void add_array(float *a, float *b, float *r, int n) {
  int i;
  for (i = 0; i < n; i++) {
    r[i] = a[i] + b[i];
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<add_array>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %ecx,-0x1c(%rbp)
movl   $0x0,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    115b <add_array+0x5b>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
addss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
movss  %xmm0,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    111a <add_array+0x1a>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<add_array>:
test   %ecx,%ecx
jle    129f <add_array+0x19f>
mov    %ecx,%r8d
cmp    $0x8,%ecx
jae    11b3 <add_array+0xb3>
xor    %ecx,%ecx
mov    %rcx,%r9
not    %r9
add    %r8,%r9
mov    %r8,%rax
and    $0x3,%rax
je     1149 <add_array+0x49>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movss  (%rdi,%rcx,4),%xmm0
addss  (%rsi,%rcx,4),%xmm0
movss  %xmm0,(%rdx,%rcx,4)
add    $0x1,%rcx
add    $0xffffffffffffffff,%rax
jne    1130 <add_array+0x30>
cmp    $0x3,%r9
jb     129f <add_array+0x19f>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
movss  (%rdi,%rcx,4),%xmm0
addss  (%rsi,%rcx,4),%xmm0
movss  %xmm0,(%rdx,%rcx,4)
movss  0x4(%rdi,%rcx,4),%xmm0
addss  0x4(%rsi,%rcx,4),%xmm0
movss  %xmm0,0x4(%rdx,%rcx,4)
movss  0x8(%rdi,%rcx,4),%xmm0
addss  0x8(%rsi,%rcx,4),%xmm0
movss  %xmm0,0x8(%rdx,%rcx,4)
movss  0xc(%rdi,%rcx,4),%xmm0
addss  0xc(%rsi,%rcx,4),%xmm0
movss  %xmm0,0xc(%rdx,%rcx,4)
add    $0x4,%rcx
cmp    %rcx,%r8
jne    1160 <add_array+0x60>
jmp    129f <add_array+0x19f>
lea    (%rdx,%r8,4),%rcx
lea    (%rdi,%r8,4),%rax
cmp    %rdx,%rax
seta   %r10b
lea    (%rsi,%r8,4),%rax
cmp    %rdi,%rcx
seta   %r11b
cmp    %rdx,%rax
seta   %al
cmp    %rsi,%rcx
seta   %r9b
xor    %ecx,%ecx
test   %r11b,%r10b
jne    1116 <add_array+0x16>
and    %r9b,%al
jne    1116 <add_array+0x16>
mov    %r8d,%ecx
and    $0xfffffff8,%ecx
lea    -0x8(%rcx),%rax
mov    %rax,%r9
shr    $0x3,%r9
add    $0x1,%r9
test   %rax,%rax
je     12a0 <add_array+0x1a0>
mov    %r9,%r10
and    $0xfffffffffffffffe,%r10
xor    %eax,%eax
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
movups (%rdi,%rax,4),%xmm0
movups 0x10(%rdi,%rax,4),%xmm1
movups (%rsi,%rax,4),%xmm2
addps  %xmm0,%xmm2
movups 0x10(%rsi,%rax,4),%xmm0
addps  %xmm1,%xmm0
movups %xmm2,(%rdx,%rax,4)
movups %xmm0,0x10(%rdx,%rax,4)
movups 0x20(%rdi,%rax,4),%xmm0
movups 0x30(%rdi,%rax,4),%xmm1
movups 0x20(%rsi,%rax,4),%xmm2
addps  %xmm0,%xmm2
movups 0x30(%rsi,%rax,4),%xmm0
addps  %xmm1,%xmm0
movups %xmm2,0x20(%rdx,%rax,4)
movups %xmm0,0x30(%rdx,%rax,4)
add    $0x10,%rax
add    $0xfffffffffffffffe,%r10
jne    1220 <add_array+0x120>
test   $0x1,%r9b
je     1296 <add_array+0x196>
movups (%rdi,%rax,4),%xmm0
movups 0x10(%rdi,%rax,4),%xmm1
movups (%rsi,%rax,4),%xmm2
addps  %xmm0,%xmm2
movups 0x10(%rsi,%rax,4),%xmm0
addps  %xmm1,%xmm0
movups %xmm2,(%rdx,%rax,4)
movups %xmm0,0x10(%rdx,%rax,4)
cmp    %r8,%rcx
jne    1116 <add_array+0x16>
ret
xor    %eax,%eax
test   $0x1,%r9b
jne    1275 <add_array+0x175>
jmp    1296 <add_array+0x196>

LLVM IR (-O0):
define void @add_array(float* %0, float* %1, float* %2, i32 %3) {
%5 = alloca float*
%6 = alloca float*
%7 = alloca float*
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
store float* %0, float** %5
store float* %1, float** %6
store float* %2, float** %7
store i32 %3, i32* %8
store i32 0, i32* %9
br label %10
10: ; preds = %30, %4
%11 = load i32, i32* %9
%12 = load i32, i32* %8
%13 = icmp slt i32 %11, %12
br i1 %13, label %14, label %33
14: ; preds = %10
%15 = load float*, float** %5
%16 = load i32, i32* %9
%17 = sext i32 %16 to i64
%18 = getelementptr inbounds float, float* %15, i64 %17
%19 = load float, float* %18
%20 = load float*, float** %6
%21 = load i32, i32* %9
%22 = sext i32 %21 to i64
%23 = getelementptr inbounds float, float* %20, i64 %22
%24 = load float, float* %23
%25 = fadd float %19, %24
%26 = load float*, float** %7
%27 = load i32, i32* %9
%28 = sext i32 %27 to i64
%29 = getelementptr inbounds float, float* %26, i64 %28
store float %25, float* %29
br label %30
30: ; preds = %14
%31 = load i32, i32* %9
%32 = add nsw i32 %31, 1
store i32 %32, i32* %9
br label %10
33: ; preds = %10
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @add_array(float* nocapture %0, float* nocapture %1, float* nocapture writeonly %2, i32 %3) {
%5 = icmp sgt i32 %3, 0
br i1 %5, label %6, label %148
6: ; preds = %4
%7 = zext i32 %3 to i64
%8 = icmp ult i32 %3, 8
br i1 %8, label %96, label %9
9: ; preds = %6
%10 = getelementptr float, float* %2, i64 %7
%11 = getelementptr float, float* %0, i64 %7
%12 = getelementptr float, float* %1, i64 %7
%13 = icmp ugt float* %11, %2
%14 = icmp ugt float* %10, %0
%15 = and i1 %13, %14
%16 = icmp ugt float* %12, %2
%17 = icmp ugt float* %10, %1
%18 = and i1 %16, %17
%19 = or i1 %15, %18
br i1 %19, label %96, label %20
20: ; preds = %9
%21 = and i64 %7, 4294967288
%22 = add nsw i64 %21, -8
%23 = lshr exact i64 %22, 3
%24 = add nuw nsw i64 %23, 1
%25 = and i64 %24, 1
%26 = icmp eq i64 %22, 0
br i1 %26, label %72, label %27
27: ; preds = %20
%28 = and i64 %24, 4611686018427387902
br label %29
29: ; preds = %29, %27
%30 = phi i64 [ 0, %27 ], [ %69, %29 ]
%31 = phi i64 [ 0, %27 ], [ %70, %29 ]
%32 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %30
%33 = bitcast float* %32 to <4 x float>*
%34 = load <4 x float>, <4 x float>* %33
%35 = getelementptr inbounds float, float* %32, i64 4
%36 = bitcast float* %35 to <4 x float>*
%37 = load <4 x float>, <4 x float>* %36
%38 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 %30
%39 = bitcast float* %38 to <4 x float>*
%40 = load <4 x float>, <4 x float>* %39
%41 = getelementptr inbounds float, float* %38, i64 4
%42 = bitcast float* %41 to <4 x float>*
%43 = load <4 x float>, <4 x float>* %42
%44 = fadd <4 x float> %34, %40
%45 = fadd <4 x float> %37, %43
%46 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 %30
%47 = bitcast float* %46 to <4 x float>*
store <4 x float> %44, <4 x float>* %47
%48 = getelementptr inbounds float, float* %46, i64 4
%49 = bitcast float* %48 to <4 x float>*
store <4 x float> %45, <4 x float>* %49
%50 = or i64 %30, 8
%51 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %50
%52 = bitcast float* %51 to <4 x float>*
%53 = load <4 x float>, <4 x float>* %52
%54 = getelementptr inbounds float, float* %51, i64 4
%55 = bitcast float* %54 to <4 x float>*
%56 = load <4 x float>, <4 x float>* %55
%57 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 %50
%58 = bitcast float* %57 to <4 x float>*
%59 = load <4 x float>, <4 x float>* %58
%60 = getelementptr inbounds float, float* %57, i64 4
%61 = bitcast float* %60 to <4 x float>*
%62 = load <4 x float>, <4 x float>* %61
%63 = fadd <4 x float> %53, %59
%64 = fadd <4 x float> %56, %62
%65 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 %50
%66 = bitcast float* %65 to <4 x float>*
store <4 x float> %63, <4 x float>* %66
%67 = getelementptr inbounds float, float* %65, i64 4
%68 = bitcast float* %67 to <4 x float>*
store <4 x float> %64, <4 x float>* %68
%69 = add nuw i64 %30, 16
%70 = add i64 %31, 2
%71 = icmp eq i64 %70, %28
br i1 %71, label %72, label %29
72: ; preds = %29, %20
%73 = phi i64 [ 0, %20 ], [ %69, %29 ]
%74 = icmp eq i64 %25, 0
br i1 %74, label %94, label %75
75: ; preds = %72
%76 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %73
%77 = bitcast float* %76 to <4 x float>*
%78 = load <4 x float>, <4 x float>* %77
%79 = getelementptr inbounds float, float* %76, i64 4
%80 = bitcast float* %79 to <4 x float>*
%81 = load <4 x float>, <4 x float>* %80
%82 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 %73
%83 = bitcast float* %82 to <4 x float>*
%84 = load <4 x float>, <4 x float>* %83
%85 = getelementptr inbounds float, float* %82, i64 4
%86 = bitcast float* %85 to <4 x float>*
%87 = load <4 x float>, <4 x float>* %86
%88 = fadd <4 x float> %78, %84
%89 = fadd <4 x float> %81, %87
%90 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 %73
%91 = bitcast float* %90 to <4 x float>*
store <4 x float> %88, <4 x float>* %91
%92 = getelementptr inbounds float, float* %90, i64 4
%93 = bitcast float* %92 to <4 x float>*
store <4 x float> %89, <4 x float>* %93
br label %94
94: ; preds = %72, %75
%95 = icmp eq i64 %21, %7
br i1 %95, label %148, label %96
96: ; preds = %9, %6, %94
%97 = phi i64 [ 0, %9 ], [ 0, %6 ], [ %21, %94 ]
%98 = xor i64 %97, -1
%99 = add nsw i64 %98, %7
%100 = and i64 %7, 3
%101 = icmp eq i64 %100, 0
br i1 %101, label %114, label %102
102: ; preds = %96, %102
%103 = phi i64 [ %111, %102 ], [ %97, %96 ]
%104 = phi i64 [ %112, %102 ], [ 0, %96 ]
%105 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %103
%106 = load float, float* %105
%107 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 %103
%108 = load float, float* %107
%109 = fadd float %106, %108
%110 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 %103
store float %109, float* %110
%111 = add nuw nsw i64 %103, 1
%112 = add i64 %104, 1
%113 = icmp eq i64 %112, %100
br i1 %113, label %114, label %102
114: ; preds = %102, %96
%115 = phi i64 [ %97, %96 ], [ %111, %102 ]
%116 = icmp ult i64 %99, 3
br i1 %116, label %148, label %117
117: ; preds = %114, %117
%118 = phi i64 [ %146, %117 ], [ %115, %114 ]
%119 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %118
%120 = load float, float* %119
%121 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 %118
%122 = load float, float* %121
%123 = fadd float %120, %122
%124 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 %118
store float %123, float* %124
%125 = add nuw nsw i64 %118, 1
%126 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %125
%127 = load float, float* %126
%128 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 %125
%129 = load float, float* %128
%130 = fadd float %127, %129
%131 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 %125
store float %130, float* %131
%132 = add nuw nsw i64 %118, 2
%133 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %132
%134 = load float, float* %133
%135 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 %132
%136 = load float, float* %135
%137 = fadd float %134, %136
%138 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 %132
store float %137, float* %138
%139 = add nuw nsw i64 %118, 3
%140 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %139
%141 = load float, float* %140
%142 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 %139
%143 = load float, float* %142
%144 = fadd float %141, %143
%145 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 %139
store float %144, float* %145
%146 = add nuw nsw i64 %118, 4
%147 = icmp eq i64 %146, %7
br i1 %147, label %148, label %117
148: ; preds = %114, %117, %94, %4
ret void
}