double dot(const double *a, const double *b, int length) {
  double product = 0;
  for (int i = 0; i < length; i++) {
    product += a[i] * b[i];
  }
  return product;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<dot>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    1164 <dot+0x64>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
movsd  -0x20(%rbp),%xmm1
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x20(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    111e <dot+0x1e>
movsd  -0x20(%rbp),%xmm0
pop    %rbp
ret

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

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

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