void conv_optimize(const float *restrict a, int n, const float *restrict f,
                   int m, float *restrict b) {
  for (int j = 0; j < m; j++)
    for (int i = j; i < n; i++)
      b[i] += f[j] * a[i - j];
}


x86 assembly (clang, -O0):
<conv_optimize>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %ecx,-0x1c(%rbp)
mov    %r8,-0x28(%rbp)
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    1195 <conv_optimize+0x95>
mov    -0x2c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    1182 <conv_optimize+0x82>
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x30(%rbp),%ecx
sub    -0x2c(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm2
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0x30(%rbp),%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm1
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
movss  %xmm0,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x30(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
jmp    112f <conv_optimize+0x2f>
jmp    1187 <conv_optimize+0x87>
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    111d <conv_optimize+0x1d>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<conv_optimize>:
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
test   %ecx,%ecx
jle    1273 <conv_optimize+0x173>
movslq %esi,%r10
mov    %ecx,%r9d
mov    %r10d,%r13d
lea    0x30(%r8),%rcx
lea    -0x8(%r13),%r11
xor    %r12d,%r12d
mov    %rdi,%rbx
jmp    1149 <conv_optimize+0x49>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%r12
add    $0x4,%rcx
add    $0xffffffffffffffff,%r11
add    $0xfffffffffffffffc,%rbx
cmp    %r9,%r12
je     1273 <conv_optimize+0x173>
cmp    %r10,%r12
jge    1130 <conv_optimize+0x30>
mov    %r13,%r14
sub    %r12,%r14
movss  (%rdx,%r12,4),%xmm0
mov    %r12,%rsi
cmp    $0x8,%r14
jb     1250 <conv_optimize+0x150>
lea    -0x8(%r14),%rax
mov    %rax,%r15
shr    $0x3,%r15
add    $0x1,%r15
movaps %xmm0,%xmm1
shufps $0x0,%xmm0,%xmm1
cmp    $0x8,%rax
jae    1187 <conv_optimize+0x87>
xor    %eax,%eax
jmp    11fb <conv_optimize+0xfb>
mov    %r11,%rsi
shr    $0x3,%rsi
add    $0x1,%rsi
and    $0xfffffffffffffffe,%rsi
xor    %eax,%eax
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movups (%rdi,%rax,4),%xmm2
movups 0x10(%rdi,%rax,4),%xmm3
mulps  %xmm1,%xmm2
movups -0x30(%rcx,%rax,4),%xmm4
addps  %xmm2,%xmm4
movups -0x20(%rcx,%rax,4),%xmm2
movups -0x10(%rcx,%rax,4),%xmm5
movups (%rcx,%rax,4),%xmm6
mulps  %xmm1,%xmm3
addps  %xmm2,%xmm3
movups %xmm4,-0x30(%rcx,%rax,4)
movups %xmm3,-0x20(%rcx,%rax,4)
movups 0x20(%rdi,%rax,4),%xmm2
movups 0x30(%rdi,%rax,4),%xmm3
mulps  %xmm1,%xmm2
addps  %xmm5,%xmm2
mulps  %xmm1,%xmm3
addps  %xmm6,%xmm3
movups %xmm2,-0x10(%rcx,%rax,4)
movups %xmm3,(%rcx,%rax,4)
add    $0x10,%rax
add    $0xfffffffffffffffe,%rsi
jne    11a0 <conv_optimize+0xa0>
mov    %r14,%rsi
and    $0xfffffffffffffff8,%rsi
test   $0x1,%r15b
je     1237 <conv_optimize+0x137>
lea    (%r12,%rax,1),%r15
movups (%rdi,%rax,4),%xmm2
movups 0x10(%rdi,%rax,4),%xmm3
movups (%r8,%r15,4),%xmm4
movups 0x10(%r8,%r15,4),%xmm5
mulps  %xmm1,%xmm2
addps  %xmm4,%xmm2
mulps  %xmm1,%xmm3
addps  %xmm5,%xmm3
movups %xmm2,(%r8,%r15,4)
movups %xmm3,0x10(%r8,%r15,4)
cmp    %rsi,%r14
je     1130 <conv_optimize+0x30>
add    %r12,%rsi
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
movss  (%rbx,%rsi,4),%xmm1
mulss  %xmm0,%xmm1
addss  (%r8,%rsi,4),%xmm1
movss  %xmm1,(%r8,%rsi,4)
add    $0x1,%rsi
cmp    %rsi,%r13
jne    1250 <conv_optimize+0x150>
jmp    1130 <conv_optimize+0x30>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
ret

LLVM IR (-O0):
define void @conv_optimize(float* noalias %0, i32 %1, float* noalias %2, i32 %3, float* noalias %4) {
%6 = alloca float*
%7 = alloca i32
%8 = alloca float*
%9 = alloca i32
%10 = alloca float*
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
store float* %0, float** %6
store i32 %1, i32* %7
store float* %2, float** %8
store i32 %3, i32* %9
store float* %4, float** %10
store i32 0, i32* %11
br label %13
13: ; preds = %46, %5
%14 = load i32, i32* %11
%15 = load i32, i32* %9
%16 = icmp slt i32 %14, %15
br i1 %16, label %17, label %49
17: ; preds = %13
%18 = load i32, i32* %11
store i32 %18, i32* %12
br label %19
19: ; preds = %42, %17
%20 = load i32, i32* %12
%21 = load i32, i32* %7
%22 = icmp slt i32 %20, %21
br i1 %22, label %23, label %45
23: ; preds = %19
%24 = load float*, float** %8
%25 = load i32, i32* %11
%26 = sext i32 %25 to i64
%27 = getelementptr inbounds float, float* %24, i64 %26
%28 = load float, float* %27
%29 = load float*, float** %6
%30 = load i32, i32* %12
%31 = load i32, i32* %11
%32 = sub nsw i32 %30, %31
%33 = sext i32 %32 to i64
%34 = getelementptr inbounds float, float* %29, i64 %33
%35 = load float, float* %34
%36 = load float*, float** %10
%37 = load i32, i32* %12
%38 = sext i32 %37 to i64
%39 = getelementptr inbounds float, float* %36, i64 %38
%40 = load float, float* %39
%41 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %28, float %35, float %40)
store float %41, float* %39
br label %42
42: ; preds = %23
%43 = load i32, i32* %12
%44 = add nsw i32 %43, 1
store i32 %44, i32* %12
br label %19
45: ; preds = %19
br label %46
46: ; preds = %45
%47 = load i32, i32* %11
%48 = add nsw i32 %47, 1
store i32 %48, i32* %11
br label %13
49: ; preds = %13
ret void
}

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