double ddot_ref(const int N, const double *a, const int incx, const double *b,
                const int incy) {
  int i;
  long int ops = 0;
  long int mem = 0;
  double res = 0.;
  for (i = 0; i < N; ++i) {
    res += a[i] * b[i];
    ops += 2;
    mem += 2;
  }
  return res;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<ddot_ref>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
mov    %r8d,-0x24(%rbp)
movq   $0x0,-0x30(%rbp)
movq   $0x0,-0x38(%rbp)
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x40(%rbp)
movl   $0x0,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    1193 <ddot_ref+0x93>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
movsd  -0x40(%rbp),%xmm1
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x40(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rax
add    $0x2,%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%rax
add    $0x2,%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    1135 <ddot_ref+0x35>
movsd  -0x40(%rbp),%xmm0
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<ddot_ref>:
test   %edi,%edi
jle    111d <ddot_ref+0x1d>
mov    %edi,%edi
lea    -0x1(%rdi),%rdx
mov    %edi,%eax
and    $0x3,%eax
cmp    $0x3,%rdx
jae    1121 <ddot_ref+0x21>
xorpd  %xmm0,%xmm0
xor    %edx,%edx
jmp    1177 <ddot_ref+0x77>
xorps  %xmm0,%xmm0
ret
and    $0xfffffffc,%edi
xorpd  %xmm0,%xmm0
xor    %edx,%edx
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
movsd  (%rsi,%rdx,8),%xmm1
movsd  0x8(%rsi,%rdx,8),%xmm2
mulsd  (%rcx,%rdx,8),%xmm1
mulsd  0x8(%rcx,%rdx,8),%xmm2
addsd  %xmm0,%xmm1
movsd  0x10(%rsi,%rdx,8),%xmm3
mulsd  0x10(%rcx,%rdx,8),%xmm3
addsd  %xmm1,%xmm2
movsd  0x18(%rsi,%rdx,8),%xmm0
mulsd  0x18(%rcx,%rdx,8),%xmm0
addsd  %xmm2,%xmm3
addsd  %xmm3,%xmm0
add    $0x4,%rdx
cmp    %rdx,%rdi
jne    1130 <ddot_ref+0x30>
test   %rax,%rax
je     11a7 <ddot_ref+0xa7>
lea    (%rcx,%rdx,8),%rcx
lea    (%rsi,%rdx,8),%rdx
xor    %esi,%esi
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
movsd  (%rdx,%rsi,8),%xmm1
mulsd  (%rcx,%rsi,8),%xmm1
addsd  %xmm1,%xmm0
add    $0x1,%rsi
cmp    %rsi,%rax
jne    1190 <ddot_ref+0x90>
ret

LLVM IR (-O0):
define double @ddot_ref(i32 %0, double* %1, i32 %2, double* %3, i32 %4) {
%6 = alloca i32
%7 = alloca double*
%8 = alloca i32
%9 = alloca double*
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
%12 = alloca i64
%13 = alloca i64
%14 = alloca double
store i32 %0, i32* %6
store double* %1, double** %7
store i32 %2, i32* %8
store double* %3, double** %9
store i32 %4, i32* %10
store i64 0, i64* %12
store i64 0, i64* %13
store double 0.000000e+00, double* %14
store i32 0, i32* %11
br label %15
15: ; preds = %36, %5
%16 = load i32, i32* %11
%17 = load i32, i32* %6
%18 = icmp slt i32 %16, %17
br i1 %18, label %19, label %39
19: ; preds = %15
%20 = load double*, double** %7
%21 = load i32, i32* %11
%22 = sext i32 %21 to i64
%23 = getelementptr inbounds double, double* %20, i64 %22
%24 = load double, double* %23
%25 = load double*, double** %9
%26 = load i32, i32* %11
%27 = sext i32 %26 to i64
%28 = getelementptr inbounds double, double* %25, i64 %27
%29 = load double, double* %28
%30 = load double, double* %14
%31 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %24, double %29, double %30)
store double %31, double* %14
%32 = load i64, i64* %12
%33 = add nsw i64 %32, 2
store i64 %33, i64* %12
%34 = load i64, i64* %13
%35 = add nsw i64 %34, 2
store i64 %35, i64* %13
br label %36
36: ; preds = %19
%37 = load i32, i32* %11
%38 = add nsw i32 %37, 1
store i32 %38, i32* %11
br label %15
39: ; preds = %15
%40 = load double, double* %14
ret double %40
}

LLVM IR (-O2):
define double @ddot_ref(i32 %0, double* nocapture %1, i32 %2, double* nocapture %3, i32 %4) {
%6 = icmp sgt i32 %0, 0
br i1 %6, label %7, label %61
7: ; preds = %5
%8 = zext i32 %0 to i64
%9 = add nsw i64 %8, -1
%10 = and i64 %8, 3
%11 = icmp ult i64 %9, 3
br i1 %11, label %44, label %12
12: ; preds = %7
%13 = and i64 %8, 4294967292
br label %14
14: ; preds = %14, %12
%15 = phi i64 [ 0, %12 ], [ %41, %14 ]
%16 = phi double [ 0.000000e+00, %12 ], [ %40, %14 ]
%17 = phi i64 [ 0, %12 ], [ %42, %14 ]
%18 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %15
%19 = load double, double* %18
%20 = getelementptr inbounds double, double* %3, i64 %15
%21 = load double, double* %20
%22 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %19, double %21, double %16)
%23 = or i64 %15, 1
%24 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %23
%25 = load double, double* %24
%26 = getelementptr inbounds double, double* %3, i64 %23
%27 = load double, double* %26
%28 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %25, double %27, double %22)
%29 = or i64 %15, 2
%30 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %29
%31 = load double, double* %30
%32 = getelementptr inbounds double, double* %3, i64 %29
%33 = load double, double* %32
%34 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %31, double %33, double %28)
%35 = or i64 %15, 3
%36 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %35
%37 = load double, double* %36
%38 = getelementptr inbounds double, double* %3, i64 %35
%39 = load double, double* %38
%40 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %37, double %39, double %34)
%41 = add nuw nsw i64 %15, 4
%42 = add i64 %17, 4
%43 = icmp eq i64 %42, %13
br i1 %43, label %44, label %14
44: ; preds = %14, %7
%45 = phi double [ undef, %7 ], [ %40, %14 ]
%46 = phi i64 [ 0, %7 ], [ %41, %14 ]
%47 = phi double [ 0.000000e+00, %7 ], [ %40, %14 ]
%48 = icmp eq i64 %10, 0
br i1 %48, label %61, label %49
49: ; preds = %44, %49
%50 = phi i64 [ %58, %49 ], [ %46, %44 ]
%51 = phi double [ %57, %49 ], [ %47, %44 ]
%52 = phi i64 [ %59, %49 ], [ 0, %44 ]
%53 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %50
%54 = load double, double* %53
%55 = getelementptr inbounds double, double* %3, i64 %50
%56 = load double, double* %55
%57 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %54, double %56, double %51)
%58 = add nuw nsw i64 %50, 1
%59 = add i64 %52, 1
%60 = icmp eq i64 %59, %10
br i1 %60, label %61, label %49
61: ; preds = %44, %49, %5
%62 = phi double [ 0.000000e+00, %5 ], [ %45, %44 ], [ %57, %49 ]
ret double %62
}