#define NULL ((void *)0)
typedef unsigned long size_t; // Customize by platform.
typedef long intptr_t;
typedef unsigned long uintptr_t;
typedef long scalar_t__; // Either arithmetic or pointer type.
/* By default, we understand bool (as a convenience). */
typedef int bool;
#define false 0
#define true 1

/* Forward declarations */

/* Type definitions */
typedef int int16_t;

/* Variables and functions */
int dot_product(const int16_t *a, const int16_t *b, int length, int shift) {
  int sum = 0;
  int i;
  for (i = 0; i < length; i++)
    sum += (a[i] * b[i]) >> shift;
  return sum;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<dot_product>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
mov    %ecx,-0x18(%rbp)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
movl   $0x0,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    115c <dot_product+0x5c>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
movslq -0x20(%rbp),%rdx
imul   (%rcx,%rdx,4),%eax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
sar    %cl,%eax
add    -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    1120 <dot_product+0x20>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<dot_product>:
test   %edx,%edx
jle    1116 <dot_product+0x16>
mov    %edx,%r8d
cmp    $0x8,%edx
jae    1119 <dot_product+0x19>
xor    %r11d,%r11d
xor    %eax,%eax
jmp    12e0 <dot_product+0x1e0>
xor    %eax,%eax
ret
mov    %r8d,%r11d
and    $0xfffffff8,%r11d
movd   %ecx,%xmm8
lea    -0x8(%r11),%rax
mov    %rax,%r9
shr    $0x3,%r9
add    $0x1,%r9
test   %rax,%rax
je     12f7 <dot_product+0x1f7>
mov    %r9,%r10
and    $0xfffffffffffffffe,%r10
pxor   %xmm0,%xmm0
xor    %eax,%eax
xorps  %xmm9,%xmm9
movss  %xmm8,%xmm9
pxor   %xmm2,%xmm2
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
movdqu (%rdi,%rax,4),%xmm6
movdqu 0x10(%rdi,%rax,4),%xmm5
movdqu 0x20(%rdi,%rax,4),%xmm11
movdqu 0x30(%rdi,%rax,4),%xmm10
movdqu (%rsi,%rax,4),%xmm4
movdqu 0x10(%rsi,%rax,4),%xmm1
movdqu 0x20(%rsi,%rax,4),%xmm3
movdqu 0x30(%rsi,%rax,4),%xmm7
pshufd $0xf5,%xmm4,%xmm12
pmuludq %xmm6,%xmm4
pshufd $0xe8,%xmm4,%xmm4
pshufd $0xf5,%xmm6,%xmm6
pmuludq %xmm12,%xmm6
pshufd $0xe8,%xmm6,%xmm6
punpckldq %xmm6,%xmm4
pshufd $0xf5,%xmm1,%xmm12
pmuludq %xmm5,%xmm1
pshufd $0xe8,%xmm1,%xmm6
pshufd $0xf5,%xmm5,%xmm1
pmuludq %xmm12,%xmm1
pshufd $0xe8,%xmm1,%xmm1
punpckldq %xmm1,%xmm6
psrad  %xmm9,%xmm4
psrad  %xmm9,%xmm6
paddd  %xmm0,%xmm4
paddd  %xmm2,%xmm6
pshufd $0xf5,%xmm3,%xmm1
pmuludq %xmm11,%xmm3
pshufd $0xe8,%xmm3,%xmm0
pshufd $0xf5,%xmm11,%xmm2
pmuludq %xmm1,%xmm2
pshufd $0xe8,%xmm2,%xmm1
punpckldq %xmm1,%xmm0
pshufd $0xf5,%xmm7,%xmm1
pmuludq %xmm10,%xmm7
pshufd $0xe8,%xmm7,%xmm2
pshufd $0xf5,%xmm10,%xmm3
pmuludq %xmm1,%xmm3
pshufd $0xe8,%xmm3,%xmm1
punpckldq %xmm1,%xmm2
psrad  %xmm9,%xmm0
psrad  %xmm9,%xmm2
paddd  %xmm4,%xmm0
paddd  %xmm6,%xmm2
add    $0x10,%rax
add    $0xfffffffffffffffe,%r10
jne    1160 <dot_product+0x60>
test   $0x1,%r9b
je     12bf <dot_product+0x1bf>
movdqu (%rdi,%rax,4),%xmm1
movdqu 0x10(%rdi,%rax,4),%xmm3
movdqu (%rsi,%rax,4),%xmm4
movdqu 0x10(%rsi,%rax,4),%xmm5
pshufd $0xf5,%xmm4,%xmm6
pmuludq %xmm1,%xmm4
pshufd $0xe8,%xmm4,%xmm4
pshufd $0xf5,%xmm1,%xmm1
pmuludq %xmm6,%xmm1
pshufd $0xe8,%xmm1,%xmm1
punpckldq %xmm1,%xmm4
pshufd $0xf5,%xmm5,%xmm1
pmuludq %xmm3,%xmm5
pshufd $0xe8,%xmm5,%xmm5
pshufd $0xf5,%xmm3,%xmm3
pmuludq %xmm1,%xmm3
pshufd $0xe8,%xmm3,%xmm1
punpckldq %xmm1,%xmm5
pxor   %xmm1,%xmm1
movss  %xmm8,%xmm1
psrad  %xmm1,%xmm4
paddd  %xmm4,%xmm0
psrad  %xmm1,%xmm5
paddd  %xmm5,%xmm2
paddd  %xmm2,%xmm0
pshufd $0xee,%xmm0,%xmm1
paddd  %xmm0,%xmm1
pshufd $0x55,%xmm1,%xmm0
paddd  %xmm1,%xmm0
movd   %xmm0,%eax
cmp    %r8,%r11
je     12f6 <dot_product+0x1f6>
xchg   %ax,%ax
mov    (%rsi,%r11,4),%edx
imul   (%rdi,%r11,4),%edx
sar    %cl,%edx
add    %edx,%eax
add    $0x1,%r11
cmp    %r11,%r8
jne    12e0 <dot_product+0x1e0>
ret
pxor   %xmm0,%xmm0
xor    %eax,%eax
pxor   %xmm2,%xmm2
test   $0x1,%r9b
jne    1250 <dot_product+0x150>
jmp    12bf <dot_product+0x1bf>

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

LLVM IR (-O2):
define i32 @dot_product(i32* nocapture %0, i32* nocapture %1, i32 %2, i32 %3) {
%5 = icmp sgt i32 %2, 0
br i1 %5, label %6, label %114
6: ; preds = %4
%7 = zext i32 %2 to i64
%8 = icmp ult i32 %2, 8
br i1 %8, label %99, label %9
9: ; preds = %6
%10 = and i64 %7, 4294967288
%11 = insertelement <4 x i32> poison, i32 %3, i64 0
%12 = shufflevector <4 x i32> %11, <4 x i32> poison, <4 x i32> zeroinitializer
%13 = insertelement <4 x i32> poison, i32 %3, i64 0
%14 = shufflevector <4 x i32> %13, <4 x i32> poison, <4 x i32> zeroinitializer
%15 = add nsw i64 %10, -8
%16 = lshr exact i64 %15, 3
%17 = add nuw nsw i64 %16, 1
%18 = and i64 %17, 1
%19 = icmp eq i64 %15, 0
br i1 %19, label %67, label %20
20: ; preds = %9
%21 = and i64 %17, 4611686018427387902
br label %22
22: ; preds = %22, %20
%23 = phi i64 [ 0, %20 ], [ %64, %22 ]
%24 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %20 ], [ %62, %22 ]
%25 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %20 ], [ %63, %22 ]
%26 = phi i64 [ 0, %20 ], [ %65, %22 ]
%27 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %23
%28 = bitcast i32* %27 to <4 x i32>*
%29 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %28
%30 = getelementptr inbounds i32, i32* %27, i64 4
%31 = bitcast i32* %30 to <4 x i32>*
%32 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %31
%33 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %23
%34 = bitcast i32* %33 to <4 x i32>*
%35 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %34
%36 = getelementptr inbounds i32, i32* %33, i64 4
%37 = bitcast i32* %36 to <4 x i32>*
%38 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %37
%39 = mul nsw <4 x i32> %35, %29
%40 = mul nsw <4 x i32> %38, %32
%41 = ashr <4 x i32> %39, %12
%42 = ashr <4 x i32> %40, %14
%43 = add <4 x i32> %41, %24
%44 = add <4 x i32> %42, %25
%45 = or i64 %23, 8
%46 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %45
%47 = bitcast i32* %46 to <4 x i32>*
%48 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %47
%49 = getelementptr inbounds i32, i32* %46, i64 4
%50 = bitcast i32* %49 to <4 x i32>*
%51 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %50
%52 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %45
%53 = bitcast i32* %52 to <4 x i32>*
%54 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %53
%55 = getelementptr inbounds i32, i32* %52, i64 4
%56 = bitcast i32* %55 to <4 x i32>*
%57 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %56
%58 = mul nsw <4 x i32> %54, %48
%59 = mul nsw <4 x i32> %57, %51
%60 = ashr <4 x i32> %58, %12
%61 = ashr <4 x i32> %59, %14
%62 = add <4 x i32> %60, %43
%63 = add <4 x i32> %61, %44
%64 = add nuw i64 %23, 16
%65 = add i64 %26, 2
%66 = icmp eq i64 %65, %21
br i1 %66, label %67, label %22
67: ; preds = %22, %9
%68 = phi <4 x i32> [ undef, %9 ], [ %62, %22 ]
%69 = phi <4 x i32> [ undef, %9 ], [ %63, %22 ]
%70 = phi i64 [ 0, %9 ], [ %64, %22 ]
%71 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %9 ], [ %62, %22 ]
%72 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %9 ], [ %63, %22 ]
%73 = icmp eq i64 %18, 0
br i1 %73, label %93, label %74
74: ; preds = %67
%75 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %70
%76 = bitcast i32* %75 to <4 x i32>*
%77 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %76
%78 = getelementptr inbounds i32, i32* %75, i64 4
%79 = bitcast i32* %78 to <4 x i32>*
%80 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %79
%81 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %70
%82 = bitcast i32* %81 to <4 x i32>*
%83 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %82
%84 = getelementptr inbounds i32, i32* %81, i64 4
%85 = bitcast i32* %84 to <4 x i32>*
%86 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %85
%87 = mul nsw <4 x i32> %83, %77
%88 = mul nsw <4 x i32> %86, %80
%89 = ashr <4 x i32> %87, %12
%90 = ashr <4 x i32> %88, %14
%91 = add <4 x i32> %89, %71
%92 = add <4 x i32> %90, %72
br label %93
93: ; preds = %67, %74
%94 = phi <4 x i32> [ %68, %67 ], [ %91, %74 ]
%95 = phi <4 x i32> [ %69, %67 ], [ %92, %74 ]
%96 = add <4 x i32> %95, %94
%97 = call i32 @llvm.vector.reduce.add.v4i32(<4 x i32> %96)
%98 = icmp eq i64 %10, %7
br i1 %98, label %114, label %99
99: ; preds = %6, %93
%100 = phi i64 [ 0, %6 ], [ %10, %93 ]
%101 = phi i32 [ 0, %6 ], [ %97, %93 ]
br label %102
102: ; preds = %99, %102
%103 = phi i64 [ %112, %102 ], [ %100, %99 ]
%104 = phi i32 [ %111, %102 ], [ %101, %99 ]
%105 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %103
%106 = load i32, i32* %105
%107 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %103
%108 = load i32, i32* %107
%109 = mul nsw i32 %108, %106
%110 = ashr i32 %109, %3
%111 = add nsw i32 %110, %104
%112 = add nuw nsw i64 %103, 1
%113 = icmp eq i64 %112, %7
br i1 %113, label %114, label %102
114: ; preds = %102, %93, %4
%115 = phi i32 [ 0, %4 ], [ %97, %93 ], [ %111, %102 ]
ret i32 %115
}