void gradient(int *m, int *n, double *f, double *binsize, double *g) {
  int k, j;
  double *g_ptr, *f_ptr;
  g_ptr = g;
  f_ptr = f;
  for (k = 0; k < *n; k++) {
    g_ptr[0] = (f_ptr[1] - f_ptr[0]) / *binsize;
    g_ptr[*m - 1] = (f_ptr[*m - 1] - f_ptr[*m - 2]) / *binsize;
    g_ptr += *m;
    f_ptr += *m;
  }
  g_ptr = g;
  f_ptr = f;
  for (k = 0; k < *n; k++) {
    for (j = 1; j < *m - 1; j++)
      g_ptr[j] = (f_ptr[j + 1] - f_ptr[j - 1]) / (2.0 * *binsize);
    g_ptr += *m;
    f_ptr += *m;
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<gradient>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
mov    %r8,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
cmp    (%rcx),%eax
jge    11e4 <gradient+0xe4>
mov    -0x40(%rbp),%rax
movsd  0x8(%rax),%xmm0
mov    -0x40(%rbp),%rax
subsd  (%rax),%xmm0
mov    -0x20(%rbp),%rax
divsd  (%rax),%xmm0
mov    -0x38(%rbp),%rax
movsd  %xmm0,(%rax)
mov    -0x40(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
mov    (%rcx),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x40(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
mov    (%rcx),%ecx
sub    $0x2,%ecx
movslq %ecx,%rcx
subsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x20(%rbp),%rax
divsd  (%rax),%xmm0
mov    -0x38(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
mov    (%rcx),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    (%rax),%ecx
mov    -0x38(%rbp),%rax
movslq %ecx,%rcx
shl    $0x3,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    (%rax),%ecx
mov    -0x40(%rbp),%rax
movslq %ecx,%rcx
shl    $0x3,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    112f <gradient+0x2f>
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
cmp    (%rcx),%eax
jge    12b6 <gradient+0x1b6>
movl   $0x1,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
mov    (%rcx),%ecx
sub    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    1278 <gradient+0x178>
mov    -0x40(%rbp),%rax
mov    -0x30(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x40(%rbp),%rax
mov    -0x30(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
subsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x20(%rbp),%rax
movsd  0xdab(%rip),%xmm1
mulsd  (%rax),%xmm1
divsd  %xmm1,%xmm0
mov    -0x38(%rbp),%rax
movslq -0x30(%rbp),%rcx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x30(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
jmp    1211 <gradient+0x111>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    (%rax),%ecx
mov    -0x38(%rbp),%rax
movslq %ecx,%rcx
shl    $0x3,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    (%rax),%ecx
mov    -0x40(%rbp),%rax
movslq %ecx,%rcx
shl    $0x3,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    11fb <gradient+0xfb>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<gradient>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
mov    (%rsi),%r11d
test   %r11d,%r11d
jle    1383 <gradient+0x283>
mov    %rdx,%r14
movslq (%rdi),%rsi
lea    0x0(,%rsi,8),%rax
lea    (%rdx,%rsi,8),%rdx
add    $0xfffffffffffffff8,%rdx
lea    (%r8,%rsi,8),%rsi
add    $0xfffffffffffffff8,%rsi
xor    %ebp,%ebp
mov    %r11d,%ebx
nopl   0x0(%rax)
movsd  0x8(%r14,%rbp,1),%xmm0
subsd  (%r14,%rbp,1),%xmm0
divsd  (%rcx),%xmm0
movsd  %xmm0,(%r8,%rbp,1)
movsd  (%rdx,%rbp,1),%xmm0
subsd  -0x8(%rdx,%rbp,1),%xmm0
divsd  (%rcx),%xmm0
movsd  %xmm0,(%rsi,%rbp,1)
add    %rax,%rbp
add    $0xffffffff,%ebx
jne    1140 <gradient+0x40>
test   %r11d,%r11d
jle    1383 <gradient+0x283>
movslq (%rdi),%r12
lea    -0x1(%r12),%edi
lea    0x1(%rdi),%rax
mov    %rax,-0x10(%rsp)
lea    0x8(%rcx),%rax
mov    %rax,-0x18(%rsp)
lea    -0x1(%rdi),%r13
mov    %r13,%r15
and    $0xfffffffffffffffe,%r15
mov    %r13,%rax
or     $0x1,%rax
mov    %rax,-0x20(%rsp)
mov    %rdi,%rax
neg    %rax
mov    %rax,-0x8(%rsp)
lea    0x0(,%r12,8),%rbx
xor    %ebp,%ebp
mov    %r8,%rsi
mov    %r14,%rdx
mov    %r11d,-0x44(%rsp)
mov    %r8,-0x28(%rsp)
mov    %r12,-0x30(%rsp)
mov    %r13,-0x38(%rsp)
mov    %rbx,-0x40(%rsp)
jmp    1203 <gradient+0x103>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
add    %rbx,%rsi
add    %rbx,%rdx
add    $0x1,%rbp
cmp    %r11d,%ebp
je     1383 <gradient+0x283>
cmp    $0x3,%r12d
jl     11f0 <gradient+0xf0>
mov    $0x1,%r10d
cmp    $0x2,%r13
jae    12b0 <gradient+0x1b0>
mov    %r10,%r9
test   $0x1,%dil
jne    1246 <gradient+0x146>
lea    0x1(%r10),%r9
movsd  0x8(%rdx,%r10,8),%xmm0
subsd  -0x8(%rdx,%r10,8),%xmm0
movsd  (%rcx),%xmm1
addsd  %xmm1,%xmm1
divsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,(%rsi,%r10,8)
not    %r10
cmp    -0x8(%rsp),%r10
je     11f0 <gradient+0xf0>
movsd  0x8(%rdx,%r9,8),%xmm0
subsd  -0x8(%rdx,%r9,8),%xmm0
movsd  (%rcx),%xmm1
addsd  %xmm1,%xmm1
divsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,(%rsi,%r9,8)
movsd  0x10(%rdx,%r9,8),%xmm0
subsd  (%rdx,%r9,8),%xmm0
movsd  (%rcx),%xmm1
addsd  %xmm1,%xmm1
divsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,0x8(%rsi,%r9,8)
lea    0x2(%r9),%rax
mov    %rax,%r9
cmp    %rax,%rdi
jne    1250 <gradient+0x150>
jmp    11f0 <gradient+0xf0>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %rbp,%rax
imul   %r12,%rax
lea    (%rax,%rdi,1),%r9
mov    -0x10(%rsp),%rbx
lea    (%rbx,%rax,1),%r11
lea    (%r8,%rax,8),%r12
add    $0x8,%r12
lea    (%r8,%r9,8),%r9
lea    (%r14,%r11,8),%rax
cmp    %rax,%r12
setb   %r11b
cmp    %r9,%rdx
setb   %r13b
cmp    -0x18(%rsp),%r12
setb   %al
cmp    %rcx,%r9
seta   %r9b
test   %r13b,%r11b
jne    1365 <gradient+0x265>
and    %r9b,%al
mov    -0x44(%rsp),%r11d
mov    -0x28(%rsp),%r8
mov    -0x30(%rsp),%r12
mov    -0x38(%rsp),%r13
mov    -0x40(%rsp),%rbx
jne    1219 <gradient+0x119>
movsd  (%rcx),%xmm0
addsd  %xmm0,%xmm0
unpcklpd %xmm0,%xmm0
xor    %eax,%eax
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
movupd (%rdx,%rax,8),%xmm1
movupd 0x10(%rdx,%rax,8),%xmm2
subpd  %xmm1,%xmm2
divpd  %xmm0,%xmm2
movupd %xmm2,0x8(%rsi,%rax,8)
add    $0x2,%rax
cmp    %rax,%r15
jne    1330 <gradient+0x230>
mov    -0x20(%rsp),%r10
cmp    %r15,%r13
je     11f0 <gradient+0xf0>
jmp    1219 <gradient+0x119>
mov    -0x44(%rsp),%r11d
mov    -0x28(%rsp),%r8
mov    -0x30(%rsp),%r12
mov    -0x38(%rsp),%r13
mov    -0x40(%rsp),%rbx
jmp    1219 <gradient+0x119>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @gradient(i32* %0, i32* %1, double* %2, double* %3, double* %4) {
%6 = alloca i32*
%7 = alloca i32*
%8 = alloca double*
%9 = alloca double*
%10 = alloca double*
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
%13 = alloca double*
%14 = alloca double*
store i32* %0, i32** %6
store i32* %1, i32** %7
store double* %2, double** %8
store double* %3, double** %9
store double* %4, double** %10
%15 = load double*, double** %10
store double* %15, double** %13
%16 = load double*, double** %8
store double* %16, double** %14
store i32 0, i32* %11
br label %17
17: ; preds = %69, %5
%18 = load i32, i32* %11
%19 = load i32*, i32** %7
%20 = load i32, i32* %19
%21 = icmp slt i32 %18, %20
br i1 %21, label %22, label %72
22: ; preds = %17
%23 = load double*, double** %14
%24 = getelementptr inbounds double, double* %23, i64 1
%25 = load double, double* %24
%26 = load double*, double** %14
%27 = getelementptr inbounds double, double* %26, i64 0
%28 = load double, double* %27
%29 = fsub double %25, %28
%30 = load double*, double** %9
%31 = load double, double* %30
%32 = fdiv double %29, %31
%33 = load double*, double** %13
%34 = getelementptr inbounds double, double* %33, i64 0
store double %32, double* %34
%35 = load double*, double** %14
%36 = load i32*, i32** %6
%37 = load i32, i32* %36
%38 = sub nsw i32 %37, 1
%39 = sext i32 %38 to i64
%40 = getelementptr inbounds double, double* %35, i64 %39
%41 = load double, double* %40
%42 = load double*, double** %14
%43 = load i32*, i32** %6
%44 = load i32, i32* %43
%45 = sub nsw i32 %44, 2
%46 = sext i32 %45 to i64
%47 = getelementptr inbounds double, double* %42, i64 %46
%48 = load double, double* %47
%49 = fsub double %41, %48
%50 = load double*, double** %9
%51 = load double, double* %50
%52 = fdiv double %49, %51
%53 = load double*, double** %13
%54 = load i32*, i32** %6
%55 = load i32, i32* %54
%56 = sub nsw i32 %55, 1
%57 = sext i32 %56 to i64
%58 = getelementptr inbounds double, double* %53, i64 %57
store double %52, double* %58
%59 = load i32*, i32** %6
%60 = load i32, i32* %59
%61 = load double*, double** %13
%62 = sext i32 %60 to i64
%63 = getelementptr inbounds double, double* %61, i64 %62
store double* %63, double** %13
%64 = load i32*, i32** %6
%65 = load i32, i32* %64
%66 = load double*, double** %14
%67 = sext i32 %65 to i64
%68 = getelementptr inbounds double, double* %66, i64 %67
store double* %68, double** %14
br label %69
69: ; preds = %22
%70 = load i32, i32* %11
%71 = add nsw i32 %70, 1
store i32 %71, i32* %11
br label %17
72: ; preds = %17
%73 = load double*, double** %10
store double* %73, double** %13
%74 = load double*, double** %8
store double* %74, double** %14
store i32 0, i32* %11
br label %75
75: ; preds = %123, %72
%76 = load i32, i32* %11
%77 = load i32*, i32** %7
%78 = load i32, i32* %77
%79 = icmp slt i32 %76, %78
br i1 %79, label %80, label %126
80: ; preds = %75
store i32 1, i32* %12
br label %81
81: ; preds = %109, %80
%82 = load i32, i32* %12
%83 = load i32*, i32** %6
%84 = load i32, i32* %83
%85 = sub nsw i32 %84, 1
%86 = icmp slt i32 %82, %85
br i1 %86, label %87, label %112
87: ; preds = %81
%88 = load double*, double** %14
%89 = load i32, i32* %12
%90 = add nsw i32 %89, 1
%91 = sext i32 %90 to i64
%92 = getelementptr inbounds double, double* %88, i64 %91
%93 = load double, double* %92
%94 = load double*, double** %14
%95 = load i32, i32* %12
%96 = sub nsw i32 %95, 1
%97 = sext i32 %96 to i64
%98 = getelementptr inbounds double, double* %94, i64 %97
%99 = load double, double* %98
%100 = fsub double %93, %99
%101 = load double*, double** %9
%102 = load double, double* %101
%103 = fmul double 2.000000e+00, %102
%104 = fdiv double %100, %103
%105 = load double*, double** %13
%106 = load i32, i32* %12
%107 = sext i32 %106 to i64
%108 = getelementptr inbounds double, double* %105, i64 %107
store double %104, double* %108
br label %109
109: ; preds = %87
%110 = load i32, i32* %12
%111 = add nsw i32 %110, 1
store i32 %111, i32* %12
br label %81
112: ; preds = %81
%113 = load i32*, i32** %6
%114 = load i32, i32* %113
%115 = load double*, double** %13
%116 = sext i32 %114 to i64
%117 = getelementptr inbounds double, double* %115, i64 %116
store double* %117, double** %13
%118 = load i32*, i32** %6
%119 = load i32, i32* %118
%120 = load double*, double** %14
%121 = sext i32 %119 to i64
%122 = getelementptr inbounds double, double* %120, i64 %121
store double* %122, double** %14
br label %123
123: ; preds = %112
%124 = load i32, i32* %11
%125 = add nsw i32 %124, 1
store i32 %125, i32* %11
br label %75
126: ; preds = %75
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @gradient(i32* nocapture %0, i32* nocapture %1, double* nocapture %2, double* nocapture %3, double* nocapture writeonly %4) {
%6 = load i32, i32* %1
%7 = icmp sgt i32 %6, 0
br i1 %7, label %8, label %145
8: ; preds = %5
%9 = load i32, i32* %0
%10 = add nsw i32 %9, -1
%11 = sext i32 %10 to i64
%12 = add nsw i32 %9, -2
%13 = sext i32 %12 to i64
%14 = sext i32 %9 to i64
br label %32
15: ; preds = %32
br i1 %7, label %16, label %145
16: ; preds = %15
%17 = load i32, i32* %0
%18 = add i32 %17, -1
%19 = icmp sgt i32 %17, 2
%20 = sext i32 %17 to i64
%21 = zext i32 %18 to i64
%22 = add nuw nsw i64 %21, 1
%23 = getelementptr double, double* %3, i64 1
%24 = add nsw i64 %21, -1
%25 = icmp ult i64 %24, 2
%26 = and i64 %24, -2
%27 = or i64 %24, 1
%28 = icmp eq i64 %24, %26
%29 = and i64 %21, 1
%30 = icmp eq i64 %29, 0
%31 = sub nsw i64 0, %21
br label %54
32: ; preds = %8, %32
%33 = phi double* [ %2, %8 ], [ %51, %32 ]
%34 = phi double* [ %4, %8 ], [ %50, %32 ]
%35 = phi i32 [ 0, %8 ], [ %52, %32 ]
%36 = getelementptr inbounds double, double* %33, i64 1
%37 = load double, double* %36
%38 = load double, double* %33
%39 = fsub double %37, %38
%40 = load double, double* %3
%41 = fdiv double %39, %40
store double %41, double* %34
%42 = getelementptr inbounds double, double* %33, i64 %11
%43 = load double, double* %42
%44 = getelementptr inbounds double, double* %33, i64 %13
%45 = load double, double* %44
%46 = fsub double %43, %45
%47 = load double, double* %3
%48 = fdiv double %46, %47
%49 = getelementptr inbounds double, double* %34, i64 %11
store double %48, double* %49
%50 = getelementptr inbounds double, double* %34, i64 %14
%51 = getelementptr inbounds double, double* %33, i64 %14
%52 = add nuw nsw i32 %35, 1
%53 = icmp eq i32 %52, %6
br i1 %53, label %15, label %32
54: ; preds = %16, %139
%55 = phi i64 [ 0, %16 ], [ %144, %139 ]
%56 = phi double* [ %2, %16 ], [ %141, %139 ]
%57 = phi double* [ %4, %16 ], [ %140, %139 ]
%58 = phi i32 [ 0, %16 ], [ %142, %139 ]
%59 = mul i64 %55, %20
%60 = add i64 %59, 1
%61 = getelementptr double, double* %4, i64 %60
%62 = add i64 %59, %21
%63 = getelementptr double, double* %4, i64 %62
%64 = add i64 %22, %59
%65 = getelementptr double, double* %2, i64 %64
br i1 %19, label %66, label %139
66: ; preds = %54
br i1 %25, label %97, label %67
67: ; preds = %66
%68 = icmp ult double* %61, %65
%69 = icmp ult double* %56, %63
%70 = and i1 %68, %69
%71 = icmp ult double* %61, %23
%72 = icmp ugt double* %63, %3
%73 = and i1 %71, %72
%74 = or i1 %70, %73
br i1 %74, label %97, label %75
75: ; preds = %67
%76 = load double, double* %3
%77 = insertelement <2 x double> poison, double %76, i64 0
%78 = fmul <2 x double> %77, <double 2.000000e+00, double poison>
%79 = shufflevector <2 x double> %78, <2 x double> poison, <2 x i32> zeroinitializer
br label %80
80: ; preds = %80, %75
%81 = phi i64 [ 0, %75 ], [ %94, %80 ]
%82 = or i64 %81, 1
%83 = add i64 %81, 2
%84 = getelementptr inbounds double, double* %56, i64 %83
%85 = bitcast double* %84 to <2 x double>*
%86 = load <2 x double>, <2 x double>* %85
%87 = getelementptr inbounds double, double* %56, i64 %81
%88 = bitcast double* %87 to <2 x double>*
%89 = load <2 x double>, <2 x double>* %88
%90 = fsub <2 x double> %86, %89
%91 = fdiv <2 x double> %90, %79
%92 = getelementptr inbounds double, double* %57, i64 %82
%93 = bitcast double* %92 to <2 x double>*
store <2 x double> %91, <2 x double>* %93
%94 = add nuw i64 %81, 2
%95 = icmp eq i64 %94, %26
br i1 %95, label %96, label %80
96: ; preds = %80
br i1 %28, label %139, label %97
97: ; preds = %67, %66, %96
%98 = phi i64 [ 1, %67 ], [ 1, %66 ], [ %27, %96 ]
%99 = xor i64 %98, -1
br i1 %30, label %100, label %112
100: ; preds = %97
%101 = add nuw nsw i64 %98, 1
%102 = getelementptr inbounds double, double* %56, i64 %101
%103 = load double, double* %102
%104 = add nsw i64 %98, -1
%105 = getelementptr inbounds double, double* %56, i64 %104
%106 = load double, double* %105
%107 = fsub double %103, %106
%108 = load double, double* %3
%109 = fmul double %108, 2.000000e+00
%110 = fdiv double %107, %109
%111 = getelementptr inbounds double, double* %57, i64 %98
store double %110, double* %111
br label %112
112: ; preds = %100, %97
%113 = phi i64 [ %98, %97 ], [ %101, %100 ]
%114 = icmp eq i64 %99, %31
br i1 %114, label %139, label %115
115: ; preds = %112, %115
%116 = phi i64 [ %128, %115 ], [ %113, %112 ]
%117 = add nuw nsw i64 %116, 1
%118 = getelementptr inbounds double, double* %56, i64 %117
%119 = load double, double* %118
%120 = add nsw i64 %116, -1
%121 = getelementptr inbounds double, double* %56, i64 %120
%122 = load double, double* %121
%123 = fsub double %119, %122
%124 = load double, double* %3
%125 = fmul double %124, 2.000000e+00
%126 = fdiv double %123, %125
%127 = getelementptr inbounds double, double* %57, i64 %116
store double %126, double* %127
%128 = add nuw nsw i64 %116, 2
%129 = getelementptr inbounds double, double* %56, i64 %128
%130 = load double, double* %129
%131 = getelementptr inbounds double, double* %56, i64 %116
%132 = load double, double* %131
%133 = fsub double %130, %132
%134 = load double, double* %3
%135 = fmul double %134, 2.000000e+00
%136 = fdiv double %133, %135
%137 = getelementptr inbounds double, double* %57, i64 %117
store double %136, double* %137
%138 = icmp eq i64 %128, %21
br i1 %138, label %139, label %115
139: ; preds = %112, %115, %96, %54
%140 = getelementptr inbounds double, double* %57, i64 %20
%141 = getelementptr inbounds double, double* %56, i64 %20
%142 = add nuw nsw i32 %58, 1
%143 = icmp eq i32 %142, %6
%144 = add i64 %55, 1
br i1 %143, label %145, label %54
145: ; preds = %139, %5, %15
ret void
}