int f1(int *x, int *index, int step, int n) {
  int res = 0;
  for (int i = 0; i < n; ++i)
    res += x[index[i] * step];
  return res;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<f1>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
mov    %ecx,-0x18(%rbp)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
movl   $0x0,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jge    1159 <f1+0x59>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
movslq -0x20(%rbp),%rdx
mov    (%rcx,%rdx,4),%ecx
imul   -0x14(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
add    -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    1120 <f1+0x20>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<f1>:
test   %ecx,%ecx
jle    1121 <f1+0x21>
mov    %ecx,%r9d
lea    -0x1(%r9),%rax
mov    %r9d,%r8d
and    $0x3,%r8d
movslq %edx,%r10
cmp    $0x3,%rax
jae    1124 <f1+0x24>
xor    %ecx,%ecx
xor    %eax,%eax
jmp    1168 <f1+0x68>
xor    %eax,%eax
ret
and    $0xfffffffc,%r9d
xor    %ecx,%ecx
xor    %eax,%eax
nopl   0x0(%rax)
movslq (%rsi,%rcx,4),%rdx
imul   %r10,%rdx
add    (%rdi,%rdx,4),%eax
movslq 0x4(%rsi,%rcx,4),%rdx
imul   %r10,%rdx
add    (%rdi,%rdx,4),%eax
movslq 0x8(%rsi,%rcx,4),%rdx
imul   %r10,%rdx
add    (%rdi,%rdx,4),%eax
movslq 0xc(%rsi,%rcx,4),%rdx
imul   %r10,%rdx
add    (%rdi,%rdx,4),%eax
add    $0x4,%rcx
cmp    %rcx,%r9
jne    1130 <f1+0x30>
test   %r8,%r8
je     1194 <f1+0x94>
lea    (%rsi,%rcx,4),%r9
xor    %esi,%esi
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
movslq (%r9,%rsi,4),%rcx
imul   %r10,%rcx
add    (%rdi,%rcx,4),%eax
add    $0x1,%rsi
cmp    %rsi,%r8
jne    1180 <f1+0x80>
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @f1(i32* %0, i32* %1, i32 %2, i32 %3) {
%5 = alloca i32*
%6 = alloca i32*
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
store i32* %0, i32** %5
store i32* %1, i32** %6
store i32 %2, i32* %7
store i32 %3, i32* %8
store i32 0, i32* %9
store i32 0, i32* %10
br label %11
11: ; preds = %29, %4
%12 = load i32, i32* %10
%13 = load i32, i32* %8
%14 = icmp slt i32 %12, %13
br i1 %14, label %15, label %32
15: ; preds = %11
%16 = load i32*, i32** %5
%17 = load i32*, i32** %6
%18 = load i32, i32* %10
%19 = sext i32 %18 to i64
%20 = getelementptr inbounds i32, i32* %17, i64 %19
%21 = load i32, i32* %20
%22 = load i32, i32* %7
%23 = mul nsw i32 %21, %22
%24 = sext i32 %23 to i64
%25 = getelementptr inbounds i32, i32* %16, i64 %24
%26 = load i32, i32* %25
%27 = load i32, i32* %9
%28 = add nsw i32 %27, %26
store i32 %28, i32* %9
br label %29
29: ; preds = %15
%30 = load i32, i32* %10
%31 = add nsw i32 %30, 1
store i32 %31, i32* %10
br label %11
32: ; preds = %11
%33 = load i32, i32* %9
ret i32 %33
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @f1(i32* nocapture %0, i32* nocapture %1, i32 %2, i32 %3) {
%5 = icmp sgt i32 %3, 0
br i1 %5, label %6, label %32
6: ; preds = %4
%7 = zext i32 %3 to i64
%8 = add nsw i64 %7, -1
%9 = and i64 %7, 3
%10 = icmp ult i64 %8, 3
br i1 %10, label %13, label %11
11: ; preds = %6
%12 = and i64 %7, 4294967292
br label %34
13: ; preds = %34, %6
%14 = phi i32 [ undef, %6 ], [ %68, %34 ]
%15 = phi i64 [ 0, %6 ], [ %69, %34 ]
%16 = phi i32 [ 0, %6 ], [ %68, %34 ]
%17 = icmp eq i64 %9, 0
br i1 %17, label %32, label %18
18: ; preds = %13, %18
%19 = phi i64 [ %29, %18 ], [ %15, %13 ]
%20 = phi i32 [ %28, %18 ], [ %16, %13 ]
%21 = phi i64 [ %30, %18 ], [ 0, %13 ]
%22 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %19
%23 = load i32, i32* %22
%24 = mul nsw i32 %23, %2
%25 = sext i32 %24 to i64
%26 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %25
%27 = load i32, i32* %26
%28 = add nsw i32 %27, %20
%29 = add nuw nsw i64 %19, 1
%30 = add i64 %21, 1
%31 = icmp eq i64 %30, %9
br i1 %31, label %32, label %18
32: ; preds = %13, %18, %4
%33 = phi i32 [ 0, %4 ], [ %14, %13 ], [ %28, %18 ]
ret i32 %33
34: ; preds = %34, %11
%35 = phi i64 [ 0, %11 ], [ %69, %34 ]
%36 = phi i32 [ 0, %11 ], [ %68, %34 ]
%37 = phi i64 [ 0, %11 ], [ %70, %34 ]
%38 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %35
%39 = load i32, i32* %38
%40 = mul nsw i32 %39, %2
%41 = sext i32 %40 to i64
%42 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %41
%43 = load i32, i32* %42
%44 = add nsw i32 %43, %36
%45 = or i64 %35, 1
%46 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %45
%47 = load i32, i32* %46
%48 = mul nsw i32 %47, %2
%49 = sext i32 %48 to i64
%50 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %49
%51 = load i32, i32* %50
%52 = add nsw i32 %51, %44
%53 = or i64 %35, 2
%54 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %53
%55 = load i32, i32* %54
%56 = mul nsw i32 %55, %2
%57 = sext i32 %56 to i64
%58 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %57
%59 = load i32, i32* %58
%60 = add nsw i32 %59, %52
%61 = or i64 %35, 3
%62 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %61
%63 = load i32, i32* %62
%64 = mul nsw i32 %63, %2
%65 = sext i32 %64 to i64
%66 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %65
%67 = load i32, i32* %66
%68 = add nsw i32 %67, %60
%69 = add nuw nsw i64 %35, 4
%70 = add i64 %37, 4
%71 = icmp eq i64 %70, %12
br i1 %71, label %13, label %34
}