void saxpy(float *x, float *y, float a, int n) {
  for (int i = 0; i < n; i++)
    y[i] = a * x[i] + y[i];
}


x86 assembly (clang, -O0):
<saxpy>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
movss  %xmm0,-0x14(%rbp)
mov    %edx,-0x18(%rbp)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jge    1169 <saxpy+0x69>
movss  -0x14(%rbp),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm2
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm1
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
movss  %xmm0,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    111b <saxpy+0x1b>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<saxpy>:
test   %edx,%edx
jle    1251 <saxpy+0x151>
mov    %edx,%r9d
cmp    $0x8,%edx
jb     1122 <saxpy+0x22>
lea    (%rdi,%r9,4),%rax
cmp    %rsi,%rax
jbe    1187 <saxpy+0x87>
lea    (%rsi,%r9,4),%rax
cmp    %rdi,%rax
jbe    1187 <saxpy+0x87>
xor    %ecx,%ecx
mov    %rcx,%rax
not    %rax
test   $0x1,%r9b
je     1147 <saxpy+0x47>
movss  (%rdi,%rcx,4),%xmm1
mulss  %xmm0,%xmm1
addss  (%rsi,%rcx,4),%xmm1
movss  %xmm1,(%rsi,%rcx,4)
or     $0x1,%rcx
add    %r9,%rax
je     1251 <saxpy+0x151>
movss  (%rdi,%rcx,4),%xmm1
mulss  %xmm0,%xmm1
addss  (%rsi,%rcx,4),%xmm1
movss  %xmm1,(%rsi,%rcx,4)
movss  0x4(%rdi,%rcx,4),%xmm1
mulss  %xmm0,%xmm1
addss  0x4(%rsi,%rcx,4),%xmm1
movss  %xmm1,0x4(%rsi,%rcx,4)
add    $0x2,%rcx
cmp    %rcx,%r9
jne    1150 <saxpy+0x50>
jmp    1251 <saxpy+0x151>
mov    %r9d,%ecx
and    $0xfffffff8,%ecx
movaps %xmm0,%xmm1
shufps $0x0,%xmm0,%xmm1
lea    -0x8(%rcx),%rax
mov    %rax,%r8
shr    $0x3,%r8
add    $0x1,%r8
test   %rax,%rax
je     1252 <saxpy+0x152>
mov    %r8,%rax
and    $0xfffffffffffffffe,%rax
xor    %edx,%edx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
movups (%rdi,%rdx,4),%xmm2
movups 0x10(%rdi,%rdx,4),%xmm3
mulps  %xmm1,%xmm2
movups (%rsi,%rdx,4),%xmm4
addps  %xmm2,%xmm4
movups 0x10(%rsi,%rdx,4),%xmm2
movups 0x20(%rsi,%rdx,4),%xmm5
movups 0x30(%rsi,%rdx,4),%xmm6
mulps  %xmm1,%xmm3
addps  %xmm2,%xmm3
movups %xmm4,(%rsi,%rdx,4)
movups %xmm3,0x10(%rsi,%rdx,4)
movups 0x20(%rdi,%rdx,4),%xmm2
movups 0x30(%rdi,%rdx,4),%xmm3
mulps  %xmm1,%xmm2
addps  %xmm5,%xmm2
mulps  %xmm1,%xmm3
addps  %xmm6,%xmm3
movups %xmm2,0x20(%rsi,%rdx,4)
movups %xmm3,0x30(%rsi,%rdx,4)
add    $0x10,%rdx
add    $0xfffffffffffffffe,%rax
jne    11c0 <saxpy+0xc0>
test   $0x1,%r8b
je     1248 <saxpy+0x148>
movups (%rdi,%rdx,4),%xmm2
movups 0x10(%rdi,%rdx,4),%xmm3
movups (%rsi,%rdx,4),%xmm4
movups 0x10(%rsi,%rdx,4),%xmm5
mulps  %xmm1,%xmm2
addps  %xmm4,%xmm2
mulps  %xmm1,%xmm3
addps  %xmm5,%xmm3
movups %xmm2,(%rsi,%rdx,4)
movups %xmm3,0x10(%rsi,%rdx,4)
cmp    %r9,%rcx
jne    1124 <saxpy+0x24>
ret
xor    %edx,%edx
test   $0x1,%r8b
jne    1221 <saxpy+0x121>
jmp    1248 <saxpy+0x148>

LLVM IR (-O0):
define void @saxpy(float* %0, float* %1, float %2, i32 %3) {
%5 = alloca float*
%6 = alloca float*
%7 = alloca float
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
store float* %0, float** %5
store float* %1, float** %6
store float %2, float* %7
store i32 %3, i32* %8
store i32 0, i32* %9
br label %10
10: ; preds = %31, %4
%11 = load i32, i32* %9
%12 = load i32, i32* %8
%13 = icmp slt i32 %11, %12
br i1 %13, label %14, label %34
14: ; preds = %10
%15 = load float, float* %7
%16 = load float*, float** %5
%17 = load i32, i32* %9
%18 = sext i32 %17 to i64
%19 = getelementptr inbounds float, float* %16, i64 %18
%20 = load float, float* %19
%21 = load float*, float** %6
%22 = load i32, i32* %9
%23 = sext i32 %22 to i64
%24 = getelementptr inbounds float, float* %21, i64 %23
%25 = load float, float* %24
%26 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %15, float %20, float %25)
%27 = load float*, float** %6
%28 = load i32, i32* %9
%29 = sext i32 %28 to i64
%30 = getelementptr inbounds float, float* %27, i64 %29
store float %26, float* %30
br label %31
31: ; preds = %14
%32 = load i32, i32* %9
%33 = add nsw i32 %32, 1
store i32 %33, i32* %9
br label %10
34: ; preds = %10
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @saxpy(float* nocapture %0, float* nocapture %1, float %2, i32 %3) {
%5 = icmp sgt i32 %3, 0
br i1 %5, label %6, label %105
6: ; preds = %4
%7 = zext i32 %3 to i64
%8 = icmp ult i32 %3, 8
br i1 %8, label %89, label %9
9: ; preds = %6
%10 = getelementptr float, float* %1, i64 %7
%11 = getelementptr float, float* %0, i64 %7
%12 = icmp ugt float* %11, %1
%13 = icmp ugt float* %10, %0
%14 = and i1 %12, %13
br i1 %14, label %89, label %15
15: ; preds = %9
%16 = and i64 %7, 4294967288
%17 = insertelement <4 x float> poison, float %2, i64 0
%18 = shufflevector <4 x float> %17, <4 x float> poison, <4 x i32> zeroinitializer
%19 = insertelement <4 x float> poison, float %2, i64 0
%20 = shufflevector <4 x float> %19, <4 x float> poison, <4 x i32> zeroinitializer
%21 = add nsw i64 %16, -8
%22 = lshr exact i64 %21, 3
%23 = add nuw nsw i64 %22, 1
%24 = and i64 %23, 1
%25 = icmp eq i64 %21, 0
br i1 %25, label %67, label %26
26: ; preds = %15
%27 = and i64 %23, 4611686018427387902
br label %28
28: ; preds = %28, %26
%29 = phi i64 [ 0, %26 ], [ %64, %28 ]
%30 = phi i64 [ 0, %26 ], [ %65, %28 ]
%31 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %29
%32 = bitcast float* %31 to <4 x float>*
%33 = load <4 x float>, <4 x float>* %32
%34 = getelementptr inbounds float, float* %31, i64 4
%35 = bitcast float* %34 to <4 x float>*
%36 = load <4 x float>, <4 x float>* %35
%37 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 %29
%38 = bitcast float* %37 to <4 x float>*
%39 = load <4 x float>, <4 x float>* %38
%40 = getelementptr inbounds float, float* %37, i64 4
%41 = bitcast float* %40 to <4 x float>*
%42 = load <4 x float>, <4 x float>* %41
%43 = call <4 x float> @llvm.fmuladd.v4f32(<4 x float> %18, <4 x float> %33, <4 x float> %39)
%44 = call <4 x float> @llvm.fmuladd.v4f32(<4 x float> %20, <4 x float> %36, <4 x float> %42)
%45 = bitcast float* %37 to <4 x float>*
store <4 x float> %43, <4 x float>* %45
%46 = bitcast float* %40 to <4 x float>*
store <4 x float> %44, <4 x float>* %46
%47 = or i64 %29, 8
%48 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %47
%49 = bitcast float* %48 to <4 x float>*
%50 = load <4 x float>, <4 x float>* %49
%51 = getelementptr inbounds float, float* %48, i64 4
%52 = bitcast float* %51 to <4 x float>*
%53 = load <4 x float>, <4 x float>* %52
%54 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 %47
%55 = bitcast float* %54 to <4 x float>*
%56 = load <4 x float>, <4 x float>* %55
%57 = getelementptr inbounds float, float* %54, i64 4
%58 = bitcast float* %57 to <4 x float>*
%59 = load <4 x float>, <4 x float>* %58
%60 = call <4 x float> @llvm.fmuladd.v4f32(<4 x float> %18, <4 x float> %50, <4 x float> %56)
%61 = call <4 x float> @llvm.fmuladd.v4f32(<4 x float> %20, <4 x float> %53, <4 x float> %59)
%62 = bitcast float* %54 to <4 x float>*
store <4 x float> %60, <4 x float>* %62
%63 = bitcast float* %57 to <4 x float>*
store <4 x float> %61, <4 x float>* %63
%64 = add nuw i64 %29, 16
%65 = add i64 %30, 2
%66 = icmp eq i64 %65, %27
br i1 %66, label %67, label %28
67: ; preds = %28, %15
%68 = phi i64 [ 0, %15 ], [ %64, %28 ]
%69 = icmp eq i64 %24, 0
br i1 %69, label %87, label %70
70: ; preds = %67
%71 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %68
%72 = bitcast float* %71 to <4 x float>*
%73 = load <4 x float>, <4 x float>* %72
%74 = getelementptr inbounds float, float* %71, i64 4
%75 = bitcast float* %74 to <4 x float>*
%76 = load <4 x float>, <4 x float>* %75
%77 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 %68
%78 = bitcast float* %77 to <4 x float>*
%79 = load <4 x float>, <4 x float>* %78
%80 = getelementptr inbounds float, float* %77, i64 4
%81 = bitcast float* %80 to <4 x float>*
%82 = load <4 x float>, <4 x float>* %81
%83 = call <4 x float> @llvm.fmuladd.v4f32(<4 x float> %18, <4 x float> %73, <4 x float> %79)
%84 = call <4 x float> @llvm.fmuladd.v4f32(<4 x float> %20, <4 x float> %76, <4 x float> %82)
%85 = bitcast float* %77 to <4 x float>*
store <4 x float> %83, <4 x float>* %85
%86 = bitcast float* %80 to <4 x float>*
store <4 x float> %84, <4 x float>* %86
br label %87
87: ; preds = %67, %70
%88 = icmp eq i64 %16, %7
br i1 %88, label %105, label %89
89: ; preds = %9, %6, %87
%90 = phi i64 [ 0, %9 ], [ 0, %6 ], [ %16, %87 ]
%91 = xor i64 %90, -1
%92 = and i64 %7, 1
%93 = icmp eq i64 %92, 0
br i1 %93, label %101, label %94
94: ; preds = %89
%95 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %90
%96 = load float, float* %95
%97 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 %90
%98 = load float, float* %97
%99 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %2, float %96, float %98)
store float %99, float* %97
%100 = or i64 %90, 1
br label %101
101: ; preds = %94, %89
%102 = phi i64 [ %90, %89 ], [ %100, %94 ]
%103 = sub nsw i64 0, %7
%104 = icmp eq i64 %91, %103
br i1 %104, label %105, label %106
105: ; preds = %101, %106, %87, %4
ret void
106: ; preds = %101, %106
%107 = phi i64 [ %119, %106 ], [ %102, %101 ]
%108 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %107
%109 = load float, float* %108
%110 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 %107
%111 = load float, float* %110
%112 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %2, float %109, float %111)
store float %112, float* %110
%113 = add nuw nsw i64 %107, 1
%114 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %113
%115 = load float, float* %114
%116 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 %113
%117 = load float, float* %116
%118 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %2, float %115, float %117)
store float %118, float* %116
%119 = add nuw nsw i64 %107, 2
%120 = icmp eq i64 %119, %7
br i1 %120, label %105, label %106
}