int *vector_multiply(int p, int k, int *v1, int *v2, int *v3) {
  int i;
  for (i = 0; i < k; ++i) {
    v3[i] = (v1[i] * v2[i]) % p;
    for (; v3[i] < 0; v3[i] += p)
      ;
  }
  return v3;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<vector_multiply>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %esi,-0x8(%rbp)
mov    %rdx,-0x10(%rbp)
mov    %rcx,-0x18(%rbp)
mov    %r8,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
jge    118f <vector_multiply+0x8f>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x18(%rbp),%rcx
movslq -0x24(%rbp),%rdx
imul   (%rcx,%rdx,4),%eax
cltd
idivl  -0x4(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
cmpl   $0x0,(%rax,%rcx,4)
jge    117c <vector_multiply+0x7c>
jmp    1166 <vector_multiply+0x66>
mov    -0x4(%rbp),%edx
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
add    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    114f <vector_multiply+0x4f>
jmp    1181 <vector_multiply+0x81>
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    111d <vector_multiply+0x1d>
mov    -0x20(%rbp),%rax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<vector_multiply>:
test   %esi,%esi
jle    1141 <vector_multiply+0x41>
mov    %rdx,%r9
mov    %esi,%r10d
mov    %edi,%r11d
neg    %r11d
xor    %esi,%esi
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
mov    (%rcx,%rsi,4),%eax
imul   (%r9,%rsi,4),%eax
cltd
idiv   %edi
add    %r11d,%edx
xchg   %ax,%ax
add    %edi,%edx
js     1130 <vector_multiply+0x30>
mov    %edx,(%r8,%rsi,4)
add    $0x1,%rsi
cmp    %r10,%rsi
jne    1120 <vector_multiply+0x20>
mov    %r8,%rax
ret

LLVM IR (-O0):
define i32* @vector_multiply(i32 %0, i32 %1, i32* %2, i32* %3, i32* %4) {
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32*
%9 = alloca i32*
%10 = alloca i32*
%11 = alloca i32
store i32 %0, i32* %6
store i32 %1, i32* %7
store i32* %2, i32** %8
store i32* %3, i32** %9
store i32* %4, i32** %10
store i32 0, i32* %11
br label %12
12: ; preds = %51, %5
%13 = load i32, i32* %11
%14 = load i32, i32* %7
%15 = icmp slt i32 %13, %14
br i1 %15, label %16, label %54
16: ; preds = %12
%17 = load i32*, i32** %8
%18 = load i32, i32* %11
%19 = sext i32 %18 to i64
%20 = getelementptr inbounds i32, i32* %17, i64 %19
%21 = load i32, i32* %20
%22 = load i32*, i32** %9
%23 = load i32, i32* %11
%24 = sext i32 %23 to i64
%25 = getelementptr inbounds i32, i32* %22, i64 %24
%26 = load i32, i32* %25
%27 = mul nsw i32 %21, %26
%28 = load i32, i32* %6
%29 = srem i32 %27, %28
%30 = load i32*, i32** %10
%31 = load i32, i32* %11
%32 = sext i32 %31 to i64
%33 = getelementptr inbounds i32, i32* %30, i64 %32
store i32 %29, i32* %33
br label %34
34: ; preds = %42, %16
%35 = load i32*, i32** %10
%36 = load i32, i32* %11
%37 = sext i32 %36 to i64
%38 = getelementptr inbounds i32, i32* %35, i64 %37
%39 = load i32, i32* %38
%40 = icmp slt i32 %39, 0
br i1 %40, label %41, label %50
41: ; preds = %34
br label %42
42: ; preds = %41
%43 = load i32, i32* %6
%44 = load i32*, i32** %10
%45 = load i32, i32* %11
%46 = sext i32 %45 to i64
%47 = getelementptr inbounds i32, i32* %44, i64 %46
%48 = load i32, i32* %47
%49 = add nsw i32 %48, %43
store i32 %49, i32* %47
br label %34
50: ; preds = %34
br label %51
51: ; preds = %50
%52 = load i32, i32* %11
%53 = add nsw i32 %52, 1
store i32 %53, i32* %11
br label %12
54: ; preds = %12
%55 = load i32*, i32** %10
ret i32* %55
}

LLVM IR (-O2):
define i32* @vector_multiply(i32 %0, i32 %1, i32* nocapture %2, i32* nocapture %3, i32* returned writeonly %4) {
%6 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %6, label %7, label %25
7: ; preds = %5
%8 = zext i32 %1 to i64
br label %9
9: ; preds = %7, %21
%10 = phi i64 [ 0, %7 ], [ %23, %21 ]
%11 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %10
%12 = load i32, i32* %11
%13 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 %10
%14 = load i32, i32* %13
%15 = mul nsw i32 %14, %12
%16 = srem i32 %15, %0
br label %17
17: ; preds = %17, %9
%18 = phi i32 [ %16, %9 ], [ %20, %17 ]
%19 = icmp slt i32 %18, 0
%20 = add nsw i32 %18, %0
br i1 %19, label %17, label %21
21: ; preds = %17
%22 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %10
store i32 %18, i32* %22
%23 = add nuw nsw i64 %10, 1
%24 = icmp eq i64 %23, %8
br i1 %24, label %25, label %9
25: ; preds = %21, %5
ret i32* %4
}