void kinetic_energy(int num_dim, double *p, double *ke) {
  int i;
  *ke = 0;
  for (i = 0; i < num_dim; ++i) {
    (*ke) += p[i] * p[i];
  }
  (*ke) *= 0.5;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<kinetic_energy>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,(%rax)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    1169 <kinetic_energy+0x69>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
mov    -0x18(%rbp),%rax
movsd  (%rax),%xmm1
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,(%rax)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1121 <kinetic_energy+0x21>
mov    -0x18(%rbp),%rax
movsd  0xe8b(%rip),%xmm0
mulsd  (%rax),%xmm0
movsd  %xmm0,(%rax)
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<kinetic_energy>:
movq   $0x0,(%rdx)
test   %edi,%edi
jle    1124 <kinetic_energy+0x24>
mov    %edi,%ecx
lea    -0x1(%rcx),%rdi
mov    %ecx,%eax
and    $0x3,%eax
cmp    $0x3,%rdi
jae    112c <kinetic_energy+0x2c>
xorpd  %xmm0,%xmm0
xor    %edi,%edi
jmp    1190 <kinetic_energy+0x90>
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,(%rdx)
ret
and    $0xfffffffc,%ecx
xorpd  %xmm0,%xmm0
xor    %edi,%edi
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
movsd  (%rsi,%rdi,8),%xmm1
mulsd  %xmm1,%xmm1
addsd  %xmm0,%xmm1
movsd  %xmm1,(%rdx)
movsd  0x8(%rsi,%rdi,8),%xmm0
mulsd  %xmm0,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,(%rdx)
movsd  0x10(%rsi,%rdi,8),%xmm1
mulsd  %xmm1,%xmm1
addsd  %xmm0,%xmm1
movsd  %xmm1,(%rdx)
movsd  0x18(%rsi,%rdi,8),%xmm0
mulsd  %xmm0,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,(%rdx)
add    $0x4,%rdi
cmp    %rdi,%rcx
jne    1140 <kinetic_energy+0x40>
test   %rax,%rax
je     11ba <kinetic_energy+0xba>
lea    (%rsi,%rdi,8),%rcx
xor    %esi,%esi
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movsd  (%rcx,%rsi,8),%xmm1
mulsd  %xmm1,%xmm1
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,(%rdx)
add    $0x1,%rsi
cmp    %rsi,%rax
jne    11a0 <kinetic_energy+0xa0>
mulsd  0xe3e(%rip),%xmm0
movsd  %xmm0,(%rdx)
ret

LLVM IR (-O0):
define void @kinetic_energy(i32 %0, double* %1, double* %2) {
%4 = alloca i32
%5 = alloca double*
%6 = alloca double*
%7 = alloca i32
store i32 %0, i32* %4
store double* %1, double** %5
store double* %2, double** %6
%8 = load double*, double** %6
store double 0.000000e+00, double* %8
store i32 0, i32* %7
br label %9
9: ; preds = %27, %3
%10 = load i32, i32* %7
%11 = load i32, i32* %4
%12 = icmp slt i32 %10, %11
br i1 %12, label %13, label %30
13: ; preds = %9
%14 = load double*, double** %5
%15 = load i32, i32* %7
%16 = sext i32 %15 to i64
%17 = getelementptr inbounds double, double* %14, i64 %16
%18 = load double, double* %17
%19 = load double*, double** %5
%20 = load i32, i32* %7
%21 = sext i32 %20 to i64
%22 = getelementptr inbounds double, double* %19, i64 %21
%23 = load double, double* %22
%24 = load double*, double** %6
%25 = load double, double* %24
%26 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %18, double %23, double %25)
store double %26, double* %24
br label %27
27: ; preds = %13
%28 = load i32, i32* %7
%29 = add nsw i32 %28, 1
store i32 %29, i32* %7
br label %9
30: ; preds = %9
%31 = load double*, double** %6
%32 = load double, double* %31
%33 = fmul double %32, 5.000000e-01
store double %33, double* %31
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @kinetic_energy(i32 %0, double* nocapture %1, double* nocapture %2) {
store double 0.000000e+00, double* %2
%4 = icmp sgt i32 %0, 0
br i1 %4, label %5, label %52
5: ; preds = %3
%6 = zext i32 %0 to i64
%7 = add nsw i64 %6, -1
%8 = and i64 %6, 3
%9 = icmp ult i64 %7, 3
br i1 %9, label %34, label %10
10: ; preds = %5
%11 = and i64 %6, 4294967292
br label %12
12: ; preds = %12, %10
%13 = phi double [ 0.000000e+00, %10 ], [ %30, %12 ]
%14 = phi i64 [ 0, %10 ], [ %31, %12 ]
%15 = phi i64 [ 0, %10 ], [ %32, %12 ]
%16 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %14
%17 = load double, double* %16
%18 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %17, double %17, double %13)
store double %18, double* %2
%19 = or i64 %14, 1
%20 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %19
%21 = load double, double* %20
%22 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %21, double %21, double %18)
store double %22, double* %2
%23 = or i64 %14, 2
%24 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %23
%25 = load double, double* %24
%26 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %25, double %25, double %22)
store double %26, double* %2
%27 = or i64 %14, 3
%28 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %27
%29 = load double, double* %28
%30 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %29, double %29, double %26)
store double %30, double* %2
%31 = add nuw nsw i64 %14, 4
%32 = add i64 %15, 4
%33 = icmp eq i64 %32, %11
br i1 %33, label %34, label %12
34: ; preds = %12, %5
%35 = phi double [ undef, %5 ], [ %30, %12 ]
%36 = phi double [ 0.000000e+00, %5 ], [ %30, %12 ]
%37 = phi i64 [ 0, %5 ], [ %31, %12 ]
%38 = icmp eq i64 %8, 0
br i1 %38, label %49, label %39
39: ; preds = %34, %39
%40 = phi double [ %45, %39 ], [ %36, %34 ]
%41 = phi i64 [ %46, %39 ], [ %37, %34 ]
%42 = phi i64 [ %47, %39 ], [ 0, %34 ]
%43 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %41
%44 = load double, double* %43
%45 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %44, double %44, double %40)
store double %45, double* %2
%46 = add nuw nsw i64 %41, 1
%47 = add i64 %42, 1
%48 = icmp eq i64 %47, %8
br i1 %48, label %49, label %39
49: ; preds = %39, %34
%50 = phi double [ %35, %34 ], [ %45, %39 ]
%51 = fmul double %50, 5.000000e-01
br label %52
52: ; preds = %49, %3
%53 = phi double [ %51, %49 ], [ 0.000000e+00, %3 ]
store double %53, double* %2
ret void
}