int dot(int *a, int *b, int dim) {
  int i, result = 0;
  for (i = 0; i < dim; i++) {
    result += a[i] * b[i];
  }
  return result;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<dot>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    1154 <dot+0x54>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
movslq -0x18(%rbp),%rdx
imul   (%rcx,%rdx,4),%eax
add    -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    111d <dot+0x1d>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<dot>:
test   %edx,%edx
jle    1115 <dot+0x15>
mov    %edx,%r9d
cmp    $0x8,%edx
jae    1118 <dot+0x18>
xor    %edx,%edx
xor    %eax,%eax
jmp    12b0 <dot+0x1b0>
xor    %eax,%eax
ret
mov    %r9d,%edx
and    $0xfffffff8,%edx
lea    -0x8(%rdx),%rax
mov    %rax,%r8
shr    $0x3,%r8
add    $0x1,%r8
test   %rax,%rax
je     12c3 <dot+0x1c3>
mov    %r8,%rcx
and    $0xfffffffffffffffe,%rcx
pxor   %xmm0,%xmm0
xor    %eax,%eax
pxor   %xmm1,%xmm1
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
movdqu (%rdi,%rax,4),%xmm5
movdqu 0x10(%rdi,%rax,4),%xmm10
movdqu 0x20(%rdi,%rax,4),%xmm9
movdqu 0x30(%rdi,%rax,4),%xmm8
movdqu (%rsi,%rax,4),%xmm7
movdqu 0x10(%rsi,%rax,4),%xmm2
movdqu 0x20(%rsi,%rax,4),%xmm4
movdqu 0x30(%rsi,%rax,4),%xmm3
pshufd $0xf5,%xmm7,%xmm6
pmuludq %xmm5,%xmm7
pshufd $0xe8,%xmm7,%xmm7
pshufd $0xf5,%xmm5,%xmm5
pmuludq %xmm6,%xmm5
pshufd $0xe8,%xmm5,%xmm5
punpckldq %xmm5,%xmm7
paddd  %xmm0,%xmm7
pshufd $0xf5,%xmm2,%xmm0
pmuludq %xmm10,%xmm2
pshufd $0xe8,%xmm2,%xmm2
pshufd $0xf5,%xmm10,%xmm5
pmuludq %xmm0,%xmm5
pshufd $0xe8,%xmm5,%xmm0
punpckldq %xmm0,%xmm2
paddd  %xmm1,%xmm2
pshufd $0xf5,%xmm4,%xmm1
pmuludq %xmm9,%xmm4
pshufd $0xe8,%xmm4,%xmm0
pshufd $0xf5,%xmm9,%xmm4
pmuludq %xmm1,%xmm4
pshufd $0xe8,%xmm4,%xmm1
punpckldq %xmm1,%xmm0
paddd  %xmm7,%xmm0
pshufd $0xf5,%xmm3,%xmm4
pmuludq %xmm8,%xmm3
pshufd $0xe8,%xmm3,%xmm1
pshufd $0xf5,%xmm8,%xmm3
pmuludq %xmm4,%xmm3
pshufd $0xe8,%xmm3,%xmm3
punpckldq %xmm3,%xmm1
paddd  %xmm2,%xmm1
add    $0x10,%rax
add    $0xfffffffffffffffe,%rcx
jne    1150 <dot+0x50>
test   $0x1,%r8b
je     1289 <dot+0x189>
movdqu (%rdi,%rax,4),%xmm2
movdqu 0x10(%rdi,%rax,4),%xmm3
movdqu (%rsi,%rax,4),%xmm4
movdqu 0x10(%rsi,%rax,4),%xmm5
pshufd $0xf5,%xmm4,%xmm6
pmuludq %xmm2,%xmm4
pshufd $0xe8,%xmm4,%xmm4
pshufd $0xf5,%xmm2,%xmm2
pmuludq %xmm6,%xmm2
pshufd $0xe8,%xmm2,%xmm2
punpckldq %xmm2,%xmm4
paddd  %xmm4,%xmm0
pshufd $0xf5,%xmm5,%xmm2
pmuludq %xmm3,%xmm5
pshufd $0xe8,%xmm5,%xmm4
pshufd $0xf5,%xmm3,%xmm3
pmuludq %xmm2,%xmm3
pshufd $0xe8,%xmm3,%xmm2
punpckldq %xmm2,%xmm4
paddd  %xmm4,%xmm1
paddd  %xmm1,%xmm0
pshufd $0xee,%xmm0,%xmm1
paddd  %xmm0,%xmm1
pshufd $0x55,%xmm1,%xmm0
paddd  %xmm1,%xmm0
movd   %xmm0,%eax
cmp    %r9,%rdx
je     12c2 <dot+0x1c2>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    (%rsi,%rdx,4),%ecx
imul   (%rdi,%rdx,4),%ecx
add    %ecx,%eax
add    $0x1,%rdx
cmp    %rdx,%r9
jne    12b0 <dot+0x1b0>
ret
pxor   %xmm0,%xmm0
xor    %eax,%eax
pxor   %xmm1,%xmm1
test   $0x1,%r8b
jne    122b <dot+0x12b>
jmp    1289 <dot+0x189>

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

LLVM IR (-O2):
define i32 @dot(i32* nocapture %0, i32* nocapture %1, i32 %2) {
%4 = icmp sgt i32 %2, 0
br i1 %4, label %5, label %102
5: ; preds = %3
%6 = zext i32 %2 to i64
%7 = icmp ult i32 %2, 8
br i1 %7, label %88, label %8
8: ; preds = %5
%9 = and i64 %6, 4294967288
%10 = add nsw i64 %9, -8
%11 = lshr exact i64 %10, 3
%12 = add nuw nsw i64 %11, 1
%13 = and i64 %12, 1
%14 = icmp eq i64 %10, 0
br i1 %14, label %58, label %15
15: ; preds = %8
%16 = and i64 %12, 4611686018427387902
br label %17
17: ; preds = %17, %15
%18 = phi i64 [ 0, %15 ], [ %55, %17 ]
%19 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %15 ], [ %53, %17 ]
%20 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %15 ], [ %54, %17 ]
%21 = phi i64 [ 0, %15 ], [ %56, %17 ]
%22 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %18
%23 = bitcast i32* %22 to <4 x i32>*
%24 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %23
%25 = getelementptr inbounds i32, i32* %22, i64 4
%26 = bitcast i32* %25 to <4 x i32>*
%27 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %26
%28 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %18
%29 = bitcast i32* %28 to <4 x i32>*
%30 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %29
%31 = getelementptr inbounds i32, i32* %28, i64 4
%32 = bitcast i32* %31 to <4 x i32>*
%33 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %32
%34 = mul nsw <4 x i32> %30, %24
%35 = mul nsw <4 x i32> %33, %27
%36 = add <4 x i32> %34, %19
%37 = add <4 x i32> %35, %20
%38 = or i64 %18, 8
%39 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %38
%40 = bitcast i32* %39 to <4 x i32>*
%41 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %40
%42 = getelementptr inbounds i32, i32* %39, i64 4
%43 = bitcast i32* %42 to <4 x i32>*
%44 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %43
%45 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %38
%46 = bitcast i32* %45 to <4 x i32>*
%47 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %46
%48 = getelementptr inbounds i32, i32* %45, i64 4
%49 = bitcast i32* %48 to <4 x i32>*
%50 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %49
%51 = mul nsw <4 x i32> %47, %41
%52 = mul nsw <4 x i32> %50, %44
%53 = add <4 x i32> %51, %36
%54 = add <4 x i32> %52, %37
%55 = add nuw i64 %18, 16
%56 = add i64 %21, 2
%57 = icmp eq i64 %56, %16
br i1 %57, label %58, label %17
58: ; preds = %17, %8
%59 = phi <4 x i32> [ undef, %8 ], [ %53, %17 ]
%60 = phi <4 x i32> [ undef, %8 ], [ %54, %17 ]
%61 = phi i64 [ 0, %8 ], [ %55, %17 ]
%62 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %8 ], [ %53, %17 ]
%63 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %8 ], [ %54, %17 ]
%64 = icmp eq i64 %13, 0
br i1 %64, label %82, label %65
65: ; preds = %58
%66 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %61
%67 = bitcast i32* %66 to <4 x i32>*
%68 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %67
%69 = getelementptr inbounds i32, i32* %66, i64 4
%70 = bitcast i32* %69 to <4 x i32>*
%71 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %70
%72 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %61
%73 = bitcast i32* %72 to <4 x i32>*
%74 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %73
%75 = getelementptr inbounds i32, i32* %72, i64 4
%76 = bitcast i32* %75 to <4 x i32>*
%77 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %76
%78 = mul nsw <4 x i32> %74, %68
%79 = mul nsw <4 x i32> %77, %71
%80 = add <4 x i32> %78, %62
%81 = add <4 x i32> %79, %63
br label %82
82: ; preds = %58, %65
%83 = phi <4 x i32> [ %59, %58 ], [ %80, %65 ]
%84 = phi <4 x i32> [ %60, %58 ], [ %81, %65 ]
%85 = add <4 x i32> %84, %83
%86 = call i32 @llvm.vector.reduce.add.v4i32(<4 x i32> %85)
%87 = icmp eq i64 %9, %6
br i1 %87, label %102, label %88
88: ; preds = %5, %82
%89 = phi i64 [ 0, %5 ], [ %9, %82 ]
%90 = phi i32 [ 0, %5 ], [ %86, %82 ]
br label %91
91: ; preds = %88, %91
%92 = phi i64 [ %100, %91 ], [ %89, %88 ]
%93 = phi i32 [ %99, %91 ], [ %90, %88 ]
%94 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %92
%95 = load i32, i32* %94
%96 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %92
%97 = load i32, i32* %96
%98 = mul nsw i32 %97, %95
%99 = add nsw i32 %98, %93
%100 = add nuw nsw i64 %92, 1
%101 = icmp eq i64 %100, %6
br i1 %101, label %102, label %91
102: ; preds = %91, %82, %3
%103 = phi i32 [ 0, %3 ], [ %86, %82 ], [ %99, %91 ]
ret i32 %103
}