long vec_vec_mult_fixed(int n, long *a, long *b) {
  long sum = 0;
  for (int row = 0; row < n; row++)
    sum += a[row] * b[row];
  return sum;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<vec_vec_mult_fixed>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
movq   $0x0,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    1159 <vec_vec_mult_fixed+0x59>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
mov    -0x18(%rbp),%rcx
movslq -0x24(%rbp),%rdx
imul   (%rcx,%rdx,8),%rax
add    -0x20(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    111e <vec_vec_mult_fixed+0x1e>
mov    -0x20(%rbp),%rax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<vec_vec_mult_fixed>:
test   %edi,%edi
jle    1115 <vec_vec_mult_fixed+0x15>
mov    %edi,%r9d
cmp    $0x4,%edi
jae    1118 <vec_vec_mult_fixed+0x18>
xor    %edi,%edi
xor    %eax,%eax
jmp    12f0 <vec_vec_mult_fixed+0x1f0>
xor    %eax,%eax
ret
mov    %r9d,%edi
and    $0xfffffffc,%edi
lea    -0x4(%rdi),%rax
mov    %rax,%r8
shr    $0x2,%r8
add    $0x1,%r8
test   %rax,%rax
je     1306 <vec_vec_mult_fixed+0x206>
mov    %r8,%rcx
and    $0xfffffffffffffffe,%rcx
pxor   %xmm11,%xmm11
xor    %eax,%eax
pxor   %xmm9,%xmm9
nopl   0x0(%rax)
movdqu (%rdx,%rax,8),%xmm3
movdqu 0x10(%rdx,%rax,8),%xmm2
movdqu 0x20(%rdx,%rax,8),%xmm0
movdqu 0x30(%rdx,%rax,8),%xmm1
movdqa %xmm3,%xmm4
psrlq  $0x20,%xmm4
movdqu (%rsi,%rax,8),%xmm7
movdqu 0x10(%rsi,%rax,8),%xmm6
movdqu 0x20(%rsi,%rax,8),%xmm10
movdqu 0x30(%rsi,%rax,8),%xmm8
pmuludq %xmm7,%xmm4
movdqa %xmm7,%xmm5
psrlq  $0x20,%xmm5
pmuludq %xmm3,%xmm5
paddq  %xmm4,%xmm5
psllq  $0x20,%xmm5
pmuludq %xmm7,%xmm3
paddq  %xmm11,%xmm3
paddq  %xmm5,%xmm3
movdqa %xmm2,%xmm4
psrlq  $0x20,%xmm4
pmuludq %xmm6,%xmm4
movdqa %xmm6,%xmm5
psrlq  $0x20,%xmm5
pmuludq %xmm2,%xmm5
paddq  %xmm4,%xmm5
psllq  $0x20,%xmm5
pmuludq %xmm6,%xmm2
paddq  %xmm9,%xmm2
paddq  %xmm5,%xmm2
movdqa %xmm0,%xmm4
psrlq  $0x20,%xmm4
pmuludq %xmm10,%xmm4
movdqa %xmm10,%xmm5
psrlq  $0x20,%xmm5
pmuludq %xmm0,%xmm5
paddq  %xmm4,%xmm5
psllq  $0x20,%xmm5
pmuludq %xmm10,%xmm0
paddq  %xmm5,%xmm0
paddq  %xmm3,%xmm0
movdqa %xmm1,%xmm3
psrlq  $0x20,%xmm3
pmuludq %xmm8,%xmm3
movdqa %xmm8,%xmm4
psrlq  $0x20,%xmm4
pmuludq %xmm1,%xmm4
paddq  %xmm3,%xmm4
psllq  $0x20,%xmm4
pmuludq %xmm8,%xmm1
paddq  %xmm4,%xmm1
paddq  %xmm2,%xmm1
add    $0x8,%rax
movdqa %xmm0,%xmm11
movdqa %xmm1,%xmm9
add    $0xfffffffffffffffe,%rcx
jne    1150 <vec_vec_mult_fixed+0x50>
test   $0x1,%r8b
je     12d6 <vec_vec_mult_fixed+0x1d6>
movdqu (%rsi,%rax,8),%xmm4
movdqu 0x10(%rsi,%rax,8),%xmm3
movdqu (%rdx,%rax,8),%xmm5
movdqu 0x10(%rdx,%rax,8),%xmm2
movdqa %xmm5,%xmm6
psrlq  $0x20,%xmm6
pmuludq %xmm4,%xmm6
movdqa %xmm4,%xmm7
psrlq  $0x20,%xmm7
pmuludq %xmm5,%xmm7
paddq  %xmm6,%xmm7
psllq  $0x20,%xmm7
pmuludq %xmm4,%xmm5
paddq  %xmm7,%xmm5
paddq  %xmm5,%xmm0
movdqa %xmm2,%xmm4
psrlq  $0x20,%xmm4
pmuludq %xmm3,%xmm4
movdqa %xmm3,%xmm5
psrlq  $0x20,%xmm5
pmuludq %xmm2,%xmm5
paddq  %xmm4,%xmm5
psllq  $0x20,%xmm5
pmuludq %xmm3,%xmm2
paddq  %xmm5,%xmm2
paddq  %xmm2,%xmm1
paddq  %xmm1,%xmm0
pshufd $0xee,%xmm0,%xmm1
paddq  %xmm0,%xmm1
movq   %xmm1,%rax
cmp    %r9,%rdi
je     1305 <vec_vec_mult_fixed+0x205>
nopl   (%rax)
mov    (%rdx,%rdi,8),%rcx
imul   (%rsi,%rdi,8),%rcx
add    %rcx,%rax
add    $0x1,%rdi
cmp    %rdi,%r9
jne    12f0 <vec_vec_mult_fixed+0x1f0>
ret
pxor   %xmm0,%xmm0
xor    %eax,%eax
pxor   %xmm1,%xmm1
test   $0x1,%r8b
jne    1262 <vec_vec_mult_fixed+0x162>
jmp    12d6 <vec_vec_mult_fixed+0x1d6>

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

LLVM IR (-O2):
define i64 @vec_vec_mult_fixed(i32 %0, i64* nocapture %1, i64* nocapture %2) {
%4 = icmp sgt i32 %0, 0
br i1 %4, label %5, label %91
5: ; preds = %3
%6 = zext i32 %0 to i64
%7 = icmp ult i32 %0, 4
br i1 %7, label %88, label %8
8: ; preds = %5
%9 = and i64 %6, 4294967292
%10 = add nsw i64 %9, -4
%11 = lshr exact i64 %10, 2
%12 = add nuw nsw i64 %11, 1
%13 = and i64 %12, 1
%14 = icmp eq i64 %10, 0
br i1 %14, label %58, label %15
15: ; preds = %8
%16 = and i64 %12, 9223372036854775806
br label %17
17: ; preds = %17, %15
%18 = phi i64 [ 0, %15 ], [ %55, %17 ]
%19 = phi <2 x i64> [ zeroinitializer, %15 ], [ %53, %17 ]
%20 = phi <2 x i64> [ zeroinitializer, %15 ], [ %54, %17 ]
%21 = phi i64 [ 0, %15 ], [ %56, %17 ]
%22 = getelementptr inbounds i64, i64* %1, i64 %18
%23 = bitcast i64* %22 to <2 x i64>*
%24 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %23
%25 = getelementptr inbounds i64, i64* %22, i64 2
%26 = bitcast i64* %25 to <2 x i64>*
%27 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %26
%28 = getelementptr inbounds i64, i64* %2, i64 %18
%29 = bitcast i64* %28 to <2 x i64>*
%30 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %29
%31 = getelementptr inbounds i64, i64* %28, i64 2
%32 = bitcast i64* %31 to <2 x i64>*
%33 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %32
%34 = mul nsw <2 x i64> %30, %24
%35 = mul nsw <2 x i64> %33, %27
%36 = add <2 x i64> %34, %19
%37 = add <2 x i64> %35, %20
%38 = or i64 %18, 4
%39 = getelementptr inbounds i64, i64* %1, i64 %38
%40 = bitcast i64* %39 to <2 x i64>*
%41 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %40
%42 = getelementptr inbounds i64, i64* %39, i64 2
%43 = bitcast i64* %42 to <2 x i64>*
%44 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %43
%45 = getelementptr inbounds i64, i64* %2, i64 %38
%46 = bitcast i64* %45 to <2 x i64>*
%47 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %46
%48 = getelementptr inbounds i64, i64* %45, i64 2
%49 = bitcast i64* %48 to <2 x i64>*
%50 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %49
%51 = mul nsw <2 x i64> %47, %41
%52 = mul nsw <2 x i64> %50, %44
%53 = add <2 x i64> %51, %36
%54 = add <2 x i64> %52, %37
%55 = add nuw i64 %18, 8
%56 = add i64 %21, 2
%57 = icmp eq i64 %56, %16
br i1 %57, label %58, label %17
58: ; preds = %17, %8
%59 = phi <2 x i64> [ undef, %8 ], [ %53, %17 ]
%60 = phi <2 x i64> [ undef, %8 ], [ %54, %17 ]
%61 = phi i64 [ 0, %8 ], [ %55, %17 ]
%62 = phi <2 x i64> [ zeroinitializer, %8 ], [ %53, %17 ]
%63 = phi <2 x i64> [ zeroinitializer, %8 ], [ %54, %17 ]
%64 = icmp eq i64 %13, 0
br i1 %64, label %82, label %65
65: ; preds = %58
%66 = getelementptr inbounds i64, i64* %1, i64 %61
%67 = bitcast i64* %66 to <2 x i64>*
%68 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %67
%69 = getelementptr inbounds i64, i64* %66, i64 2
%70 = bitcast i64* %69 to <2 x i64>*
%71 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %70
%72 = getelementptr inbounds i64, i64* %2, i64 %61
%73 = bitcast i64* %72 to <2 x i64>*
%74 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %73
%75 = getelementptr inbounds i64, i64* %72, i64 2
%76 = bitcast i64* %75 to <2 x i64>*
%77 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %76
%78 = mul nsw <2 x i64> %74, %68
%79 = mul nsw <2 x i64> %77, %71
%80 = add <2 x i64> %78, %62
%81 = add <2 x i64> %79, %63
br label %82
82: ; preds = %58, %65
%83 = phi <2 x i64> [ %59, %58 ], [ %80, %65 ]
%84 = phi <2 x i64> [ %60, %58 ], [ %81, %65 ]
%85 = add <2 x i64> %84, %83
%86 = call i64 @llvm.vector.reduce.add.v2i64(<2 x i64> %85)
%87 = icmp eq i64 %9, %6
br i1 %87, label %91, label %88
88: ; preds = %5, %82
%89 = phi i64 [ 0, %5 ], [ %9, %82 ]
%90 = phi i64 [ 0, %5 ], [ %86, %82 ]
br label %93
91: ; preds = %93, %82, %3
%92 = phi i64 [ 0, %3 ], [ %86, %82 ], [ %101, %93 ]
ret i64 %92
93: ; preds = %88, %93
%94 = phi i64 [ %102, %93 ], [ %89, %88 ]
%95 = phi i64 [ %101, %93 ], [ %90, %88 ]
%96 = getelementptr inbounds i64, i64* %1, i64 %94
%97 = load i64, i64* %96
%98 = getelementptr inbounds i64, i64* %2, i64 %94
%99 = load i64, i64* %98
%100 = mul nsw i64 %99, %97
%101 = add nsw i64 %100, %95
%102 = add nuw nsw i64 %94, 1
%103 = icmp eq i64 %102, %6
br i1 %103, label %91, label %93
}