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


x86 assembly (clang, -O0):
<gather_array_long_mul>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x14(%rbp)
je     115f <gather_array_long_mul+0x5f>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,%rcx
add    $0x8,%rcx
mov    %rcx,-0x10(%rbp)
mov    (%rax),%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %rax,%rcx
add    $0x8,%rcx
mov    %rcx,-0x8(%rbp)
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rcx
mov    -0x28(%rbp),%rax
imul   (%rax),%rcx
mov    %rcx,(%rax)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    110f <gather_array_long_mul+0xf>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<gather_array_long_mul>:
test   %edx,%edx
je     12f5 <gather_array_long_mul+0x1f5>
lea    -0x1(%rdx),%r9d
cmp    $0x3,%r9d
jb     12dc <gather_array_long_mul+0x1dc>
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     12f6 <gather_array_long_mul+0x1f6>
mov    %r10,%rax
and    $0xfffffffffffffffe,%rax
xor    %ecx,%ecx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
movdqu (%rsi,%rcx,8),%xmm5
movdqu 0x10(%rsi,%rcx,8),%xmm4
movdqu (%rdi,%rcx,8),%xmm2
movdqu 0x10(%rdi,%rcx,8),%xmm3
movdqu 0x20(%rdi,%rcx,8),%xmm0
movdqu 0x30(%rdi,%rcx,8),%xmm1
movdqa %xmm2,%xmm6
psrlq  $0x20,%xmm6
pmuludq %xmm5,%xmm6
movdqa %xmm5,%xmm7
psrlq  $0x20,%xmm7
pmuludq %xmm2,%xmm7
paddq  %xmm6,%xmm7
psllq  $0x20,%xmm7
pmuludq %xmm5,%xmm2
paddq  %xmm7,%xmm2
movdqa %xmm3,%xmm5
psrlq  $0x20,%xmm5
pmuludq %xmm4,%xmm5
movdqa %xmm4,%xmm6
psrlq  $0x20,%xmm6
pmuludq %xmm3,%xmm6
paddq  %xmm5,%xmm6
psllq  $0x20,%xmm6
pmuludq %xmm4,%xmm3
paddq  %xmm6,%xmm3
movdqu %xmm2,(%rdi,%rcx,8)
movdqu %xmm3,0x10(%rdi,%rcx,8)
movdqu 0x20(%rsi,%rcx,8),%xmm2
movdqu 0x30(%rsi,%rcx,8),%xmm3
movdqa %xmm0,%xmm4
psrlq  $0x20,%xmm4
pmuludq %xmm2,%xmm4
movdqa %xmm2,%xmm5
psrlq  $0x20,%xmm5
pmuludq %xmm0,%xmm5
paddq  %xmm4,%xmm5
psllq  $0x20,%xmm5
pmuludq %xmm2,%xmm0
paddq  %xmm5,%xmm0
movdqa %xmm1,%xmm2
psrlq  $0x20,%xmm2
pmuludq %xmm3,%xmm2
movdqa %xmm3,%xmm4
psrlq  $0x20,%xmm4
pmuludq %xmm1,%xmm4
paddq  %xmm2,%xmm4
psllq  $0x20,%xmm4
pmuludq %xmm3,%xmm1
paddq  %xmm4,%xmm1
movdqu %xmm0,0x20(%rdi,%rcx,8)
movdqu %xmm1,0x30(%rdi,%rcx,8)
add    $0x8,%rcx
add    $0xfffffffffffffffe,%rax
jne    1150 <gather_array_long_mul+0x50>
test   $0x1,%r10b
je     12cc <gather_array_long_mul+0x1cc>
movdqu (%rsi,%rcx,8),%xmm2
movdqu 0x10(%rsi,%rcx,8),%xmm3
movdqu (%rdi,%rcx,8),%xmm0
movdqu 0x10(%rdi,%rcx,8),%xmm1
movdqa %xmm0,%xmm4
psrlq  $0x20,%xmm4
pmuludq %xmm2,%xmm4
movdqa %xmm2,%xmm5
psrlq  $0x20,%xmm5
pmuludq %xmm0,%xmm5
paddq  %xmm4,%xmm5
psllq  $0x20,%xmm5
pmuludq %xmm2,%xmm0
paddq  %xmm5,%xmm0
movdqa %xmm1,%xmm2
psrlq  $0x20,%xmm2
pmuludq %xmm3,%xmm2
movdqa %xmm3,%xmm4
psrlq  $0x20,%xmm4
pmuludq %xmm1,%xmm4
paddq  %xmm2,%xmm4
psllq  $0x20,%xmm4
pmuludq %xmm3,%xmm1
paddq  %xmm4,%xmm1
movdqu %xmm0,(%rdi,%rcx,8)
movdqu %xmm1,0x10(%rdi,%rcx,8)
cmp    %r8,%r9
je     12f5 <gather_array_long_mul+0x1f5>
lea    (%rdi,%r8,8),%rdi
lea    (%rsi,%r8,8),%rsi
sub    %r8d,%edx
mov    %edx,%eax
xor    %ecx,%ecx
mov    (%rdi,%rcx,8),%rdx
imul   (%rsi,%rcx,8),%rdx
mov    %rdx,(%rdi,%rcx,8)
add    $0x1,%rcx
cmp    %ecx,%eax
jne    12e0 <gather_array_long_mul+0x1e0>
ret
xor    %ecx,%ecx
test   $0x1,%r10b
jne    1255 <gather_array_long_mul+0x155>
jmp    12cc <gather_array_long_mul+0x1cc>

LLVM IR (-O0):
define void @gather_array_long_mul(i64* noalias %0, i64* noalias %1, i32 %2) {
%4 = alloca i64*
%5 = alloca i64*
%6 = alloca i32
%7 = alloca i64
%8 = alloca i64*
store i64* %0, i64** %4
store i64* %1, i64** %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 i64*, i64** %5
%14 = getelementptr inbounds i64, i64* %13, i32 1
store i64* %14, i64** %5
%15 = load i64, i64* %13
store i64 %15, i64* %7
%16 = load i64*, i64** %4
%17 = getelementptr inbounds i64, i64* %16, i32 1
store i64* %17, i64** %4
store i64* %16, i64** %8
%18 = load i64, i64* %7
%19 = load i64*, i64** %8
%20 = load i64, i64* %19
%21 = mul nsw i64 %20, %18
store i64 %21, i64* %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_long_mul(i64* noalias nocapture %0, i64* 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 i64, i64* %0, i64 %11
%13 = getelementptr i64, i64* %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 i64, i64* %0, i64 %24
%27 = getelementptr i64, i64* %1, i64 %24
%28 = bitcast i64* %27 to <2 x i64>*
%29 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %28
%30 = getelementptr i64, i64* %27, i64 2
%31 = bitcast i64* %30 to <2 x i64>*
%32 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %31
%33 = bitcast i64* %26 to <2 x i64>*
%34 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %33
%35 = getelementptr i64, i64* %26, i64 2
%36 = bitcast i64* %35 to <2 x i64>*
%37 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %36
%38 = mul nsw <2 x i64> %34, %29
%39 = mul nsw <2 x i64> %37, %32
%40 = bitcast i64* %26 to <2 x i64>*
store <2 x i64> %38, <2 x i64>* %40
%41 = bitcast i64* %35 to <2 x i64>*
store <2 x i64> %39, <2 x i64>* %41
%42 = or i64 %24, 4
%43 = getelementptr i64, i64* %0, i64 %42
%44 = getelementptr i64, i64* %1, i64 %42
%45 = bitcast i64* %44 to <2 x i64>*
%46 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %45
%47 = getelementptr i64, i64* %44, i64 2
%48 = bitcast i64* %47 to <2 x i64>*
%49 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %48
%50 = bitcast i64* %43 to <2 x i64>*
%51 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %50
%52 = getelementptr i64, i64* %43, i64 2
%53 = bitcast i64* %52 to <2 x i64>*
%54 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %53
%55 = mul nsw <2 x i64> %51, %46
%56 = mul nsw <2 x i64> %54, %49
%57 = bitcast i64* %43 to <2 x i64>*
store <2 x i64> %55, <2 x i64>* %57
%58 = bitcast i64* %52 to <2 x i64>*
store <2 x i64> %56, <2 x i64>* %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 i64, i64* %0, i64 %63
%67 = getelementptr i64, i64* %1, i64 %63
%68 = bitcast i64* %67 to <2 x i64>*
%69 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %68
%70 = getelementptr i64, i64* %67, i64 2
%71 = bitcast i64* %70 to <2 x i64>*
%72 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %71
%73 = bitcast i64* %66 to <2 x i64>*
%74 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %73
%75 = getelementptr i64, i64* %66, i64 2
%76 = bitcast i64* %75 to <2 x i64>*
%77 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %76
%78 = mul nsw <2 x i64> %74, %69
%79 = mul nsw <2 x i64> %77, %72
%80 = bitcast i64* %66 to <2 x i64>*
store <2 x i64> %78, <2 x i64>* %80
%81 = bitcast i64* %75 to <2 x i64>*
store <2 x i64> %79, <2 x i64>* %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 i64* [ %0, %5 ], [ %12, %82 ]
%86 = phi i64* [ %1, %5 ], [ %13, %82 ]
%87 = phi i32 [ %2, %5 ], [ %15, %82 ]
br label %88
88: ; preds = %84, %88
%89 = phi i64* [ %94, %88 ], [ %85, %84 ]
%90 = phi i64* [ %92, %88 ], [ %86, %84 ]
%91 = phi i32 [ %97, %88 ], [ %87, %84 ]
%92 = getelementptr inbounds i64, i64* %90, i64 1
%93 = load i64, i64* %90
%94 = getelementptr inbounds i64, i64* %89, i64 1
%95 = load i64, i64* %89
%96 = mul nsw i64 %95, %93
store i64 %96, i64* %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
}