void vector_madd(int *res, int *a, int *b, int *c, unsigned int length) {
  unsigned int i, j;
  unsigned int num_blocks = length / 4;
  unsigned int rem = length % 4;
  for (i = 0; i < num_blocks * 4; i += 4) {
    res[i + 0] = (a[i + 0] * b[i + 0] + c[i + 0]);
    res[i + 1] = (a[i + 1] * b[i + 1] + c[i + 1]);
    res[i + 2] = (a[i + 2] * b[i + 2] + c[i + 2]);
    res[i + 3] = (a[i + 3] * b[i + 3] + c[i + 3]);
  }
  for (j = 0; j < rem; j++)
    res[i + j] = (a[i + j] * b[i + j] + c[i + j]);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<vector_madd>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
mov    %r8d,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
shr    $0x2,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
and    $0x3,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
movl   $0x0,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
mov    -0x30(%rbp),%ecx
shl    $0x2,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jae    1244 <vector_madd+0x144>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%ecx
add    $0x0,%ecx
mov    %ecx,%ecx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%ecx
add    $0x0,%ecx
mov    %ecx,%ecx
imul   (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%ecx
add    $0x0,%ecx
mov    %ecx,%ecx
add    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%ecx
add    $0x0,%ecx
mov    %ecx,%ecx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
mov    %ecx,%ecx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
mov    %ecx,%ecx
imul   (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
mov    %ecx,%ecx
add    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
mov    %ecx,%ecx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%ecx
add    $0x2,%ecx
mov    %ecx,%ecx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%ecx
add    $0x2,%ecx
mov    %ecx,%ecx
imul   (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%ecx
add    $0x2,%ecx
mov    %ecx,%ecx
add    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%ecx
add    $0x2,%ecx
mov    %ecx,%ecx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%ecx
add    $0x3,%ecx
mov    %ecx,%ecx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%ecx
add    $0x3,%ecx
mov    %ecx,%ecx
imul   (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%ecx
add    $0x3,%ecx
mov    %ecx,%ecx
add    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%ecx
add    $0x3,%ecx
mov    %ecx,%ecx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x4,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    1131 <vector_madd+0x31>
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0x34(%rbp),%eax
jae    12a2 <vector_madd+0x1a2>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%ecx
add    -0x2c(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%ecx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%ecx
add    -0x2c(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%ecx
imul   (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%ecx
add    -0x2c(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%ecx
add    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%ecx
add    -0x2c(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%ecx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    124b <vector_madd+0x14b>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<vector_madd>:
mov    %r8d,%r9d
and    $0x3,%r9d
and    $0xfffffffc,%r8d
je     117f <vector_madd+0x7f>
mov    %r8d,%r8d
xor    %r10d,%r10d
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
mov    (%rdx,%r10,4),%eax
imul   (%rsi,%r10,4),%eax
add    (%rcx,%r10,4),%eax
mov    %eax,(%rdi,%r10,4)
mov    0x4(%rdx,%r10,4),%eax
imul   0x4(%rsi,%r10,4),%eax
add    0x4(%rcx,%r10,4),%eax
mov    %eax,0x4(%rdi,%r10,4)
mov    0x8(%rdx,%r10,4),%eax
imul   0x8(%rsi,%r10,4),%eax
add    0x8(%rcx,%r10,4),%eax
mov    %eax,0x8(%rdi,%r10,4)
mov    0xc(%rdx,%r10,4),%eax
imul   0xc(%rsi,%r10,4),%eax
add    0xc(%rcx,%r10,4),%eax
mov    %eax,0xc(%rdi,%r10,4)
add    $0x4,%r10
cmp    %r8,%r10
jb     1120 <vector_madd+0x20>
test   %r9d,%r9d
jne    1187 <vector_madd+0x87>
ret
xor    %r10d,%r10d
test   %r9d,%r9d
je     117e <vector_madd+0x7e>
mov    %r10d,%r8d
shl    $0x2,%r8
mov    (%rdx,%r8,1),%eax
imul   (%rsi,%r8,1),%eax
add    (%rcx,%r8,1),%eax
mov    %eax,(%rdi,%r8,1)
cmp    $0x1,%r9d
je     117e <vector_madd+0x7e>
lea    0x1(%r10),%r8d
mov    (%rdx,%r8,4),%eax
imul   (%rsi,%r8,4),%eax
add    (%rcx,%r8,4),%eax
mov    %eax,(%rdi,%r8,4)
cmp    $0x2,%r9d
je     117e <vector_madd+0x7e>
add    $0x2,%r10d
mov    (%rdx,%r10,4),%eax
imul   (%rsi,%r10,4),%eax
add    (%rcx,%r10,4),%eax
mov    %eax,(%rdi,%r10,4)
ret

LLVM IR (-O0):
define void @vector_madd(i32* %0, i32* %1, i32* %2, i32* %3, i32 %4) {
%6 = alloca i32*
%7 = alloca i32*
%8 = alloca i32*
%9 = alloca i32*
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
%13 = alloca i32
%14 = alloca i32
store i32* %0, i32** %6
store i32* %1, i32** %7
store i32* %2, i32** %8
store i32* %3, i32** %9
store i32 %4, i32* %10
%15 = load i32, i32* %10
%16 = udiv i32 %15, 4
store i32 %16, i32* %13
%17 = load i32, i32* %10
%18 = urem i32 %17, 4
store i32 %18, i32* %14
store i32 0, i32* %11
br label %19
19: ; preds = %125, %5
%20 = load i32, i32* %11
%21 = load i32, i32* %13
%22 = mul i32 %21, 4
%23 = icmp ult i32 %20, %22
br i1 %23, label %24, label %128
24: ; preds = %19
%25 = load i32*, i32** %7
%26 = load i32, i32* %11
%27 = add i32 %26, 0
%28 = zext i32 %27 to i64
%29 = getelementptr inbounds i32, i32* %25, i64 %28
%30 = load i32, i32* %29
%31 = load i32*, i32** %8
%32 = load i32, i32* %11
%33 = add i32 %32, 0
%34 = zext i32 %33 to i64
%35 = getelementptr inbounds i32, i32* %31, i64 %34
%36 = load i32, i32* %35
%37 = mul nsw i32 %30, %36
%38 = load i32*, i32** %9
%39 = load i32, i32* %11
%40 = add i32 %39, 0
%41 = zext i32 %40 to i64
%42 = getelementptr inbounds i32, i32* %38, i64 %41
%43 = load i32, i32* %42
%44 = add nsw i32 %37, %43
%45 = load i32*, i32** %6
%46 = load i32, i32* %11
%47 = add i32 %46, 0
%48 = zext i32 %47 to i64
%49 = getelementptr inbounds i32, i32* %45, i64 %48
store i32 %44, i32* %49
%50 = load i32*, i32** %7
%51 = load i32, i32* %11
%52 = add i32 %51, 1
%53 = zext i32 %52 to i64
%54 = getelementptr inbounds i32, i32* %50, i64 %53
%55 = load i32, i32* %54
%56 = load i32*, i32** %8
%57 = load i32, i32* %11
%58 = add i32 %57, 1
%59 = zext i32 %58 to i64
%60 = getelementptr inbounds i32, i32* %56, i64 %59
%61 = load i32, i32* %60
%62 = mul nsw i32 %55, %61
%63 = load i32*, i32** %9
%64 = load i32, i32* %11
%65 = add i32 %64, 1
%66 = zext i32 %65 to i64
%67 = getelementptr inbounds i32, i32* %63, i64 %66
%68 = load i32, i32* %67
%69 = add nsw i32 %62, %68
%70 = load i32*, i32** %6
%71 = load i32, i32* %11
%72 = add i32 %71, 1
%73 = zext i32 %72 to i64
%74 = getelementptr inbounds i32, i32* %70, i64 %73
store i32 %69, i32* %74
%75 = load i32*, i32** %7
%76 = load i32, i32* %11
%77 = add i32 %76, 2
%78 = zext i32 %77 to i64
%79 = getelementptr inbounds i32, i32* %75, i64 %78
%80 = load i32, i32* %79
%81 = load i32*, i32** %8
%82 = load i32, i32* %11
%83 = add i32 %82, 2
%84 = zext i32 %83 to i64
%85 = getelementptr inbounds i32, i32* %81, i64 %84
%86 = load i32, i32* %85
%87 = mul nsw i32 %80, %86
%88 = load i32*, i32** %9
%89 = load i32, i32* %11
%90 = add i32 %89, 2
%91 = zext i32 %90 to i64
%92 = getelementptr inbounds i32, i32* %88, i64 %91
%93 = load i32, i32* %92
%94 = add nsw i32 %87, %93
%95 = load i32*, i32** %6
%96 = load i32, i32* %11
%97 = add i32 %96, 2
%98 = zext i32 %97 to i64
%99 = getelementptr inbounds i32, i32* %95, i64 %98
store i32 %94, i32* %99
%100 = load i32*, i32** %7
%101 = load i32, i32* %11
%102 = add i32 %101, 3
%103 = zext i32 %102 to i64
%104 = getelementptr inbounds i32, i32* %100, i64 %103
%105 = load i32, i32* %104
%106 = load i32*, i32** %8
%107 = load i32, i32* %11
%108 = add i32 %107, 3
%109 = zext i32 %108 to i64
%110 = getelementptr inbounds i32, i32* %106, i64 %109
%111 = load i32, i32* %110
%112 = mul nsw i32 %105, %111
%113 = load i32*, i32** %9
%114 = load i32, i32* %11
%115 = add i32 %114, 3
%116 = zext i32 %115 to i64
%117 = getelementptr inbounds i32, i32* %113, i64 %116
%118 = load i32, i32* %117
%119 = add nsw i32 %112, %118
%120 = load i32*, i32** %6
%121 = load i32, i32* %11
%122 = add i32 %121, 3
%123 = zext i32 %122 to i64
%124 = getelementptr inbounds i32, i32* %120, i64 %123
store i32 %119, i32* %124
br label %125
125: ; preds = %24
%126 = load i32, i32* %11
%127 = add i32 %126, 4
store i32 %127, i32* %11
br label %19
128: ; preds = %19
store i32 0, i32* %12
br label %129
129: ; preds = %163, %128
%130 = load i32, i32* %12
%131 = load i32, i32* %14
%132 = icmp ult i32 %130, %131
br i1 %132, label %133, label %166
133: ; preds = %129
%134 = load i32*, i32** %7
%135 = load i32, i32* %11
%136 = load i32, i32* %12
%137 = add i32 %135, %136
%138 = zext i32 %137 to i64
%139 = getelementptr inbounds i32, i32* %134, i64 %138
%140 = load i32, i32* %139
%141 = load i32*, i32** %8
%142 = load i32, i32* %11
%143 = load i32, i32* %12
%144 = add i32 %142, %143
%145 = zext i32 %144 to i64
%146 = getelementptr inbounds i32, i32* %141, i64 %145
%147 = load i32, i32* %146
%148 = mul nsw i32 %140, %147
%149 = load i32*, i32** %9
%150 = load i32, i32* %11
%151 = load i32, i32* %12
%152 = add i32 %150, %151
%153 = zext i32 %152 to i64
%154 = getelementptr inbounds i32, i32* %149, i64 %153
%155 = load i32, i32* %154
%156 = add nsw i32 %148, %155
%157 = load i32*, i32** %6
%158 = load i32, i32* %11
%159 = load i32, i32* %12
%160 = add i32 %158, %159
%161 = zext i32 %160 to i64
%162 = getelementptr inbounds i32, i32* %157, i64 %161
store i32 %156, i32* %162
br label %163
163: ; preds = %133
%164 = load i32, i32* %12
%165 = add i32 %164, 1
store i32 %165, i32* %12
br label %129
166: ; preds = %129
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @vector_madd(i32* nocapture writeonly %0, i32* nocapture %1, i32* nocapture %2, i32* nocapture %3, i32 %4) {
%6 = and i32 %4, -4
%7 = and i32 %4, 3
%8 = icmp eq i32 %6, 0
br i1 %8, label %11, label %9
9: ; preds = %5
%10 = zext i32 %6 to i64
br label %14
11: ; preds = %14, %5
%12 = phi i64 [ 0, %5 ], [ %55, %14 ]
%13 = icmp eq i32 %7, 0
br i1 %13, label %94, label %57
14: ; preds = %9, %14
%15 = phi i64 [ 0, %9 ], [ %55, %14 ]
%16 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %15
%17 = load i32, i32* %16
%18 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %15
%19 = load i32, i32* %18
%20 = mul nsw i32 %19, %17
%21 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 %15
%22 = load i32, i32* %21
%23 = add nsw i32 %20, %22
%24 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %15
store i32 %23, i32* %24
%25 = or i64 %15, 1
%26 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %25
%27 = load i32, i32* %26
%28 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %25
%29 = load i32, i32* %28
%30 = mul nsw i32 %29, %27
%31 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 %25
%32 = load i32, i32* %31
%33 = add nsw i32 %30, %32
%34 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %25
store i32 %33, i32* %34
%35 = or i64 %15, 2
%36 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %35
%37 = load i32, i32* %36
%38 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %35
%39 = load i32, i32* %38
%40 = mul nsw i32 %39, %37
%41 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 %35
%42 = load i32, i32* %41
%43 = add nsw i32 %40, %42
%44 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %35
store i32 %43, i32* %44
%45 = or i64 %15, 3
%46 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %45
%47 = load i32, i32* %46
%48 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %45
%49 = load i32, i32* %48
%50 = mul nsw i32 %49, %47
%51 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 %45
%52 = load i32, i32* %51
%53 = add nsw i32 %50, %52
%54 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %45
store i32 %53, i32* %54
%55 = add nuw nsw i64 %15, 4
%56 = icmp ult i64 %55, %10
br i1 %56, label %14, label %11
57: ; preds = %11
%58 = and i64 %12, 4294967295
%59 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %58
%60 = load i32, i32* %59
%61 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %58
%62 = load i32, i32* %61
%63 = mul nsw i32 %62, %60
%64 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 %58
%65 = load i32, i32* %64
%66 = add nsw i32 %63, %65
%67 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %58
store i32 %66, i32* %67
%68 = icmp eq i32 %7, 1
br i1 %68, label %94, label %69
69: ; preds = %57
%70 = add i64 %12, 1
%71 = and i64 %70, 4294967295
%72 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %71
%73 = load i32, i32* %72
%74 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %71
%75 = load i32, i32* %74
%76 = mul nsw i32 %75, %73
%77 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 %71
%78 = load i32, i32* %77
%79 = add nsw i32 %76, %78
%80 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %71
store i32 %79, i32* %80
%81 = icmp eq i32 %7, 2
br i1 %81, label %94, label %82
82: ; preds = %69
%83 = add i64 %12, 2
%84 = and i64 %83, 4294967295
%85 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %84
%86 = load i32, i32* %85
%87 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %84
%88 = load i32, i32* %87
%89 = mul nsw i32 %88, %86
%90 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 %84
%91 = load i32, i32* %90
%92 = add nsw i32 %89, %91
%93 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %84
store i32 %92, i32* %93
br label %94
94: ; preds = %57, %69, %82, %11
ret void
}