void square(int *a, int size) {
  for (int i = 0; i < size; i++)
    a[i] = a[i] * a[i];
}


x86 assembly (clang, -O0):
<square>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
movl   $0x0,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    114e <square+0x4e>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
imul   (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    1112 <square+0x12>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<square>:
test   %esi,%esi
jle    1252 <square+0x152>
mov    %esi,%eax
cmp    $0x8,%esi
jae    1116 <square+0x16>
xor    %ecx,%ecx
jmp    1240 <square+0x140>
mov    %eax,%ecx
and    $0xfffffff8,%ecx
lea    -0x8(%rcx),%rdx
mov    %rdx,%r8
shr    $0x3,%r8
add    $0x1,%r8
test   %rdx,%rdx
je     1253 <square+0x153>
mov    %r8,%rsi
and    $0xfffffffffffffffe,%rsi
xor    %edx,%edx
nopl   0x0(%rax)
movdqu (%rdi,%rdx,4),%xmm1
movdqu 0x10(%rdi,%rdx,4),%xmm2
movdqu 0x20(%rdi,%rdx,4),%xmm3
movdqu 0x30(%rdi,%rdx,4),%xmm0
pshufd $0xf5,%xmm1,%xmm4
pmuludq %xmm1,%xmm1
pshufd $0xe8,%xmm1,%xmm1
pmuludq %xmm4,%xmm4
pshufd $0xe8,%xmm4,%xmm4
punpckldq %xmm4,%xmm1
pshufd $0xf5,%xmm2,%xmm4
pmuludq %xmm2,%xmm2
pshufd $0xe8,%xmm2,%xmm2
pmuludq %xmm4,%xmm4
pshufd $0xe8,%xmm4,%xmm4
punpckldq %xmm4,%xmm2
movdqu %xmm1,(%rdi,%rdx,4)
movdqu %xmm2,0x10(%rdi,%rdx,4)
pshufd $0xf5,%xmm3,%xmm1
pmuludq %xmm3,%xmm3
pshufd $0xe8,%xmm3,%xmm2
pmuludq %xmm1,%xmm1
pshufd $0xe8,%xmm1,%xmm1
punpckldq %xmm1,%xmm2
pshufd $0xf5,%xmm0,%xmm1
pmuludq %xmm0,%xmm0
pshufd $0xe8,%xmm0,%xmm0
pmuludq %xmm1,%xmm1
pshufd $0xe8,%xmm1,%xmm1
punpckldq %xmm1,%xmm0
movdqu %xmm2,0x20(%rdi,%rdx,4)
movdqu %xmm0,0x30(%rdi,%rdx,4)
add    $0x10,%rdx
add    $0xfffffffffffffffe,%rsi
jne    1140 <square+0x40>
test   $0x1,%r8b
je     123a <square+0x13a>
movdqu (%rdi,%rdx,4),%xmm0
movdqu 0x10(%rdi,%rdx,4),%xmm1
pshufd $0xf5,%xmm0,%xmm2
pmuludq %xmm0,%xmm0
pshufd $0xe8,%xmm0,%xmm0
pmuludq %xmm2,%xmm2
pshufd $0xe8,%xmm2,%xmm2
punpckldq %xmm2,%xmm0
pshufd $0xf5,%xmm1,%xmm2
pmuludq %xmm1,%xmm1
pshufd $0xe8,%xmm1,%xmm1
pmuludq %xmm2,%xmm2
pshufd $0xe8,%xmm2,%xmm2
punpckldq %xmm2,%xmm1
movdqu %xmm0,(%rdi,%rdx,4)
movdqu %xmm1,0x10(%rdi,%rdx,4)
cmp    %rax,%rcx
je     1252 <square+0x152>
nop
mov    (%rdi,%rcx,4),%edx
imul   %edx,%edx
mov    %edx,(%rdi,%rcx,4)
add    $0x1,%rcx
cmp    %rcx,%rax
jne    1240 <square+0x140>
ret
xor    %edx,%edx
test   $0x1,%r8b
jne    11ee <square+0xee>
jmp    123a <square+0x13a>

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

LLVM IR (-O2):
define void @square(i32* nocapture %0, i32 %1) {
%3 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %3, label %4, label %61
4: ; preds = %2
%5 = zext i32 %1 to i64
%6 = icmp ult i32 %1, 8
br i1 %6, label %59, label %7
7: ; preds = %4
%8 = and i64 %5, 4294967288
%9 = add nsw i64 %8, -8
%10 = lshr exact i64 %9, 3
%11 = add nuw nsw i64 %10, 1
%12 = and i64 %11, 1
%13 = icmp eq i64 %9, 0
br i1 %13, label %43, label %14
14: ; preds = %7
%15 = and i64 %11, 4611686018427387902
br label %16
16: ; preds = %16, %14
%17 = phi i64 [ 0, %14 ], [ %40, %16 ]
%18 = phi i64 [ 0, %14 ], [ %41, %16 ]
%19 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %17
%20 = bitcast i32* %19 to <4 x i32>*
%21 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %20
%22 = getelementptr inbounds i32, i32* %19, i64 4
%23 = bitcast i32* %22 to <4 x i32>*
%24 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %23
%25 = mul nsw <4 x i32> %21, %21
%26 = mul nsw <4 x i32> %24, %24
%27 = bitcast i32* %19 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %25, <4 x i32>* %27
%28 = bitcast i32* %22 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %26, <4 x i32>* %28
%29 = or i64 %17, 8
%30 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %29
%31 = bitcast i32* %30 to <4 x i32>*
%32 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %31
%33 = getelementptr inbounds i32, i32* %30, i64 4
%34 = bitcast i32* %33 to <4 x i32>*
%35 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %34
%36 = mul nsw <4 x i32> %32, %32
%37 = mul nsw <4 x i32> %35, %35
%38 = bitcast i32* %30 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %36, <4 x i32>* %38
%39 = bitcast i32* %33 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %37, <4 x i32>* %39
%40 = add nuw i64 %17, 16
%41 = add i64 %18, 2
%42 = icmp eq i64 %41, %15
br i1 %42, label %43, label %16
43: ; preds = %16, %7
%44 = phi i64 [ 0, %7 ], [ %40, %16 ]
%45 = icmp eq i64 %12, 0
br i1 %45, label %57, label %46
46: ; preds = %43
%47 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %44
%48 = bitcast i32* %47 to <4 x i32>*
%49 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %48
%50 = getelementptr inbounds i32, i32* %47, i64 4
%51 = bitcast i32* %50 to <4 x i32>*
%52 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %51
%53 = mul nsw <4 x i32> %49, %49
%54 = mul nsw <4 x i32> %52, %52
%55 = bitcast i32* %47 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %53, <4 x i32>* %55
%56 = bitcast i32* %50 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %54, <4 x i32>* %56
br label %57
57: ; preds = %43, %46
%58 = icmp eq i64 %8, %5
br i1 %58, label %61, label %59
59: ; preds = %4, %57
%60 = phi i64 [ 0, %4 ], [ %8, %57 ]
br label %62
61: ; preds = %62, %57, %2
ret void
62: ; preds = %59, %62
%63 = phi i64 [ %67, %62 ], [ %60, %59 ]
%64 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %63
%65 = load i32, i32* %64
%66 = mul nsw i32 %65, %65
store i32 %66, i32* %64
%67 = add nuw nsw i64 %63, 1
%68 = icmp eq i64 %67, %5
br i1 %68, label %61, label %62
}