void lincomb(int i0, int i1, double fa, double fb, double *a, double *b,
             double *out) {
  for (int i = i0; i < i1; i++) {
    out[i] = fa * a[i] + fb * b[i];
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<lincomb>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %esi,-0x8(%rbp)
movsd  %xmm0,-0x10(%rbp)
movsd  %xmm1,-0x18(%rbp)
mov    %rdx,-0x20(%rbp)
mov    %rcx,-0x28(%rbp)
mov    %r8,-0x30(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
jge    1179 <lincomb+0x79>
movsd  -0x10(%rbp),%xmm0
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x34(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
movsd  -0x18(%rbp),%xmm1
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0x34(%rbp),%rcx
mulsd  (%rax,%rcx,8),%xmm1
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
mov    -0x30(%rbp),%rax
movslq -0x34(%rbp),%rcx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x34(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
jmp    1126 <lincomb+0x26>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<lincomb>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r12
push   %rbx
cmp    %esi,%edi
jge    127f <lincomb+0x17f>
movslq %edi,%r10
movslq %esi,%r11
mov    %r11,%r9
sub    %r10,%r9
cmp    $0x4,%r9
jae    11a9 <lincomb+0xa9>
mov    %r10,%rdi
sub    %edi,%esi
mov    %rdi,%rax
not    %rax
test   $0x1,%sil
je     1157 <lincomb+0x57>
movsd  (%rcx,%rdi,8),%xmm2
mulsd  %xmm1,%xmm2
movsd  (%rdx,%rdi,8),%xmm3
mulsd  %xmm0,%xmm3
addsd  %xmm2,%xmm3
movsd  %xmm3,(%r8,%rdi,8)
add    $0x1,%rdi
add    %r11,%rax
je     127f <lincomb+0x17f>
movsd  (%rcx,%rdi,8),%xmm2
mulsd  %xmm1,%xmm2
movsd  (%rdx,%rdi,8),%xmm3
mulsd  %xmm0,%xmm3
addsd  %xmm2,%xmm3
movsd  %xmm3,(%r8,%rdi,8)
movsd  0x8(%rcx,%rdi,8),%xmm2
mulsd  %xmm1,%xmm2
movsd  0x8(%rdx,%rdi,8),%xmm3
mulsd  %xmm0,%xmm3
addsd  %xmm2,%xmm3
movsd  %xmm3,0x8(%r8,%rdi,8)
add    $0x2,%rdi
cmp    %rdi,%r11
jne    1160 <lincomb+0x60>
jmp    127f <lincomb+0x17f>
lea    (%r8,%r10,8),%rax
lea    (%r8,%r11,8),%rdi
lea    (%rdx,%r10,8),%r14
lea    (%rdx,%r11,8),%rbx
lea    (%rcx,%r10,8),%r15
lea    (%rcx,%r11,8),%r12
cmp    %rbx,%rax
setb   %bpl
cmp    %rdi,%r14
setb   %bl
cmp    %r12,%rax
setb   %al
cmp    %rdi,%r15
setb   %dil
test   %bl,%bpl
jne    1126 <lincomb+0x26>
and    %dil,%al
jne    1126 <lincomb+0x26>
mov    %r9,%r14
and    $0xfffffffffffffffc,%r14
lea    (%r14,%r10,1),%rdi
movapd %xmm1,%xmm2
unpcklpd %xmm1,%xmm2
movapd %xmm0,%xmm3
unpcklpd %xmm0,%xmm3
lea    (%rdx,%r10,8),%r15
add    $0x10,%r15
lea    (%rcx,%r10,8),%r12
add    $0x10,%r12
lea    (%r8,%r10,8),%rbx
add    $0x10,%rbx
xor    %eax,%eax
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
movupd -0x10(%r15,%rax,8),%xmm4
movupd (%r15,%rax,8),%xmm5
movupd -0x10(%r12,%rax,8),%xmm6
movupd (%r12,%rax,8),%xmm7
mulpd  %xmm2,%xmm6
mulpd  %xmm2,%xmm7
mulpd  %xmm3,%xmm4
addpd  %xmm6,%xmm4
mulpd  %xmm3,%xmm5
addpd  %xmm7,%xmm5
movupd %xmm4,-0x10(%rbx,%rax,8)
movupd %xmm5,(%rbx,%rax,8)
add    $0x4,%rax
cmp    %rax,%r14
jne    1230 <lincomb+0x130>
cmp    %r14,%r9
jne    1129 <lincomb+0x29>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @lincomb(i32 %0, i32 %1, double %2, double %3, double* %4, double* %5, double* %6) {
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca double
%11 = alloca double
%12 = alloca double*
%13 = alloca double*
%14 = alloca double*
%15 = alloca i32
store i32 %0, i32* %8
store i32 %1, i32* %9
store double %2, double* %10
store double %3, double* %11
store double* %4, double** %12
store double* %5, double** %13
store double* %6, double** %14
%16 = load i32, i32* %8
store i32 %16, i32* %15
br label %17
17: ; preds = %40, %7
%18 = load i32, i32* %15
%19 = load i32, i32* %9
%20 = icmp slt i32 %18, %19
br i1 %20, label %21, label %43
21: ; preds = %17
%22 = load double, double* %10
%23 = load double*, double** %12
%24 = load i32, i32* %15
%25 = sext i32 %24 to i64
%26 = getelementptr inbounds double, double* %23, i64 %25
%27 = load double, double* %26
%28 = load double, double* %11
%29 = load double*, double** %13
%30 = load i32, i32* %15
%31 = sext i32 %30 to i64
%32 = getelementptr inbounds double, double* %29, i64 %31
%33 = load double, double* %32
%34 = fmul double %28, %33
%35 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %22, double %27, double %34)
%36 = load double*, double** %14
%37 = load i32, i32* %15
%38 = sext i32 %37 to i64
%39 = getelementptr inbounds double, double* %36, i64 %38
store double %35, double* %39
br label %40
40: ; preds = %21
%41 = load i32, i32* %15
%42 = add nsw i32 %41, 1
store i32 %42, i32* %15
br label %17
43: ; preds = %17
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @lincomb(i32 %0, i32 %1, double %2, double %3, double* nocapture %4, double* nocapture %5, double* nocapture writeonly %6) {
%8 = icmp slt i32 %0, %1
br i1 %8, label %9, label %85
9: ; preds = %7
%10 = sext i32 %0 to i64
%11 = sext i32 %1 to i64
%12 = sub nsw i64 %11, %10
%13 = icmp ult i64 %12, 4
br i1 %13, label %66, label %14
14: ; preds = %9
%15 = getelementptr double, double* %6, i64 %10
%16 = getelementptr double, double* %6, i64 %11
%17 = getelementptr double, double* %4, i64 %10
%18 = getelementptr double, double* %4, i64 %11
%19 = getelementptr double, double* %5, i64 %10
%20 = getelementptr double, double* %5, i64 %11
%21 = icmp ult double* %15, %18
%22 = icmp ult double* %17, %16
%23 = and i1 %21, %22
%24 = icmp ult double* %15, %20
%25 = icmp ult double* %19, %16
%26 = and i1 %24, %25
%27 = or i1 %23, %26
br i1 %27, label %66, label %28
28: ; preds = %14
%29 = and i64 %12, -4
%30 = add nsw i64 %29, %10
%31 = insertelement <2 x double> poison, double %3, i64 0
%32 = shufflevector <2 x double> %31, <2 x double> poison, <2 x i32> zeroinitializer
%33 = insertelement <2 x double> poison, double %3, i64 0
%34 = shufflevector <2 x double> %33, <2 x double> poison, <2 x i32> zeroinitializer
%35 = insertelement <2 x double> poison, double %2, i64 0
%36 = shufflevector <2 x double> %35, <2 x double> poison, <2 x i32> zeroinitializer
%37 = insertelement <2 x double> poison, double %2, i64 0
%38 = shufflevector <2 x double> %37, <2 x double> poison, <2 x i32> zeroinitializer
br label %39
39: ; preds = %39, %28
%40 = phi i64 [ 0, %28 ], [ %62, %39 ]
%41 = add i64 %40, %10
%42 = getelementptr inbounds double, double* %4, i64 %41
%43 = bitcast double* %42 to <2 x double>*
%44 = load <2 x double>, <2 x double>* %43
%45 = getelementptr inbounds double, double* %42, i64 2
%46 = bitcast double* %45 to <2 x double>*
%47 = load <2 x double>, <2 x double>* %46
%48 = getelementptr inbounds double, double* %5, i64 %41
%49 = bitcast double* %48 to <2 x double>*
%50 = load <2 x double>, <2 x double>* %49
%51 = getelementptr inbounds double, double* %48, i64 2
%52 = bitcast double* %51 to <2 x double>*
%53 = load <2 x double>, <2 x double>* %52
%54 = fmul <2 x double> %50, %32
%55 = fmul <2 x double> %53, %34
%56 = call <2 x double> @llvm.fmuladd.v2f64(<2 x double> %36, <2 x double> %44, <2 x double> %54)
%57 = call <2 x double> @llvm.fmuladd.v2f64(<2 x double> %38, <2 x double> %47, <2 x double> %55)
%58 = getelementptr inbounds double, double* %6, i64 %41
%59 = bitcast double* %58 to <2 x double>*
store <2 x double> %56, <2 x double>* %59
%60 = getelementptr inbounds double, double* %58, i64 2
%61 = bitcast double* %60 to <2 x double>*
store <2 x double> %57, <2 x double>* %61
%62 = add nuw i64 %40, 4
%63 = icmp eq i64 %62, %29
br i1 %63, label %64, label %39
64: ; preds = %39
%65 = icmp eq i64 %12, %29
br i1 %65, label %85, label %66
66: ; preds = %14, %9, %64
%67 = phi i64 [ %10, %14 ], [ %10, %9 ], [ %30, %64 ]
%68 = sub nsw i64 %11, %67
%69 = xor i64 %67, -1
%70 = and i64 %68, 1
%71 = icmp eq i64 %70, 0
br i1 %71, label %81, label %72
72: ; preds = %66
%73 = getelementptr inbounds double, double* %4, i64 %67
%74 = load double, double* %73
%75 = getelementptr inbounds double, double* %5, i64 %67
%76 = load double, double* %75
%77 = fmul double %76, %3
%78 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %2, double %74, double %77)
%79 = getelementptr inbounds double, double* %6, i64 %67
store double %78, double* %79
%80 = add nsw i64 %67, 1
br label %81
81: ; preds = %72, %66
%82 = phi i64 [ %67, %66 ], [ %80, %72 ]
%83 = sub nsw i64 0, %11
%84 = icmp eq i64 %69, %83
br i1 %84, label %85, label %86
85: ; preds = %81, %86, %64, %7
ret void
86: ; preds = %81, %86
%87 = phi i64 [ %103, %86 ], [ %82, %81 ]
%88 = getelementptr inbounds double, double* %4, i64 %87
%89 = load double, double* %88
%90 = getelementptr inbounds double, double* %5, i64 %87
%91 = load double, double* %90
%92 = fmul double %91, %3
%93 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %2, double %89, double %92)
%94 = getelementptr inbounds double, double* %6, i64 %87
store double %93, double* %94
%95 = add nsw i64 %87, 1
%96 = getelementptr inbounds double, double* %4, i64 %95
%97 = load double, double* %96
%98 = getelementptr inbounds double, double* %5, i64 %95
%99 = load double, double* %98
%100 = fmul double %99, %3
%101 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %2, double %97, double %100)
%102 = getelementptr inbounds double, double* %6, i64 %95
store double %101, double* %102
%103 = add nsw i64 %87, 2
%104 = icmp eq i64 %103, %11
br i1 %104, label %85, label %86
}