float dot_product(int num_elems) {
  float a[num_elems];
  float b[num_elems];
  float init = 2.0;
  int i = 0;
  while (i < num_elems) {
    a[i] = init;
    b[i] = 2.0;
    init = init + 1.0;
    i = i + 1;
  }
  float res = 0.0;
  i = 0;
  while (i < num_elems) {
    res = res + (a[i] * b[i]);
    i = i + 1;
  }
  return res;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<dot_product>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x40,%rsp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    %rsp,%rcx
mov    %rcx,-0x10(%rbp)
lea    0xf(,%rax,4),%rdx
and    $0xfffffffffffffff0,%rdx
mov    %rsp,%rcx
sub    %rdx,%rcx
mov    %rcx,-0x40(%rbp)
mov    %rcx,%rsp
mov    %rax,-0x18(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
lea    0xf(,%rax,4),%rdx
and    $0xfffffffffffffff0,%rdx
mov    %rsp,%rcx
sub    %rdx,%rcx
mov    %rcx,-0x38(%rbp)
mov    %rcx,%rsp
mov    %rax,-0x20(%rbp)
movss  0xea6(%rip),%xmm0
movss  %xmm0,-0x24(%rbp)
movl   $0x0,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    11c5 <dot_product+0xc5>
mov    -0x38(%rbp),%rax
mov    -0x40(%rbp),%rcx
movss  -0x24(%rbp),%xmm0
movslq -0x28(%rbp),%rdx
movss  %xmm0,(%rcx,%rdx,4)
movslq -0x28(%rbp),%rcx
movss  0xe6c(%rip),%xmm0
movss  %xmm0,(%rax,%rcx,4)
movss  -0x24(%rbp),%xmm0
cvtss2sd %xmm0,%xmm0
movsd  0xe5e(%rip),%xmm1
addsd  %xmm1,%xmm0
cvtsd2ss %xmm0,%xmm0
movss  %xmm0,-0x24(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    1166 <dot_product+0x66>
xorps  %xmm0,%xmm0
movss  %xmm0,-0x2c(%rbp)
movl   $0x0,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    121a <dot_product+0x11a>
mov    -0x38(%rbp),%rax
mov    -0x40(%rbp),%rcx
movss  -0x2c(%rbp),%xmm1
movslq -0x28(%rbp),%rdx
movss  (%rcx,%rdx,4),%xmm0
movslq -0x28(%rbp),%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm2
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
movss  %xmm0,-0x2c(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    11d4 <dot_product+0xd4>
movss  -0x2c(%rbp),%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,%rsp
mov    %rbp,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<dot_product>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,%r9d
mov    %rsp,%rax
lea    0xf(,%r9,4),%rdx
and    $0xfffffffffffffff0,%rdx
sub    %rdx,%rax
mov    %rax,%rsp
mov    %rsp,%rcx
sub    %rdx,%rcx
mov    %rcx,%rsp
xorps  %xmm0,%xmm0
test   %edi,%edi
jle    1297 <dot_product+0x197>
lea    -0x1(%r9),%r8
mov    %r9d,%r10d
and    $0x3,%r10d
cmp    $0x3,%r8
jae    114d <dot_product+0x4d>
movss  0xeb7(%rip),%xmm1
xor    %esi,%esi
jmp    11bf <dot_product+0xbf>
mov    %r9d,%edx
and    $0xfffffffc,%edx
movss  0xea5(%rip),%xmm1
xor    %esi,%esi
movss  0xe9f(%rip),%xmm2
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
movss  %xmm1,(%rax,%rsi,4)
movl   $0x40000000,(%rcx,%rsi,4)
addss  %xmm2,%xmm1
movss  %xmm1,0x4(%rax,%rsi,4)
movl   $0x40000000,0x4(%rcx,%rsi,4)
40
addss  %xmm2,%xmm1
movss  %xmm1,0x8(%rax,%rsi,4)
movl   $0x40000000,0x8(%rcx,%rsi,4)
40
addss  %xmm2,%xmm1
movss  %xmm1,0xc(%rax,%rsi,4)
movl   $0x40000000,0xc(%rcx,%rsi,4)
40
addss  %xmm2,%xmm1
add    $0x4,%rsi
cmp    %rsi,%rdx
jne    1170 <dot_product+0x70>
test   %r10,%r10
je     11fa <dot_product+0xfa>
lea    (%rcx,%rsi,4),%r11
lea    (%rax,%rsi,4),%rsi
xor    %edx,%edx
movss  0xe2e(%rip),%xmm2
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
movss  %xmm1,(%rsi,%rdx,4)
movl   $0x40000000,(%r11,%rdx,4)
40
addss  %xmm2,%xmm1
add    $0x1,%rdx
cmp    %rdx,%r10
jne    11e0 <dot_product+0xe0>
test   %edi,%edi
jle    1297 <dot_product+0x197>
mov    %r9d,%edi
and    $0x3,%edi
cmp    $0x3,%r8
jae    1215 <dot_product+0x115>
xorps  %xmm0,%xmm0
xor    %edx,%edx
jmp    1267 <dot_product+0x167>
and    $0xfffffffc,%r9d
xorps  %xmm0,%xmm0
xor    %edx,%edx
xchg   %ax,%ax
movss  (%rax,%rdx,4),%xmm1
movss  0x4(%rax,%rdx,4),%xmm2
mulss  (%rcx,%rdx,4),%xmm1
mulss  0x4(%rcx,%rdx,4),%xmm2
addss  %xmm0,%xmm1
movss  0x8(%rax,%rdx,4),%xmm3
mulss  0x8(%rcx,%rdx,4),%xmm3
addss  %xmm1,%xmm2
movss  0xc(%rax,%rdx,4),%xmm0
mulss  0xc(%rcx,%rdx,4),%xmm0
addss  %xmm2,%xmm3
addss  %xmm3,%xmm0
add    $0x4,%rdx
cmp    %rdx,%r9
jne    1220 <dot_product+0x120>
test   %rdi,%rdi
je     1297 <dot_product+0x197>
lea    (%rcx,%rdx,4),%rcx
lea    (%rax,%rdx,4),%rax
xor    %edx,%edx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
movss  (%rax,%rdx,4),%xmm1
mulss  (%rcx,%rdx,4),%xmm1
addss  %xmm1,%xmm0
add    $0x1,%rdx
cmp    %rdx,%rdi
jne    1280 <dot_product+0x180>
mov    %rbp,%rsp
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define float @dot_product(i32 %0) {
%2 = alloca i32
%3 = alloca i8*
%4 = alloca i64
%5 = alloca i64
%6 = alloca float
%7 = alloca i32
%8 = alloca float
store i32 %0, i32* %2
%9 = load i32, i32* %2
%10 = zext i32 %9 to i64
%11 = call i8* @llvm.stacksave()
store i8* %11, i8** %3
%12 = alloca float, i64 %10
store i64 %10, i64* %4
%13 = load i32, i32* %2
%14 = zext i32 %13 to i64
%15 = alloca float, i64 %14
store i64 %14, i64* %5
store float 2.000000e+00, float* %6
store i32 0, i32* %7
br label %16
16: ; preds = %20, %1
%17 = load i32, i32* %7
%18 = load i32, i32* %2
%19 = icmp slt i32 %17, %18
br i1 %19, label %20, label %34
20: ; preds = %16
%21 = load float, float* %6
%22 = load i32, i32* %7
%23 = sext i32 %22 to i64
%24 = getelementptr inbounds float, float* %12, i64 %23
store float %21, float* %24
%25 = load i32, i32* %7
%26 = sext i32 %25 to i64
%27 = getelementptr inbounds float, float* %15, i64 %26
store float 2.000000e+00, float* %27
%28 = load float, float* %6
%29 = fpext float %28 to double
%30 = fadd double %29, 1.000000e+00
%31 = fptrunc double %30 to float
store float %31, float* %6
%32 = load i32, i32* %7
%33 = add nsw i32 %32, 1
store i32 %33, i32* %7
br label %16
34: ; preds = %16
store float 0.000000e+00, float* %8
store i32 0, i32* %7
br label %35
35: ; preds = %39, %34
%36 = load i32, i32* %7
%37 = load i32, i32* %2
%38 = icmp slt i32 %36, %37
br i1 %38, label %39, label %52
39: ; preds = %35
%40 = load float, float* %8
%41 = load i32, i32* %7
%42 = sext i32 %41 to i64
%43 = getelementptr inbounds float, float* %12, i64 %42
%44 = load float, float* %43
%45 = load i32, i32* %7
%46 = sext i32 %45 to i64
%47 = getelementptr inbounds float, float* %15, i64 %46
%48 = load float, float* %47
%49 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %44, float %48, float %40)
store float %49, float* %8
%50 = load i32, i32* %7
%51 = add nsw i32 %50, 1
store i32 %51, i32* %7
br label %35
52: ; preds = %35
%53 = load float, float* %8
%54 = load i8*, i8** %3
ret float %53
}

LLVM IR (-O2):
define float @dot_product(i32 %0) {
%2 = zext i32 %0 to i64
%3 = alloca float, i64 %2
%4 = alloca float, i64 %2
%5 = icmp sgt i32 %0, 0
br i1 %5, label %6, label %101
6: ; preds = %1
%7 = add nsw i64 %2, -1
%8 = and i64 %2, 3
%9 = icmp ult i64 %7, 3
br i1 %9, label %12, label %10
10: ; preds = %6
%11 = and i64 %2, 4294967292
br label %32
12: ; preds = %32, %6
%13 = phi i64 [ 0, %6 ], [ %51, %32 ]
%14 = phi float [ 2.000000e+00, %6 ], [ %50, %32 ]
%15 = icmp eq i64 %8, 0
br i1 %15, label %26, label %16
16: ; preds = %12, %16
%17 = phi i64 [ %23, %16 ], [ %13, %12 ]
%18 = phi float [ %22, %16 ], [ %14, %12 ]
%19 = phi i64 [ %24, %16 ], [ 0, %12 ]
%20 = getelementptr inbounds float, float* %3, i64 %17
store float %18, float* %20
%21 = getelementptr inbounds float, float* %4, i64 %17
store float 2.000000e+00, float* %21
%22 = fadd float %18, 1.000000e+00
%23 = add nuw nsw i64 %17, 1
%24 = add i64 %19, 1
%25 = icmp eq i64 %24, %8
br i1 %25, label %26, label %16
26: ; preds = %16, %12
br i1 %5, label %27, label %101
27: ; preds = %26
%28 = and i64 %2, 3
%29 = icmp ult i64 %7, 3
br i1 %29, label %84, label %30
30: ; preds = %27
%31 = and i64 %2, 4294967292
br label %54
32: ; preds = %32, %10
%33 = phi i64 [ 0, %10 ], [ %51, %32 ]
%34 = phi float [ 2.000000e+00, %10 ], [ %50, %32 ]
%35 = phi i64 [ 0, %10 ], [ %52, %32 ]
%36 = getelementptr inbounds float, float* %3, i64 %33
store float %34, float* %36
%37 = getelementptr inbounds float, float* %4, i64 %33
store float 2.000000e+00, float* %37
%38 = fadd float %34, 1.000000e+00
%39 = or i64 %33, 1
%40 = getelementptr inbounds float, float* %3, i64 %39
store float %38, float* %40
%41 = getelementptr inbounds float, float* %4, i64 %39
store float 2.000000e+00, float* %41
%42 = fadd float %38, 1.000000e+00
%43 = or i64 %33, 2
%44 = getelementptr inbounds float, float* %3, i64 %43
store float %42, float* %44
%45 = getelementptr inbounds float, float* %4, i64 %43
store float 2.000000e+00, float* %45
%46 = fadd float %42, 1.000000e+00
%47 = or i64 %33, 3
%48 = getelementptr inbounds float, float* %3, i64 %47
store float %46, float* %48
%49 = getelementptr inbounds float, float* %4, i64 %47
store float 2.000000e+00, float* %49
%50 = fadd float %46, 1.000000e+00
%51 = add nuw nsw i64 %33, 4
%52 = add i64 %35, 4
%53 = icmp eq i64 %52, %11
br i1 %53, label %12, label %32
54: ; preds = %54, %30
%55 = phi i64 [ 0, %30 ], [ %81, %54 ]
%56 = phi float [ 0.000000e+00, %30 ], [ %80, %54 ]
%57 = phi i64 [ 0, %30 ], [ %82, %54 ]
%58 = getelementptr inbounds float, float* %3, i64 %55
%59 = load float, float* %58
%60 = getelementptr inbounds float, float* %4, i64 %55
%61 = load float, float* %60
%62 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %59, float %61, float %56)
%63 = or i64 %55, 1
%64 = getelementptr inbounds float, float* %3, i64 %63
%65 = load float, float* %64
%66 = getelementptr inbounds float, float* %4, i64 %63
%67 = load float, float* %66
%68 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %65, float %67, float %62)
%69 = or i64 %55, 2
%70 = getelementptr inbounds float, float* %3, i64 %69
%71 = load float, float* %70
%72 = getelementptr inbounds float, float* %4, i64 %69
%73 = load float, float* %72
%74 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %71, float %73, float %68)
%75 = or i64 %55, 3
%76 = getelementptr inbounds float, float* %3, i64 %75
%77 = load float, float* %76
%78 = getelementptr inbounds float, float* %4, i64 %75
%79 = load float, float* %78
%80 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %77, float %79, float %74)
%81 = add nuw nsw i64 %55, 4
%82 = add i64 %57, 4
%83 = icmp eq i64 %82, %31
br i1 %83, label %84, label %54
84: ; preds = %54, %27
%85 = phi float [ undef, %27 ], [ %80, %54 ]
%86 = phi i64 [ 0, %27 ], [ %81, %54 ]
%87 = phi float [ 0.000000e+00, %27 ], [ %80, %54 ]
%88 = icmp eq i64 %28, 0
br i1 %88, label %101, label %89
89: ; preds = %84, %89
%90 = phi i64 [ %98, %89 ], [ %86, %84 ]
%91 = phi float [ %97, %89 ], [ %87, %84 ]
%92 = phi i64 [ %99, %89 ], [ 0, %84 ]
%93 = getelementptr inbounds float, float* %3, i64 %90
%94 = load float, float* %93
%95 = getelementptr inbounds float, float* %4, i64 %90
%96 = load float, float* %95
%97 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %94, float %96, float %91)
%98 = add nuw nsw i64 %90, 1
%99 = add i64 %92, 1
%100 = icmp eq i64 %99, %28
br i1 %100, label %101, label %89
101: ; preds = %84, %89, %1, %26
%102 = phi float [ 0.000000e+00, %26 ], [ 0.000000e+00, %1 ], [ %85, %84 ], [ %97, %89 ]
ret float %102
}