void tridiff(double outmat[], double inmat[], double x[4], int shapeout[3],
             int shapein[3], int dim, double spacing) {
  int x0, x1, x2, idx, gap, gap0, gap1, ixin, ixout, x0lim, x1lim, x2lim;
  x0lim = shapeout[0];
  x1lim = shapeout[1];
  x2lim = shapeout[2];
  ixout = 0;
  if (dim == 0) {
    gap = 1;
  } else if (dim == 1) {
    gap = shapein[0];
  } else {
    gap = shapein[0] * shapein[1];
  }
  gap0 = shapein[0] - x0lim;
  gap1 = (shapein[1] - x1lim) * shapein[0];
  ixin = (gap0 + gap1 + (shapein[0] * shapein[1]) * (shapein[2] - x2lim)) / 2;
  for (x2 = 0; x2 < x2lim; x2++) {
    for (x1 = 0; x1 < x1lim; x1++) {
      for (x0 = 0; x0 < x0lim; x0++) {
        idx = ixin / gap % 4;
        outmat[ixout] = spacing * (inmat[ixin + gap] - inmat[ixin - gap]) /
                        (x[idx + 1] - x[idx - 1]);
        ixout++;
        ixin++;
      }
      ixin = ixin + gap0;
    }
    ixin = ixin + gap1;
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<tridiff>:
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    %r9d,-0x2c(%rbp)
movsd  %xmm0,-0x38(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    (%rax),%eax
mov    %eax,-0x60(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    0x4(%rax),%eax
mov    %eax,-0x64(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    0x8(%rax),%eax
mov    %eax,-0x68(%rbp)
movl   $0x0,-0x5c(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x2c(%rbp)
jne    115b <tridiff+0x5b>
movl   $0x1,-0x4c(%rbp)
jmp    1189 <tridiff+0x89>
cmpl   $0x1,-0x2c(%rbp)
jne    1173 <tridiff+0x73>
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    (%rax),%eax
mov    %eax,-0x4c(%rbp)
jmp    1184 <tridiff+0x84>
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    (%rax),%eax
mov    -0x28(%rbp),%rcx
imul   0x4(%rcx),%eax
mov    %eax,-0x4c(%rbp)
jmp    1189 <tridiff+0x89>
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    (%rax),%eax
sub    -0x60(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x50(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    0x4(%rax),%eax
sub    -0x64(%rbp),%eax
mov    -0x28(%rbp),%rcx
imul   (%rcx),%eax
mov    %eax,-0x54(%rbp)
mov    -0x50(%rbp),%eax
add    -0x54(%rbp),%eax
mov    -0x28(%rbp),%rcx
mov    (%rcx),%ecx
mov    -0x28(%rbp),%rdx
imul   0x4(%rdx),%ecx
mov    -0x28(%rbp),%rdx
mov    0x8(%rdx),%edx
sub    -0x68(%rbp),%edx
imul   %edx,%ecx
add    %ecx,%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x58(%rbp)
movl   $0x0,-0x44(%rbp)
mov    -0x44(%rbp),%eax
cmp    -0x68(%rbp),%eax
jge    12d2 <tridiff+0x1d2>
movl   $0x0,-0x40(%rbp)
mov    -0x40(%rbp),%eax
cmp    -0x64(%rbp),%eax
jge    12bb <tridiff+0x1bb>
movl   $0x0,-0x3c(%rbp)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
cmp    -0x60(%rbp),%eax
jge    12a4 <tridiff+0x1a4>
mov    -0x58(%rbp),%eax
cltd
idivl  -0x4c(%rbp)
mov    $0x4,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %edx,-0x48(%rbp)
movsd  -0x38(%rbp),%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x58(%rbp),%ecx
add    -0x4c(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm1
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x58(%rbp),%ecx
sub    -0x4c(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
subsd  (%rax,%rcx,8),%xmm1
mulsd  %xmm1,%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x48(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm1
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x48(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
subsd  (%rax,%rcx,8),%xmm1
divsd  %xmm1,%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x5c(%rbp),%rcx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x5c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x5c(%rbp)
mov    -0x58(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x58(%rbp)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
jmp    1204 <tridiff+0x104>
mov    -0x58(%rbp),%eax
add    -0x50(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x58(%rbp)
mov    -0x40(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x40(%rbp)
jmp    11f1 <tridiff+0xf1>
mov    -0x58(%rbp),%eax
add    -0x54(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x58(%rbp)
mov    -0x44(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x44(%rbp)
jmp    11de <tridiff+0xde>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<tridiff>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
mov    %rdx,%r10
mov    %rsi,-0x30(%rsp)
mov    %rdi,-0x8(%rsp)
mov    0x8(%rcx),%eax
mov    %eax,-0x34(%rsp)
cmp    $0x1,%r9d
je     113e <tridiff+0x3e>
test   %r9d,%r9d
jne    1150 <tridiff+0x50>
mov    (%r8),%eax
mov    $0x1,%r9d
cmpl   $0x0,-0x34(%rsp)
jg     1166 <tridiff+0x66>
jmp    1293 <tridiff+0x193>
mov    (%r8),%eax
mov    %eax,%r9d
cmpl   $0x0,-0x34(%rsp)
jg     1166 <tridiff+0x66>
jmp    1293 <tridiff+0x193>
mov    (%r8),%eax
mov    0x4(%r8),%r9d
imul   %eax,%r9d
cmpl   $0x0,-0x34(%rsp)
jle    1293 <tridiff+0x193>
mov    (%rcx),%ebx
mov    0x4(%rcx),%ebp
mov    %eax,%r14d
sub    %ebx,%r14d
mov    0x4(%r8),%ecx
mov    %ecx,%edx
sub    %ebp,%edx
imul   %eax,%edx
mov    %rdx,-0x28(%rsp)
add    %r14d,%edx
imul   %eax,%ecx
mov    0x8(%r8),%eax
sub    -0x34(%rsp),%eax
imul   %ecx,%eax
add    %edx,%eax
mov    %eax,%ecx
shr    $0x1f,%ecx
add    %eax,%ecx
sar    %ecx
movslq %r9d,%rax
mov    %rax,-0x10(%rsp)
lea    0x0(,%rax,8),%rax
mov    -0x30(%rsp),%rdx
sub    %rax,%rdx
mov    %rdx,-0x18(%rsp)
xor    %eax,%eax
xor    %r11d,%r11d
jmp    11e6 <tridiff+0xe6>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    -0x28(%rsp),%ecx
mov    -0x20(%rsp),%rax
add    $0x1,%eax
cmp    -0x34(%rsp),%eax
je     1293 <tridiff+0x193>
mov    %rax,-0x20(%rsp)
test   %ebp,%ebp
jle    11d0 <tridiff+0xd0>
xor    %r15d,%r15d
jmp    120c <tridiff+0x10c>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
add    %r14d,%ecx
add    $0x1,%r15d
cmp    %ebp,%r15d
je     11d0 <tridiff+0xd0>
test   %ebx,%ebx
jle    1200 <tridiff+0x100>
movslq %r11d,%rax
movslq %ecx,%rdx
mov    %edx,%r13d
mov    -0x10(%rsp),%rsi
add    %rdx,%rsi
mov    -0x30(%rsp),%rdi
lea    (%rdi,%rsi,8),%rsi
mov    -0x18(%rsp),%rdi
lea    (%rdi,%rdx,8),%rdi
mov    -0x8(%rsp),%rdx
lea    (%rdx,%rax,8),%r12
xor    %r8d,%r8d
nop
lea    (%r8,%r13,1),%eax
cltd
idiv   %r9d
lea    0x3(%rax),%edx
test   %eax,%eax
cmovns %eax,%edx
and    $0xfffffffc,%edx
sub    %edx,%eax
movsd  (%rsi,%r8,8),%xmm1
subsd  (%rdi,%r8,8),%xmm1
mulsd  %xmm0,%xmm1
cltq
movsd  0x8(%r10,%rax,8),%xmm2
subsd  -0x8(%r10,%rax,8),%xmm2
divsd  %xmm2,%xmm1
movsd  %xmm1,(%r12,%r8,8)
add    $0x1,%r8
cmp    %r8d,%ebx
jne    1240 <tridiff+0x140>
add    %r8d,%ecx
add    %r8d,%r11d
jmp    1200 <tridiff+0x100>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @tridiff(double* %0, double* %1, double* %2, i32* %3, i32* %4, i32 %5, double %6) {
%8 = alloca double*
%9 = alloca double*
%10 = alloca double*
%11 = alloca i32*
%12 = alloca i32*
%13 = alloca i32
%14 = alloca double
%15 = alloca i32
%16 = alloca i32
%17 = alloca i32
%18 = alloca i32
%19 = alloca i32
%20 = alloca i32
%21 = alloca i32
%22 = alloca i32
%23 = alloca i32
%24 = alloca i32
%25 = alloca i32
%26 = alloca i32
store double* %0, double** %8
store double* %1, double** %9
store double* %2, double** %10
store i32* %3, i32** %11
store i32* %4, i32** %12
store i32 %5, i32* %13
store double %6, double* %14
%27 = load i32*, i32** %11
%28 = getelementptr inbounds i32, i32* %27, i64 0
%29 = load i32, i32* %28
store i32 %29, i32* %24
%30 = load i32*, i32** %11
%31 = getelementptr inbounds i32, i32* %30, i64 1
%32 = load i32, i32* %31
store i32 %32, i32* %25
%33 = load i32*, i32** %11
%34 = getelementptr inbounds i32, i32* %33, i64 2
%35 = load i32, i32* %34
store i32 %35, i32* %26
store i32 0, i32* %23
%36 = load i32, i32* %13
%37 = icmp eq i32 %36, 0
br i1 %37, label %38, label %39
38: ; preds = %7
store i32 1, i32* %19
br label %55
39: ; preds = %7
%40 = load i32, i32* %13
%41 = icmp eq i32 %40, 1
br i1 %41, label %42, label %46
42: ; preds = %39
%43 = load i32*, i32** %12
%44 = getelementptr inbounds i32, i32* %43, i64 0
%45 = load i32, i32* %44
store i32 %45, i32* %19
br label %54
46: ; preds = %39
%47 = load i32*, i32** %12
%48 = getelementptr inbounds i32, i32* %47, i64 0
%49 = load i32, i32* %48
%50 = load i32*, i32** %12
%51 = getelementptr inbounds i32, i32* %50, i64 1
%52 = load i32, i32* %51
%53 = mul nsw i32 %49, %52
store i32 %53, i32* %19
br label %54
54: ; preds = %46, %42
br label %55
55: ; preds = %54, %38
%56 = load i32*, i32** %12
%57 = getelementptr inbounds i32, i32* %56, i64 0
%58 = load i32, i32* %57
%59 = load i32, i32* %24
%60 = sub nsw i32 %58, %59
store i32 %60, i32* %20
%61 = load i32*, i32** %12
%62 = getelementptr inbounds i32, i32* %61, i64 1
%63 = load i32, i32* %62
%64 = load i32, i32* %25
%65 = sub nsw i32 %63, %64
%66 = load i32*, i32** %12
%67 = getelementptr inbounds i32, i32* %66, i64 0
%68 = load i32, i32* %67
%69 = mul nsw i32 %65, %68
store i32 %69, i32* %21
%70 = load i32, i32* %20
%71 = load i32, i32* %21
%72 = add nsw i32 %70, %71
%73 = load i32*, i32** %12
%74 = getelementptr inbounds i32, i32* %73, i64 0
%75 = load i32, i32* %74
%76 = load i32*, i32** %12
%77 = getelementptr inbounds i32, i32* %76, i64 1
%78 = load i32, i32* %77
%79 = mul nsw i32 %75, %78
%80 = load i32*, i32** %12
%81 = getelementptr inbounds i32, i32* %80, i64 2
%82 = load i32, i32* %81
%83 = load i32, i32* %26
%84 = sub nsw i32 %82, %83
%85 = mul nsw i32 %79, %84
%86 = add nsw i32 %72, %85
%87 = sdiv i32 %86, 2
store i32 %87, i32* %22
store i32 0, i32* %17
br label %88
88: ; preds = %160, %55
%89 = load i32, i32* %17
%90 = load i32, i32* %26
%91 = icmp slt i32 %89, %90
br i1 %91, label %92, label %163
92: ; preds = %88
store i32 0, i32* %16
br label %93
93: ; preds = %153, %92
%94 = load i32, i32* %16
%95 = load i32, i32* %25
%96 = icmp slt i32 %94, %95
br i1 %96, label %97, label %156
97: ; preds = %93
store i32 0, i32* %15
br label %98
98: ; preds = %146, %97
%99 = load i32, i32* %15
%100 = load i32, i32* %24
%101 = icmp slt i32 %99, %100
br i1 %101, label %102, label %149
102: ; preds = %98
%103 = load i32, i32* %22
%104 = load i32, i32* %19
%105 = sdiv i32 %103, %104
%106 = srem i32 %105, 4
store i32 %106, i32* %18
%107 = load double, double* %14
%108 = load double*, double** %9
%109 = load i32, i32* %22
%110 = load i32, i32* %19
%111 = add nsw i32 %109, %110
%112 = sext i32 %111 to i64
%113 = getelementptr inbounds double, double* %108, i64 %112
%114 = load double, double* %113
%115 = load double*, double** %9
%116 = load i32, i32* %22
%117 = load i32, i32* %19
%118 = sub nsw i32 %116, %117
%119 = sext i32 %118 to i64
%120 = getelementptr inbounds double, double* %115, i64 %119
%121 = load double, double* %120
%122 = fsub double %114, %121
%123 = fmul double %107, %122
%124 = load double*, double** %10
%125 = load i32, i32* %18
%126 = add nsw i32 %125, 1
%127 = sext i32 %126 to i64
%128 = getelementptr inbounds double, double* %124, i64 %127
%129 = load double, double* %128
%130 = load double*, double** %10
%131 = load i32, i32* %18
%132 = sub nsw i32 %131, 1
%133 = sext i32 %132 to i64
%134 = getelementptr inbounds double, double* %130, i64 %133
%135 = load double, double* %134
%136 = fsub double %129, %135
%137 = fdiv double %123, %136
%138 = load double*, double** %8
%139 = load i32, i32* %23
%140 = sext i32 %139 to i64
%141 = getelementptr inbounds double, double* %138, i64 %140
store double %137, double* %141
%142 = load i32, i32* %23
%143 = add nsw i32 %142, 1
store i32 %143, i32* %23
%144 = load i32, i32* %22
%145 = add nsw i32 %144, 1
store i32 %145, i32* %22
br label %146
146: ; preds = %102
%147 = load i32, i32* %15
%148 = add nsw i32 %147, 1
store i32 %148, i32* %15
br label %98
149: ; preds = %98
%150 = load i32, i32* %22
%151 = load i32, i32* %20
%152 = add nsw i32 %150, %151
store i32 %152, i32* %22
br label %153
153: ; preds = %149
%154 = load i32, i32* %16
%155 = add nsw i32 %154, 1
store i32 %155, i32* %16
br label %93
156: ; preds = %93
%157 = load i32, i32* %22
%158 = load i32, i32* %21
%159 = add nsw i32 %157, %158
store i32 %159, i32* %22
br label %160
160: ; preds = %156
%161 = load i32, i32* %17
%162 = add nsw i32 %161, 1
store i32 %162, i32* %17
br label %88
163: ; preds = %88
ret void
}

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