void gather_array_double_add(double *restrict out, const double *restrict in,
                             unsigned int n) {
  for (; n; --n) {
    double q = *in++, *p = out++;
    *p += q;
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<gather_array_double_add>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x14(%rbp)
je     1163 <gather_array_double_add+0x63>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,%rcx
add    $0x8,%rcx
mov    %rcx,-0x10(%rbp)
movsd  (%rax),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x20(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %rax,%rcx
add    $0x8,%rcx
mov    %rcx,-0x8(%rbp)
mov    %rax,-0x28(%rbp)
movsd  -0x20(%rbp),%xmm0
mov    -0x28(%rbp),%rax
addsd  (%rax),%xmm0
movsd  %xmm0,(%rax)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    110f <gather_array_double_add+0xf>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<gather_array_double_add>:
test   %edx,%edx
je     1217 <gather_array_double_add+0x117>
lea    -0x1(%rdx),%r9d
cmp    $0x3,%r9d
jb     11ee <gather_array_double_add+0xee>
add    $0x1,%r9
mov    %r9,%r8
and    $0xfffffffffffffffc,%r8
lea    -0x4(%r8),%rax
mov    %rax,%r10
shr    $0x2,%r10
add    $0x1,%r10
test   %rax,%rax
je     1218 <gather_array_double_add+0x118>
mov    %r10,%rax
and    $0xfffffffffffffffe,%rax
xor    %ecx,%ecx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
movupd (%rsi,%rcx,8),%xmm0
movupd 0x10(%rsi,%rcx,8),%xmm1
movupd (%rdi,%rcx,8),%xmm2
addpd  %xmm0,%xmm2
movupd 0x10(%rdi,%rcx,8),%xmm0
addpd  %xmm1,%xmm0
movupd 0x20(%rdi,%rcx,8),%xmm1
movupd 0x30(%rdi,%rcx,8),%xmm3
movupd %xmm2,(%rdi,%rcx,8)
movupd %xmm0,0x10(%rdi,%rcx,8)
movupd 0x20(%rsi,%rcx,8),%xmm0
addpd  %xmm1,%xmm0
movupd 0x30(%rsi,%rcx,8),%xmm1
addpd  %xmm3,%xmm1
movupd %xmm0,0x20(%rdi,%rcx,8)
movupd %xmm1,0x30(%rdi,%rcx,8)
add    $0x8,%rcx
add    $0xfffffffffffffffe,%rax
jne    1150 <gather_array_double_add+0x50>
test   $0x1,%r10b
je     11de <gather_array_double_add+0xde>
movupd (%rsi,%rcx,8),%xmm0
movupd 0x10(%rsi,%rcx,8),%xmm1
movupd (%rdi,%rcx,8),%xmm2
addpd  %xmm0,%xmm2
movupd 0x10(%rdi,%rcx,8),%xmm0
addpd  %xmm1,%xmm0
movupd %xmm2,(%rdi,%rcx,8)
movupd %xmm0,0x10(%rdi,%rcx,8)
cmp    %r8,%r9
je     1217 <gather_array_double_add+0x117>
lea    (%rdi,%r8,8),%rdi
lea    (%rsi,%r8,8),%rsi
sub    %r8d,%edx
mov    %edx,%eax
xor    %ecx,%ecx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
movsd  (%rsi,%rcx,8),%xmm0
addsd  (%rdi,%rcx,8),%xmm0
movsd  %xmm0,(%rdi,%rcx,8)
add    $0x1,%rcx
cmp    %ecx,%eax
jne    1200 <gather_array_double_add+0x100>
ret
xor    %ecx,%ecx
test   $0x1,%r10b
jne    11b5 <gather_array_double_add+0xb5>
jmp    11de <gather_array_double_add+0xde>

LLVM IR (-O0):
define void @gather_array_double_add(double* noalias %0, double* noalias %1, i32 %2) {
%4 = alloca double*
%5 = alloca double*
%6 = alloca i32
%7 = alloca double
%8 = alloca double*
store double* %0, double** %4
store double* %1, double** %5
store i32 %2, i32* %6
br label %9
9: ; preds = %22, %3
%10 = load i32, i32* %6
%11 = icmp ne i32 %10, 0
br i1 %11, label %12, label %25
12: ; preds = %9
%13 = load double*, double** %5
%14 = getelementptr inbounds double, double* %13, i32 1
store double* %14, double** %5
%15 = load double, double* %13
store double %15, double* %7
%16 = load double*, double** %4
%17 = getelementptr inbounds double, double* %16, i32 1
store double* %17, double** %4
store double* %16, double** %8
%18 = load double, double* %7
%19 = load double*, double** %8
%20 = load double, double* %19
%21 = fadd double %20, %18
store double %21, double* %19
br label %22
22: ; preds = %12
%23 = load i32, i32* %6
%24 = add i32 %23, -1
store i32 %24, i32* %6
br label %9
25: ; preds = %9
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @gather_array_double_add(double* noalias nocapture %0, double* noalias nocapture %1, i32 %2) {
%4 = icmp eq i32 %2, 0
br i1 %4, label %99, label %5
5: ; preds = %3
%6 = add i32 %2, -1
%7 = zext i32 %6 to i64
%8 = add nuw nsw i64 %7, 1
%9 = icmp ult i32 %6, 3
br i1 %9, label %84, label %10
10: ; preds = %5
%11 = and i64 %8, 8589934588
%12 = getelementptr double, double* %0, i64 %11
%13 = getelementptr double, double* %1, i64 %11
%14 = trunc i64 %11 to i32
%15 = sub i32 %2, %14
%16 = add nsw i64 %11, -4
%17 = lshr exact i64 %16, 2
%18 = add nuw nsw i64 %17, 1
%19 = and i64 %18, 1
%20 = icmp eq i64 %16, 0
br i1 %20, label %62, label %21
21: ; preds = %10
%22 = and i64 %18, 9223372036854775806
br label %23
23: ; preds = %23, %21
%24 = phi i64 [ 0, %21 ], [ %59, %23 ]
%25 = phi i64 [ 0, %21 ], [ %60, %23 ]
%26 = getelementptr double, double* %0, i64 %24
%27 = getelementptr double, double* %1, i64 %24
%28 = bitcast double* %27 to <2 x double>*
%29 = load <2 x double>, <2 x double>* %28
%30 = getelementptr double, double* %27, i64 2
%31 = bitcast double* %30 to <2 x double>*
%32 = load <2 x double>, <2 x double>* %31
%33 = bitcast double* %26 to <2 x double>*
%34 = load <2 x double>, <2 x double>* %33
%35 = getelementptr double, double* %26, i64 2
%36 = bitcast double* %35 to <2 x double>*
%37 = load <2 x double>, <2 x double>* %36
%38 = fadd <2 x double> %29, %34
%39 = fadd <2 x double> %32, %37
%40 = bitcast double* %26 to <2 x double>*
store <2 x double> %38, <2 x double>* %40
%41 = bitcast double* %35 to <2 x double>*
store <2 x double> %39, <2 x double>* %41
%42 = or i64 %24, 4
%43 = getelementptr double, double* %0, i64 %42
%44 = getelementptr double, double* %1, i64 %42
%45 = bitcast double* %44 to <2 x double>*
%46 = load <2 x double>, <2 x double>* %45
%47 = getelementptr double, double* %44, i64 2
%48 = bitcast double* %47 to <2 x double>*
%49 = load <2 x double>, <2 x double>* %48
%50 = bitcast double* %43 to <2 x double>*
%51 = load <2 x double>, <2 x double>* %50
%52 = getelementptr double, double* %43, i64 2
%53 = bitcast double* %52 to <2 x double>*
%54 = load <2 x double>, <2 x double>* %53
%55 = fadd <2 x double> %46, %51
%56 = fadd <2 x double> %49, %54
%57 = bitcast double* %43 to <2 x double>*
store <2 x double> %55, <2 x double>* %57
%58 = bitcast double* %52 to <2 x double>*
store <2 x double> %56, <2 x double>* %58
%59 = add nuw i64 %24, 8
%60 = add i64 %25, 2
%61 = icmp eq i64 %60, %22
br i1 %61, label %62, label %23
62: ; preds = %23, %10
%63 = phi i64 [ 0, %10 ], [ %59, %23 ]
%64 = icmp eq i64 %19, 0
br i1 %64, label %82, label %65
65: ; preds = %62
%66 = getelementptr double, double* %0, i64 %63
%67 = getelementptr double, double* %1, i64 %63
%68 = bitcast double* %67 to <2 x double>*
%69 = load <2 x double>, <2 x double>* %68
%70 = getelementptr double, double* %67, i64 2
%71 = bitcast double* %70 to <2 x double>*
%72 = load <2 x double>, <2 x double>* %71
%73 = bitcast double* %66 to <2 x double>*
%74 = load <2 x double>, <2 x double>* %73
%75 = getelementptr double, double* %66, i64 2
%76 = bitcast double* %75 to <2 x double>*
%77 = load <2 x double>, <2 x double>* %76
%78 = fadd <2 x double> %69, %74
%79 = fadd <2 x double> %72, %77
%80 = bitcast double* %66 to <2 x double>*
store <2 x double> %78, <2 x double>* %80
%81 = bitcast double* %75 to <2 x double>*
store <2 x double> %79, <2 x double>* %81
br label %82
82: ; preds = %62, %65
%83 = icmp eq i64 %8, %11
br i1 %83, label %99, label %84
84: ; preds = %5, %82
%85 = phi double* [ %0, %5 ], [ %12, %82 ]
%86 = phi double* [ %1, %5 ], [ %13, %82 ]
%87 = phi i32 [ %2, %5 ], [ %15, %82 ]
br label %88
88: ; preds = %84, %88
%89 = phi double* [ %94, %88 ], [ %85, %84 ]
%90 = phi double* [ %92, %88 ], [ %86, %84 ]
%91 = phi i32 [ %97, %88 ], [ %87, %84 ]
%92 = getelementptr inbounds double, double* %90, i64 1
%93 = load double, double* %90
%94 = getelementptr inbounds double, double* %89, i64 1
%95 = load double, double* %89
%96 = fadd double %93, %95
store double %96, double* %89
%97 = add i32 %91, -1
%98 = icmp eq i32 %97, 0
br i1 %98, label %99, label %88
99: ; preds = %88, %82, %3
ret void
}