void a_to_aca(float *a, float *b, float *c, int p) {
  register float s, *ap, *a0;
  register int i, j;
  for (s = 1., ap = a, i = p; i--; ap++)
    s += *ap * *ap;
  *c = s;
  for (i = 1; i <= p; i++) {
    s = a[i - 1];
    for (a0 = a, ap = a + i, j = p - i; j--;)
      s += (*a0++ * *ap++);
    *b++ = 2. * s;
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<a_to_aca>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %ecx,-0x1c(%rbp)
movss  0xee5(%rip),%xmm0
movss  %xmm0,-0x20(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
mov    %eax,%ecx
add    $0xffffffff,%ecx
mov    %ecx,-0x34(%rbp)
cmp    $0x0,%eax
je     1175 <a_to_aca+0x75>
mov    -0x28(%rbp),%rax
movss  (%rax),%xmm0
mov    -0x28(%rbp),%rax
movss  (%rax),%xmm2
movss  -0x20(%rbp),%xmm1
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
movss  %xmm0,-0x20(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
add    $0x4,%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
jmp    112e <a_to_aca+0x2e>
movss  -0x20(%rbp),%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
movss  %xmm0,(%rax)
movl   $0x1,-0x34(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jg     125b <a_to_aca+0x15b>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x34(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
movss  %xmm0,-0x20(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x34(%rbp),%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
sub    -0x34(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x38(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%eax
mov    %eax,%ecx
add    $0xffffffff,%ecx
mov    %ecx,-0x38(%rbp)
cmp    $0x0,%eax
je     1221 <a_to_aca+0x121>
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    %rax,%rcx
add    $0x4,%rcx
mov    %rcx,-0x30(%rbp)
movss  (%rax),%xmm0
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    %rax,%rcx
add    $0x4,%rcx
mov    %rcx,-0x28(%rbp)
movss  (%rax),%xmm2
movss  -0x20(%rbp),%xmm1
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
movss  %xmm0,-0x20(%rbp)
jmp    11d0 <a_to_aca+0xd0>
movss  -0x20(%rbp),%xmm0
cvtss2sd %xmm0,%xmm1
movsd  0xdd6(%rip),%xmm0
mulsd  %xmm1,%xmm0
cvtsd2ss %xmm0,%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,%rcx
add    $0x4,%rcx
mov    %rcx,-0x10(%rbp)
movss  %xmm0,(%rax)
mov    -0x34(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
jmp    1189 <a_to_aca+0x89>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<a_to_aca>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
test   %ecx,%ecx
je     1154 <a_to_aca+0x54>
lea    -0x1(%rcx),%r8d
test   $0x3,%cl
je     115f <a_to_aca+0x5f>
mov    %ecx,%ebp
and    $0x3,%ebp
movss  0xedc(%rip),%xmm0
xor    %ebx,%ebx
mov    %rdi,%rax
nopl   0x0(%rax)
movss  (%rax),%xmm1
mulss  %xmm1,%xmm1
addss  %xmm1,%xmm0
add    $0x4,%rax
add    $0x1,%rbx
cmp    %ebx,%ebp
jne    1130 <a_to_aca+0x30>
mov    %ecx,%ebp
sub    %ebx,%ebp
cmp    $0x3,%r8d
jae    1172 <a_to_aca+0x72>
jmp    11bf <a_to_aca+0xbf>
movl   $0x3f800000,(%rdx)
jmp    12db <a_to_aca+0x1db>
movss  0xe99(%rip),%xmm0
mov    %ecx,%ebp
mov    %rdi,%rax
cmp    $0x3,%r8d
jb     11bf <a_to_aca+0xbf>
mov    %ebp,%ebp
xor    %ebx,%ebx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
movss  (%rax,%rbx,4),%xmm1
movss  0x4(%rax,%rbx,4),%xmm2
mulss  %xmm1,%xmm1
addss  %xmm0,%xmm1
mulss  %xmm2,%xmm2
addss  %xmm1,%xmm2
movss  0x8(%rax,%rbx,4),%xmm1
mulss  %xmm1,%xmm1
addss  %xmm2,%xmm1
movss  0xc(%rax,%rbx,4),%xmm0
mulss  %xmm0,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
add    $0x4,%rbx
cmp    %ebx,%ebp
jne    1180 <a_to_aca+0x80>
movss  %xmm0,(%rdx)
test   %ecx,%ecx
jle    12db <a_to_aca+0x1db>
lea    0x1(%rcx),%r10d
lea    -0x2(%rcx),%r9d
lea    0x4(%rdi),%r13
lea    0x3(%rcx),%r11d
mov    $0x1,%r12d
xor    %r14d,%r14d
jmp    1215 <a_to_aca+0x115>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
addss  %xmm0,%xmm0
movss  %xmm0,(%rsi)
add    $0x4,%rsi
add    $0x1,%r12
add    $0x1,%r14d
add    $0x4,%r13
add    $0x3,%r11b
cmp    %r10,%r12
je     12db <a_to_aca+0x1db>
movss  -0x4(%rdi,%r12,4),%xmm0
mov    %ecx,%ebp
sub    %r12d,%ebp
je     11f0 <a_to_aca+0xf0>
mov    %r9d,%r15d
sub    %r14d,%r15d
mov    %r8d,%eax
sub    %r14d,%eax
test   $0x3,%al
je     1270 <a_to_aca+0x170>
movzbl %r11b,%eax
and    $0x3,%eax
shl    $0x2,%rax
xor    %ebx,%ebx
movss  (%rdi,%rbx,1),%xmm1
mulss  0x0(%r13,%rbx,1),%xmm1
add    $0xffffffff,%ebp
addss  %xmm1,%xmm0
add    $0x4,%rbx
cmp    %ebx,%eax
jne    1240 <a_to_aca+0x140>
lea    (%rdi,%rbx,1),%rdx
add    %r13,%rbx
cmp    $0x3,%r15d
jb     11f0 <a_to_aca+0xf0>
jmp    1281 <a_to_aca+0x181>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
lea    (%rdi,%r12,4),%rbx
mov    %rdi,%rdx
cmp    $0x3,%r15d
jb     11f0 <a_to_aca+0xf0>
mov    %ebp,%ebp
xor    %eax,%eax
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
movss  (%rdx,%rax,4),%xmm1
movss  0x4(%rdx,%rax,4),%xmm2
mulss  (%rbx,%rax,4),%xmm1
mulss  0x4(%rbx,%rax,4),%xmm2
addss  %xmm0,%xmm1
movss  0x8(%rdx,%rax,4),%xmm3
mulss  0x8(%rbx,%rax,4),%xmm3
addss  %xmm1,%xmm2
movss  0xc(%rdx,%rax,4),%xmm0
mulss  0xc(%rbx,%rax,4),%xmm0
addss  %xmm2,%xmm3
addss  %xmm3,%xmm0
add    $0x4,%rax
cmp    %eax,%ebp
jne    1290 <a_to_aca+0x190>
jmp    11f0 <a_to_aca+0xf0>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @a_to_aca(float* %0, float* %1, float* %2, i32 %3) {
%5 = alloca float*
%6 = alloca float*
%7 = alloca float*
%8 = alloca i32
%9 = alloca float
%10 = alloca float*
%11 = alloca float*
%12 = alloca i32
%13 = alloca i32
store float* %0, float** %5
store float* %1, float** %6
store float* %2, float** %7
store i32 %3, i32* %8
store float 1.000000e+00, float* %9
%14 = load float*, float** %5
store float* %14, float** %10
%15 = load i32, i32* %8
store i32 %15, i32* %12
br label %16
16: ; preds = %27, %4
%17 = load i32, i32* %12
%18 = add nsw i32 %17, -1
store i32 %18, i32* %12
%19 = icmp ne i32 %17, 0
br i1 %19, label %20, label %30
20: ; preds = %16
%21 = load float*, float** %10
%22 = load float, float* %21
%23 = load float*, float** %10
%24 = load float, float* %23
%25 = load float, float* %9
%26 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %22, float %24, float %25)
store float %26, float* %9
br label %27
27: ; preds = %20
%28 = load float*, float** %10
%29 = getelementptr inbounds float, float* %28, i32 1
store float* %29, float** %10
br label %16
30: ; preds = %16
%31 = load float, float* %9
%32 = load float*, float** %7
store float %31, float* %32
store i32 1, i32* %12
br label %33
33: ; preds = %72, %30
%34 = load i32, i32* %12
%35 = load i32, i32* %8
%36 = icmp sle i32 %34, %35
br i1 %36, label %37, label %75
37: ; preds = %33
%38 = load float*, float** %5
%39 = load i32, i32* %12
%40 = sub nsw i32 %39, 1
%41 = sext i32 %40 to i64
%42 = getelementptr inbounds float, float* %38, i64 %41
%43 = load float, float* %42
store float %43, float* %9
%44 = load float*, float** %5
store float* %44, float** %11
%45 = load float*, float** %5
%46 = load i32, i32* %12
%47 = sext i32 %46 to i64
%48 = getelementptr inbounds float, float* %45, i64 %47
store float* %48, float** %10
%49 = load i32, i32* %8
%50 = load i32, i32* %12
%51 = sub nsw i32 %49, %50
store i32 %51, i32* %13
br label %52
52: ; preds = %56, %37
%53 = load i32, i32* %13
%54 = add nsw i32 %53, -1
store i32 %54, i32* %13
%55 = icmp ne i32 %53, 0
br i1 %55, label %56, label %65
56: ; preds = %52
%57 = load float*, float** %11
%58 = getelementptr inbounds float, float* %57, i32 1
store float* %58, float** %11
%59 = load float, float* %57
%60 = load float*, float** %10
%61 = getelementptr inbounds float, float* %60, i32 1
store float* %61, float** %10
%62 = load float, float* %60
%63 = load float, float* %9
%64 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %59, float %62, float %63)
store float %64, float* %9
br label %52
65: ; preds = %52
%66 = load float, float* %9
%67 = fpext float %66 to double
%68 = fmul double 2.000000e+00, %67
%69 = fptrunc double %68 to float
%70 = load float*, float** %6
%71 = getelementptr inbounds float, float* %70, i32 1
store float* %71, float** %6
store float %69, float* %70
br label %72
72: ; preds = %65
%73 = load i32, i32* %12
%74 = add nsw i32 %73, 1
store i32 %74, i32* %12
br label %33
75: ; preds = %33
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @a_to_aca(float* nocapture %0, float* nocapture writeonly %1, float* nocapture writeonly %2, i32 %3) {
%5 = icmp eq i32 %3, 0
br i1 %5, label %27, label %6
6: ; preds = %4
%7 = add i32 %3, -1
%8 = and i32 %3, 3
%9 = icmp eq i32 %8, 0
br i1 %9, label %21, label %10
10: ; preds = %6, %10
%11 = phi i32 [ %15, %10 ], [ %3, %6 ]
%12 = phi float* [ %18, %10 ], [ %0, %6 ]
%13 = phi float [ %17, %10 ], [ 1.000000e+00, %6 ]
%14 = phi i32 [ %19, %10 ], [ 0, %6 ]
%15 = add nsw i32 %11, -1
%16 = load float, float* %12
%17 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %16, float %16, float %13)
%18 = getelementptr inbounds float, float* %12, i64 1
%19 = add i32 %14, 1
%20 = icmp eq i32 %19, %8
br i1 %20, label %21, label %10
21: ; preds = %10, %6
%22 = phi float [ undef, %6 ], [ %17, %10 ]
%23 = phi i32 [ %3, %6 ], [ %15, %10 ]
%24 = phi float* [ %0, %6 ], [ %18, %10 ]
%25 = phi float [ 1.000000e+00, %6 ], [ %17, %10 ]
%26 = icmp ult i32 %7, 3
br i1 %26, label %46, label %28
27: ; preds = %4
store float 1.000000e+00, float* %2
br label %124
28: ; preds = %21, %28
%29 = phi i32 [ %41, %28 ], [ %23, %21 ]
%30 = phi float* [ %44, %28 ], [ %24, %21 ]
%31 = phi float [ %43, %28 ], [ %25, %21 ]
%32 = load float, float* %30
%33 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %32, float %32, float %31)
%34 = getelementptr inbounds float, float* %30, i64 1
%35 = load float, float* %34
%36 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %35, float %35, float %33)
%37 = getelementptr inbounds float, float* %30, i64 2
%38 = load float, float* %37
%39 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %38, float %38, float %36)
%40 = getelementptr inbounds float, float* %30, i64 3
%41 = add nsw i32 %29, -4
%42 = load float, float* %40
%43 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %42, float %42, float %39)
%44 = getelementptr inbounds float, float* %30, i64 4
%45 = icmp eq i32 %41, 0
br i1 %45, label %46, label %28
46: ; preds = %28, %21
%47 = phi float [ %22, %21 ], [ %43, %28 ]
store float %47, float* %2
%48 = icmp slt i32 %3, 1
br i1 %48, label %124, label %49
49: ; preds = %46
%50 = add nuw i32 %3, 1
%51 = zext i32 %50 to i64
%52 = add i32 %3, -2
br label %53
53: ; preds = %49, %117
%54 = phi i32 [ 0, %49 ], [ %123, %117 ]
%55 = phi i64 [ 1, %49 ], [ %121, %117 ]
%56 = phi float* [ %1, %49 ], [ %120, %117 ]
%57 = sub i32 %52, %54
%58 = add nsw i64 %55, -1
%59 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %58
%60 = load float, float* %59
%61 = trunc i64 %55 to i32
%62 = sub i32 %3, %61
%63 = icmp eq i32 %62, 0
br i1 %63, label %117, label %64
64: ; preds = %53
%65 = sub i32 %7, %54
%66 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %55
%67 = and i32 %65, 3
%68 = icmp eq i32 %67, 0
br i1 %68, label %83, label %69
69: ; preds = %64, %69
%70 = phi i32 [ %75, %69 ], [ %62, %64 ]
%71 = phi float* [ %76, %69 ], [ %0, %64 ]
%72 = phi float* [ %78, %69 ], [ %66, %64 ]
%73 = phi float [ %80, %69 ], [ %60, %64 ]
%74 = phi i32 [ %81, %69 ], [ 0, %64 ]
%75 = add nsw i32 %70, -1
%76 = getelementptr inbounds float, float* %71, i64 1
%77 = load float, float* %71
%78 = getelementptr inbounds float, float* %72, i64 1
%79 = load float, float* %72
%80 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %77, float %79, float %73)
%81 = add i32 %74, 1
%82 = icmp eq i32 %81, %67
br i1 %82, label %83, label %69
83: ; preds = %69, %64
%84 = phi float [ undef, %64 ], [ %80, %69 ]
%85 = phi i32 [ %62, %64 ], [ %75, %69 ]
%86 = phi float* [ %0, %64 ], [ %76, %69 ]
%87 = phi float* [ %66, %64 ], [ %78, %69 ]
%88 = phi float [ %60, %64 ], [ %80, %69 ]
%89 = icmp ult i32 %57, 3
br i1 %89, label %117, label %90
90: ; preds = %83, %90
%91 = phi i32 [ %110, %90 ], [ %85, %83 ]
%92 = phi float* [ %111, %90 ], [ %86, %83 ]
%93 = phi float* [ %113, %90 ], [ %87, %83 ]
%94 = phi float [ %115, %90 ], [ %88, %83 ]
%95 = getelementptr inbounds float, float* %92, i64 1
%96 = load float, float* %92
%97 = getelementptr inbounds float, float* %93, i64 1
%98 = load float, float* %93
%99 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %96, float %98, float %94)
%100 = getelementptr inbounds float, float* %92, i64 2
%101 = load float, float* %95
%102 = getelementptr inbounds float, float* %93, i64 2
%103 = load float, float* %97
%104 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %101, float %103, float %99)
%105 = getelementptr inbounds float, float* %92, i64 3
%106 = load float, float* %100
%107 = getelementptr inbounds float, float* %93, i64 3
%108 = load float, float* %102
%109 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %106, float %108, float %104)
%110 = add nsw i32 %91, -4
%111 = getelementptr inbounds float, float* %92, i64 4
%112 = load float, float* %105
%113 = getelementptr inbounds float, float* %93, i64 4
%114 = load float, float* %107
%115 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %112, float %114, float %109)
%116 = icmp eq i32 %110, 0
br i1 %116, label %117, label %90
117: ; preds = %83, %90, %53
%118 = phi float [ %60, %53 ], [ %84, %83 ], [ %115, %90 ]
%119 = fmul float %118, 2.000000e+00
%120 = getelementptr inbounds float, float* %56, i64 1
store float %119, float* %56
%121 = add nuw nsw i64 %55, 1
%122 = icmp eq i64 %121, %51
%123 = add i32 %54, 1
br i1 %122, label %124, label %53
124: ; preds = %117, %27, %46
ret void
}