extern double dot(const double *a, const double *b, int n) {
  double c = 0.0;
  while (--n >= 0)
    c += a[n] * b[n];
  return c;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<dot>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x20(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
cmp    $0x0,%eax
jl     115a <dot+0x5a>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
movsd  -0x20(%rbp),%xmm1
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x20(%rbp)
jmp    1117 <dot+0x17>
movsd  -0x20(%rbp),%xmm0
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<dot>:
test   %edx,%edx
jle    11a6 <dot+0xa6>
mov    %edx,%eax
lea    -0x1(%rax),%r8
mov    %rax,%rdx
xorpd  %xmm0,%xmm0
and    $0x3,%rdx
je     113a <dot+0x3a>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0xffffffffffffffff,%rax
mov    %eax,%ecx
movsd  (%rdi,%rcx,8),%xmm1
mulsd  (%rsi,%rcx,8),%xmm1
addsd  %xmm1,%xmm0
add    $0xffffffffffffffff,%rdx
jne    1120 <dot+0x20>
cmp    $0x3,%r8
jb     11a5 <dot+0xa5>
mov    $0xfffffffe,%r8d
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
lea    (%rax,%r8,1),%edx
add    $0x1,%edx
movsd  (%rdi,%rdx,8),%xmm1
mulsd  (%rsi,%rdx,8),%xmm1
addsd  %xmm0,%xmm1
lea    (%rax,%r8,1),%edx
movsd  (%rdi,%rdx,8),%xmm0
mulsd  (%rsi,%rdx,8),%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
lea    -0x3(%rax),%rdx
mov    %edx,%ecx
movsd  (%rdi,%rcx,8),%xmm1
mulsd  (%rsi,%rcx,8),%xmm1
addsd  %xmm0,%xmm1
add    $0xfffffffffffffffc,%rax
mov    %eax,%ecx
movsd  (%rdi,%rcx,8),%xmm0
mulsd  (%rsi,%rcx,8),%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
cmp    $0x1,%rdx
ja     1150 <dot+0x50>
ret
xorps  %xmm0,%xmm0
ret

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

LLVM IR (-O2):
define double @dot(double* nocapture %0, double* nocapture %1, i32 %2) {
%4 = icmp sgt i32 %2, 0
br i1 %4, label %5, label %60
5: ; preds = %3
%6 = zext i32 %2 to i64
%7 = add nsw i64 %6, -1
%8 = and i64 %6, 3
%9 = icmp eq i64 %8, 0
br i1 %9, label %23, label %10
10: ; preds = %5, %10
%11 = phi i64 [ %14, %10 ], [ %6, %5 ]
%12 = phi double [ %20, %10 ], [ 0.000000e+00, %5 ]
%13 = phi i64 [ %21, %10 ], [ 0, %5 ]
%14 = add nsw i64 %11, -1
%15 = and i64 %14, 4294967295
%16 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %15
%17 = load double, double* %16
%18 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %15
%19 = load double, double* %18
%20 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %17, double %19, double %12)
%21 = add i64 %13, 1
%22 = icmp eq i64 %21, %8
br i1 %22, label %23, label %10
23: ; preds = %10, %5
%24 = phi i64 [ %6, %5 ], [ %14, %10 ]
%25 = phi double [ 0.000000e+00, %5 ], [ %20, %10 ]
%26 = phi double [ undef, %5 ], [ %20, %10 ]
%27 = icmp ult i64 %7, 3
br i1 %27, label %60, label %28
28: ; preds = %23, %28
%29 = phi i64 [ %52, %28 ], [ %24, %23 ]
%30 = phi double [ %58, %28 ], [ %25, %23 ]
%31 = add i64 %29, 4294967295
%32 = and i64 %31, 4294967295
%33 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %32
%34 = load double, double* %33
%35 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %32
%36 = load double, double* %35
%37 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %34, double %36, double %30)
%38 = add i64 %29, 4294967294
%39 = and i64 %38, 4294967295
%40 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %39
%41 = load double, double* %40
%42 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %39
%43 = load double, double* %42
%44 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %41, double %43, double %37)
%45 = add nsw i64 %29, -3
%46 = and i64 %45, 4294967295
%47 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %46
%48 = load double, double* %47
%49 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %46
%50 = load double, double* %49
%51 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %48, double %50, double %44)
%52 = add nsw i64 %29, -4
%53 = and i64 %52, 4294967295
%54 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %53
%55 = load double, double* %54
%56 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %53
%57 = load double, double* %56
%58 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %55, double %57, double %51)
%59 = icmp ugt i64 %45, 1
br i1 %59, label %28, label %60
60: ; preds = %23, %28, %3
%61 = phi double [ 0.000000e+00, %3 ], [ %26, %23 ], [ %58, %28 ]
ret double %61
}