28, 2
%37 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %36
%38 = load i32, i32* %37
%39 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 %36
store i32 %38, i32* %39
%40 = add nuw nsw i64 %13, 2
%41 = add i64 %14, 2
%42 = icmp eq i64 %41, %11
br i1 %42, label %43, label %12
43: ; preds = %12
%44 = mul i64 %40, 3
br label %45
45: ; preds = %43, %6
%46 = phi i64 [ 0, %6 ], [ %44, %43 ]
%47 = icmp eq i64 %8, 0
br i1 %47, label %60, label %48
48: ; preds = %45
%49 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %46
%50 = load i32, i32* %49
%51 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 %46
store i32 %50, i32* %51
%52 = add nuw nsw i64 %46, 1
%53 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %52
%54 = load i32, i32* %53
%55 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 %52
store i32 %54, i32* %55
%56 = add nuw nsw i64 %46, 2
%57 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %56
%58 = load i32, i32* %57
%59 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 %56
store i32 %58, i32* %59
br label %60
60: ; preds = %48, %45, %4
%61 = icmp sgt i32 %2, 1
br i1 %61, label %62, label %114
62: ; preds = %60
%63 = mul i32 %1, 3
%64 = zext i32 %1 to i64
br label %65
65: ; preds = %62, %111
%66 = phi i32 [ 1, %62 ], [ %112, %111 ]
br i1 %5, label %67, label %111
67: ; preds = %65
%68 = mul i32 %63, %66
%69 = add nsw i32 %66, -1
%70 = mul i32 %63, %69
br label %71
71: ; preds = %67, %71
%72 = phi i64 [ 0, %67 ], [ %109, %71 ]
%73 = mul nuw nsw i64 %72, 3
%74 = trunc i64 %73 to i32
%75 = add i32 %68, %74
%76 = sext i32 %75 to i64
%77 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %76
%78 = load i32, i32* %77
%79 = add i32 %70, %74
%80 = sext i32 %79 to i64
%81 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %80
%82 = load i32, i32* %81
%83 = sub nsw i32 %78, %82
%84 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 %76
store i32 %83, i32* %84
%85 = trunc i64 %73 to i32
%86 = add i32 %85, 1
%87 = add i32 %86, %68
%88 = sext i32 %87 to i64
%89 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %88
%90 = load i32, i32* %89
%91 = add i32 %86, %70
%92 = sext i32 %91 to i64
%93 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %92
%94 = load i32, i32* %93
%95 = sub nsw i32 %90, %94
%96 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 %88
store i32 %95, i32* %96
%97 = trunc i64 %73 to i32
%98 = add i32 %97, 2
%99 = add i32 %98, %68
%100 = sext i32 %99 to i64
%101 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %100
%102 = load i32, i32* %101
%103 = add i32 %98, %70
%104 = sext i32 %103 to i64
%105 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %104
%106 = load i32, i32* %105
%107 = sub nsw i32 %102, %106
%108 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 %100
store i32 %107, i32* %108
%109 = add nuw nsw i64 %72, 1
%110 = icmp eq i64 %109, %64
br i1 %110, label %111, label %71
111: ; preds = %71, %65
%112 = add nuw nsw i32 %66, 1
%113 = icmp eq i32 %112, %2
br i1 %113, label %114, label %65
114: ; preds = %111, %60
ret void
}