void vec_mult_ref(short *p, short *v1, short *v2, int N) {
  int i;
  for (i = 0; i < N; i++)
    p[i] = v1[i] * v2[i];
}


x86 assembly (clang, -O0):
<vec_mult_ref>:
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    115e <vec_mult_ref+0x5e>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
movswl (%rax,%rcx,2),%eax
mov    -0x18(%rbp),%rcx
movslq -0x20(%rbp),%rdx
movswl (%rcx,%rdx,2),%ecx
imul   %ecx,%eax
mov    %ax,%dx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    %dx,(%rax,%rcx,2)
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    111a <vec_mult_ref+0x1a>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<vec_mult_ref>:
test   %ecx,%ecx
jle    12a7 <vec_mult_ref+0x1a7>
mov    %ecx,%r8d
cmp    $0x10,%ecx
jae    11ab <vec_mult_ref+0xab>
xor    %ecx,%ecx
mov    %rcx,%r9
not    %r9
add    %r8,%r9
mov    %r8,%r10
and    $0x3,%r10
je     1147 <vec_mult_ref+0x47>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movzwl (%rdx,%rcx,2),%eax
imul   (%rsi,%rcx,2),%ax
mov    %ax,(%rdi,%rcx,2)
add    $0x1,%rcx
add    $0xffffffffffffffff,%r10
jne    1130 <vec_mult_ref+0x30>
cmp    $0x3,%r9
jb     12a7 <vec_mult_ref+0x1a7>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movzwl (%rdx,%rcx,2),%eax
imul   (%rsi,%rcx,2),%ax
mov    %ax,(%rdi,%rcx,2)
movzwl 0x2(%rdx,%rcx,2),%eax
imul   0x2(%rsi,%rcx,2),%ax
mov    %ax,0x2(%rdi,%rcx,2)
movzwl 0x4(%rdx,%rcx,2),%eax
imul   0x4(%rsi,%rcx,2),%ax
mov    %ax,0x4(%rdi,%rcx,2)
movzwl 0x6(%rdx,%rcx,2),%eax
imul   0x6(%rsi,%rcx,2),%ax
mov    %ax,0x6(%rdi,%rcx,2)
add    $0x4,%rcx
cmp    %rcx,%r8
jne    1160 <vec_mult_ref+0x60>
jmp    12a7 <vec_mult_ref+0x1a7>
lea    (%rdi,%r8,2),%rcx
lea    (%rsi,%r8,2),%rax
cmp    %rdi,%rax
seta   %r10b
lea    (%rdx,%r8,2),%rax
cmp    %rsi,%rcx
seta   %r11b
cmp    %rdi,%rax
seta   %al
cmp    %rdx,%rcx
seta   %r9b
xor    %ecx,%ecx
test   %r11b,%r10b
jne    1116 <vec_mult_ref+0x16>
and    %r9b,%al
jne    1116 <vec_mult_ref+0x16>
mov    %r8d,%ecx
and    $0xfffffff0,%ecx
lea    -0x10(%rcx),%rax
mov    %rax,%r9
shr    $0x4,%r9
add    $0x1,%r9
test   %rax,%rax
je     12a8 <vec_mult_ref+0x1a8>
mov    %r9,%r10
and    $0xfffffffffffffffe,%r10
xor    %eax,%eax
nopl   (%rax)
movdqu (%rsi,%rax,2),%xmm0
movdqu 0x10(%rsi,%rax,2),%xmm1
movdqu (%rdx,%rax,2),%xmm2
pmullw %xmm0,%xmm2
movdqu 0x10(%rdx,%rax,2),%xmm0
pmullw %xmm1,%xmm0
movdqu %xmm2,(%rdi,%rax,2)
movdqu %xmm0,0x10(%rdi,%rax,2)
movdqu 0x20(%rsi,%rax,2),%xmm0
movdqu 0x30(%rsi,%rax,2),%xmm1
movdqu 0x20(%rdx,%rax,2),%xmm2
pmullw %xmm0,%xmm2
movdqu 0x30(%rdx,%rax,2),%xmm0
pmullw %xmm1,%xmm0
movdqu %xmm2,0x20(%rdi,%rax,2)
movdqu %xmm0,0x30(%rdi,%rax,2)
add    $0x20,%rax
add    $0xfffffffffffffffe,%r10
jne    1210 <vec_mult_ref+0x110>
test   $0x1,%r9b
je     129e <vec_mult_ref+0x19e>
movdqu (%rsi,%rax,2),%xmm0
movdqu 0x10(%rsi,%rax,2),%xmm1
movdqu (%rdx,%rax,2),%xmm2
pmullw %xmm0,%xmm2
movdqu 0x10(%rdx,%rax,2),%xmm0
pmullw %xmm1,%xmm0
movdqu %xmm2,(%rdi,%rax,2)
movdqu %xmm0,0x10(%rdi,%rax,2)
cmp    %r8,%rcx
jne    1116 <vec_mult_ref+0x16>
ret
xor    %eax,%eax
test   $0x1,%r9b
jne    1275 <vec_mult_ref+0x175>
jmp    129e <vec_mult_ref+0x19e>

LLVM IR (-O0):
define void @vec_mult_ref(i16* %0, i16* %1, i16* %2, i32 %3) {
%5 = alloca i16*
%6 = alloca i16*
%7 = alloca i16*
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
store i16* %0, i16** %5
store i16* %1, i16** %6
store i16* %2, i16** %7
store i32 %3, i32* %8
store i32 0, i32* %9
br label %10
10: ; preds = %33, %4
%11 = load i32, i32* %9
%12 = load i32, i32* %8
%13 = icmp slt i32 %11, %12
br i1 %13, label %14, label %36
14: ; preds = %10
%15 = load i16*, i16** %6
%16 = load i32, i32* %9
%17 = sext i32 %16 to i64
%18 = getelementptr inbounds i16, i16* %15, i64 %17
%19 = load i16, i16* %18
%20 = sext i16 %19 to i32
%21 = load i16*, i16** %7
%22 = load i32, i32* %9
%23 = sext i32 %22 to i64
%24 = getelementptr inbounds i16, i16* %21, i64 %23
%25 = load i16, i16* %24
%26 = sext i16 %25 to i32
%27 = mul nsw i32 %20, %26
%28 = trunc i32 %27 to i16
%29 = load i16*, i16** %5
%30 = load i32, i32* %9
%31 = sext i32 %30 to i64
%32 = getelementptr inbounds i16, i16* %29, i64 %31
store i16 %28, i16* %32
br label %33
33: ; preds = %14
%34 = load i32, i32* %9
%35 = add nsw i32 %34, 1
store i32 %35, i32* %9
br label %10
36: ; preds = %10
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @vec_mult_ref(i16* nocapture writeonly %0, i16* nocapture %1, i16* nocapture %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, 16
br i1 %8, label %96, label %9
9: ; preds = %6
%10 = getelementptr i16, i16* %0, i64 %7
%11 = getelementptr i16, i16* %1, i64 %7
%12 = getelementptr i16, i16* %2, i64 %7
%13 = icmp ugt i16* %11, %0
%14 = icmp ugt i16* %10, %1
%15 = and i1 %13, %14
%16 = icmp ugt i16* %12, %0
%17 = icmp ugt i16* %10, %2
%18 = and i1 %16, %17
%19 = or i1 %15, %18
br i1 %19, label %96, label %20
20: ; preds = %9
%21 = and i64 %7, 4294967280
%22 = add nsw i64 %21, -16
%23 = lshr exact i64 %22, 4
%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, 2305843009213693950
br label %29
29: ; preds = %29, %27
%30 = phi i64 [ 0, %27 ], [ %69, %29 ]
%31 = phi i64 [ 0, %27 ], [ %70, %29 ]
%32 = getelementptr inbounds i16, i16* %1, i64 %30
%33 = bitcast i16* %32 to <8 x i16>*
%34 = load <8 x i16>, <8 x i16>* %33
%35 = getelementptr inbounds i16, i16* %32, i64 8
%36 = bitcast i16* %35 to <8 x i16>*
%37 = load <8 x i16>, <8 x i16>* %36
%38 = getelementptr inbounds i16, i16* %2, i64 %30
%39 = bitcast i16* %38 to <8 x i16>*
%40 = load <8 x i16>, <8 x i16>* %39
%41 = getelementptr inbounds i16, i16* %38, i64 8
%42 = bitcast i16* %41 to <8 x i16>*
%43 = load <8 x i16>, <8 x i16>* %42
%44 = mul <8 x i16> %40, %34
%45 = mul <8 x i16> %43, %37
%46 = getelementptr inbounds i16, i16* %0, i64 %30
%47 = bitcast i16* %46 to <8 x i16>*
store <8 x i16> %44, <8 x i16>* %47
%48 = getelementptr inbounds i16, i16* %46, i64 8
%49 = bitcast i16* %48 to <8 x i16>*
store <8 x i16> %45, <8 x i16>* %49
%50 = or i64 %30, 16
%51 = getelementptr inbounds i16, i16* %1, i64 %50
%52 = bitcast i16* %51 to <8 x i16>*
%53 = load <8 x i16>, <8 x i16>* %52
%54 = getelementptr inbounds i16, i16* %51, i64 8
%55 = bitcast i16* %54 to <8 x i16>*
%56 = load <8 x i16>, <8 x i16>* %55
%57 = getelementptr inbounds i16, i16* %2, i64 %50
%58 = bitcast i16* %57 to <8 x i16>*
%59 = load <8 x i16>, <8 x i16>* %58
%60 = getelementptr inbounds i16, i16* %57, i64 8
%61 = bitcast i16* %60 to <8 x i16>*
%62 = load <8 x i16>, <8 x i16>* %61
%63 = mul <8 x i16> %59, %53
%64 = mul <8 x i16> %62, %56
%65 = getelementptr inbounds i16, i16* %0, i64 %50
%66 = bitcast i16* %65 to <8 x i16>*
store <8 x i16> %63, <8 x i16>* %66
%67 = getelementptr inbounds i16, i16* %65, i64 8
%68 = bitcast i16* %67 to <8 x i16>*
store <8 x i16> %64, <8 x i16>* %68
%69 = add nuw i64 %30, 32
%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 i16, i16* %1, i64 %73
%77 = bitcast i16* %76 to <8 x i16>*
%78 = load <8 x i16>, <8 x i16>* %77
%79 = getelementptr inbounds i16, i16* %76, i64 8
%80 = bitcast i16* %79 to <8 x i16>*
%81 = load <8 x i16>, <8 x i16>* %80
%82 = getelementptr inbounds i16, i16* %2, i64 %73
%83 = bitcast i16* %82 to <8 x i16>*
%84 = load <8 x i16>, <8 x i16>* %83
%85 = getelementptr inbounds i16, i16* %82, i64 8
%86 = bitcast i16* %85 to <8 x i16>*
%87 = load <8 x i16>, <8 x i16>* %86
%88 = mul <8 x i16> %84, %78
%89 = mul <8 x i16> %87, %81
%90 = getelementptr inbounds i16, i16* %0, i64 %73
%91 = bitcast i16* %90 to <8 x i16>*
store <8 x i16> %88, <8 x i16>* %91
%92 = getelementptr inbounds i16, i16* %90, i64 8
%93 = bitcast i16* %92 to <8 x i16>*
store <8 x i16> %89, <8 x i16>* %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 i16, i16* %1, i64 %103
%106 = load i16, i16* %105
%107 = getelementptr inbounds i16, i16* %2, i64 %103
%108 = load i16, i16* %107
%109 = mul i16 %108, %106
%110 = getelementptr inbounds i16, i16* %0, i64 %103
store i16 %109, i16* %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 i16, i16* %1, i64 %118
%120 = load i16, i16* %119
%121 = getelementptr inbounds i16, i16* %2, i64 %118
%122 = load i16, i16* %121
%123 = mul i16 %122, %120
%124 = getelementptr inbounds i16, i16* %0, i64 %118
store i16 %123, i16* %124
%125 = add nuw nsw i64 %118, 1
%126 = getelementptr inbounds i16, i16* %1, i64 %125
%127 = load i16, i16* %126
%128 = getelementptr inbounds i16, i16* %2, i64 %125
%129 = load i16, i16* %128
%130 = mul i16 %129, %127
%131 = getelementptr inbounds i16, i16* %0, i64 %125
store i16 %130, i16* %131
%132 = add nuw nsw i64 %118, 2
%133 = getelementptr inbounds i16, i16* %1, i64 %132
%134 = load i16, i16* %133
%135 = getelementptr inbounds i16, i16* %2, i64 %132
%136 = load i16, i16* %135
%137 = mul i16 %136, %134
%138 = getelementptr inbounds i16, i16* %0, i64 %132
store i16 %137, i16* %138
%139 = add nuw nsw i64 %118, 3
%140 = getelementptr inbounds i16, i16* %1, i64 %139
%141 = load i16, i16* %140
%142 = getelementptr inbounds i16, i16* %2, i64 %139
%143 = load i16, i16* %142
%144 = mul i16 %143, %141
%145 = getelementptr inbounds i16, i16* %0, i64 %139
store i16 %144, i16* %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
}