void vector_dot_short(const short *a, const short *b, short *c,
                      const unsigned int dim) {
  *c = 0;
  for (unsigned int i = 0; i < dim; i++) {
    *c += a[i] * b[i];
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<vector_dot_short>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %ecx,-0x1c(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
movw   $0x0,(%rax)
movl   $0x0,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jae    1162 <vector_dot_short+0x62>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%ecx
movswl (%rax,%rcx,2),%edx
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%ecx
movswl (%rax,%rcx,2),%eax
imul   %eax,%edx
mov    -0x18(%rbp),%rax
movswl (%rax),%ecx
add    %edx,%ecx
mov    %cx,(%rax)
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    1123 <vector_dot_short+0x23>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<vector_dot_short>:
movw   $0x0,(%rdx)
test   %ecx,%ecx
je     11c8 <vector_dot_short+0xc8>
mov    %ecx,%r9d
lea    -0x1(%r9),%rax
mov    %r9d,%r8d
and    $0x3,%r8d
cmp    $0x3,%rax
jae    1128 <vector_dot_short+0x28>
xor    %ecx,%ecx
xor    %r10d,%r10d
jmp    1192 <vector_dot_short+0x92>
and    $0xfffffffc,%r9d
xor    %ecx,%ecx
xor    %r10d,%r10d
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movzwl (%rsi,%r10,2),%eax
imul   (%rdi,%r10,2),%ax
add    %eax,%ecx
mov    %cx,(%rdx)
movzwl 0x2(%rsi,%r10,2),%eax
imul   0x2(%rdi,%r10,2),%ax
add    %ecx,%eax
mov    %ax,(%rdx)
movzwl 0x4(%rsi,%r10,2),%r11d
imul   0x4(%rdi,%r10,2),%r11w
add    %eax,%r11d
mov    %r11w,(%rdx)
movzwl 0x6(%rsi,%r10,2),%ecx
imul   0x6(%rdi,%r10,2),%cx
add    %r11d,%ecx
mov    %cx,(%rdx)
add    $0x4,%r10
cmp    %r10,%r9
jne    1140 <vector_dot_short+0x40>
test   %r8,%r8
je     11c8 <vector_dot_short+0xc8>
lea    (%rsi,%r10,2),%r9
lea    (%rdi,%r10,2),%rax
xor    %edi,%edi
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movzwl (%r9,%rdi,2),%esi
imul   (%rax,%rdi,2),%si
add    %esi,%ecx
mov    %cx,(%rdx)
add    $0x1,%rdi
cmp    %rdi,%r8
jne    11b0 <vector_dot_short+0xb0>
ret

LLVM IR (-O0):
define void @vector_dot_short(i16* %0, i16* %1, i16* %2, i32 %3) {
%5 = alloca i16*
%6 = alloca i16*
%7 = alloca i16*
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
store i16* %0, i16** %5
store i16* %1, i16** %6
store i16* %2, i16** %7
store i32 %3, i32* %8
%10 = load i16*, i16** %7
store i16 0, i16* %10
store i32 0, i32* %9
br label %11
11: ; preds = %34, %4
%12 = load i32, i32* %9
%13 = load i32, i32* %8
%14 = icmp ult i32 %12, %13
br i1 %14, label %15, label %37
15: ; preds = %11
%16 = load i16*, i16** %5
%17 = load i32, i32* %9
%18 = zext i32 %17 to i64
%19 = getelementptr inbounds i16, i16* %16, i64 %18
%20 = load i16, i16* %19
%21 = sext i16 %20 to i32
%22 = load i16*, i16** %6
%23 = load i32, i32* %9
%24 = zext i32 %23 to i64
%25 = getelementptr inbounds i16, i16* %22, i64 %24
%26 = load i16, i16* %25
%27 = sext i16 %26 to i32
%28 = mul nsw i32 %21, %27
%29 = load i16*, i16** %7
%30 = load i16, i16* %29
%31 = sext i16 %30 to i32
%32 = add nsw i32 %31, %28
%33 = trunc i32 %32 to i16
store i16 %33, i16* %29
br label %34
34: ; preds = %15
%35 = load i32, i32* %9
%36 = add i32 %35, 1
store i32 %36, i32* %9
br label %11
37: ; preds = %11
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @vector_dot_short(i16* nocapture %0, i16* nocapture %1, i16* nocapture %2, i32 %3) {
store i16 0, i16* %2
%5 = icmp eq i32 %3, 0
br i1 %5, label %30, label %6
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 %31
13: ; preds = %31, %6
%14 = phi i16 [ 0, %6 ], [ %61, %31 ]
%15 = phi i64 [ 0, %6 ], [ %62, %31 ]
%16 = icmp eq i64 %9, 0
br i1 %16, label %30, label %17
17: ; preds = %13, %17
%18 = phi i16 [ %26, %17 ], [ %14, %13 ]
%19 = phi i64 [ %27, %17 ], [ %15, %13 ]
%20 = phi i64 [ %28, %17 ], [ 0, %13 ]
%21 = getelementptr inbounds i16, i16* %0, i64 %19
%22 = load i16, i16* %21
%23 = getelementptr inbounds i16, i16* %1, i64 %19
%24 = load i16, i16* %23
%25 = mul i16 %24, %22
%26 = add i16 %25, %18
store i16 %26, i16* %2
%27 = add nuw nsw i64 %19, 1
%28 = add i64 %20, 1
%29 = icmp eq i64 %28, %9
br i1 %29, label %30, label %17
30: ; preds = %13, %17, %4
ret void
31: ; preds = %31, %11
%32 = phi i16 [ 0, %11 ], [ %61, %31 ]
%33 = phi i64 [ 0, %11 ], [ %62, %31 ]
%34 = phi i64 [ 0, %11 ], [ %63, %31 ]
%35 = getelementptr inbounds i16, i16* %0, i64 %33
%36 = load i16, i16* %35
%37 = getelementptr inbounds i16, i16* %1, i64 %33
%38 = load i16, i16* %37
%39 = mul i16 %38, %36
%40 = add i16 %39, %32
store i16 %40, i16* %2
%41 = or i64 %33, 1
%42 = getelementptr inbounds i16, i16* %0, i64 %41
%43 = load i16, i16* %42
%44 = getelementptr inbounds i16, i16* %1, i64 %41
%45 = load i16, i16* %44
%46 = mul i16 %45, %43
%47 = add i16 %46, %40
store i16 %47, i16* %2
%48 = or i64 %33, 2
%49 = getelementptr inbounds i16, i16* %0, i64 %48
%50 = load i16, i16* %49
%51 = getelementptr inbounds i16, i16* %1, i64 %48
%52 = load i16, i16* %51
%53 = mul i16 %52, %50
%54 = add i16 %53, %47
store i16 %54, i16* %2
%55 = or i64 %33, 3
%56 = getelementptr inbounds i16, i16* %0, i64 %55
%57 = load i16, i16* %56
%58 = getelementptr inbounds i16, i16* %1, i64 %55
%59 = load i16, i16* %58
%60 = mul i16 %59, %57
%61 = add i16 %60, %54
store i16 %61, i16* %2
%62 = add nuw nsw i64 %33, 4
%63 = add i64 %34, 4
%64 = icmp eq i64 %63, %12
br i1 %64, label %13, label %31
}