void axpy_4(int n, double *y, double a1, double *x1, double a2, double *x2,
            double a3, double *x3, double a4, double *x4) {
  int i;
  for (i = 0; i < n; i++)
    y[i] = y[i] + a1 * x1[i] + a2 * x2[i] + a3 * x3[i] + a4 * x4[i];
}


x86 assembly (clang, -O0):
<axpy_4>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
movsd  %xmm0,-0x18(%rbp)
mov    %rdx,-0x20(%rbp)
movsd  %xmm1,-0x28(%rbp)
mov    %rcx,-0x30(%rbp)
movsd  %xmm2,-0x38(%rbp)
mov    %r8,-0x40(%rbp)
movsd  %xmm3,-0x48(%rbp)
mov    %r9,-0x50(%rbp)
movl   $0x0,-0x54(%rbp)
mov    -0x54(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    11d2 <axpy_4+0xd2>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x54(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
movsd  -0x18(%rbp),%xmm1
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x54(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
mulsd  %xmm2,%xmm1
addsd  %xmm0,%xmm1
movsd  -0x28(%rbp),%xmm0
mov    -0x30(%rbp),%rax
movslq -0x54(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  -0x38(%rbp),%xmm1
mov    -0x40(%rbp),%rax
movslq -0x54(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
mulsd  %xmm2,%xmm1
addsd  %xmm0,%xmm1
movsd  -0x48(%rbp),%xmm0
mov    -0x50(%rbp),%rax
movslq -0x54(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x54(%rbp),%rcx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x54(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x54(%rbp)
jmp    1136 <axpy_4+0x36>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<axpy_4>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
test   %edi,%edi
jle    1255 <axpy_4+0x155>
mov    %edi,%r10d
cmp    $0x1,%edi
jne    1121 <axpy_4+0x21>
xor    %edi,%edi
jmp    1210 <axpy_4+0x110>
lea    (%rdx,%r10,8),%rax
cmp    %rsi,%rax
seta   %r12b
lea    (%rsi,%r10,8),%rdi
cmp    %rdx,%rdi
seta   %r13b
lea    (%rcx,%r10,8),%rax
cmp    %rsi,%rax
seta   %al
cmp    %rcx,%rdi
seta   %bpl
lea    (%r8,%r10,8),%rbx
cmp    %rsi,%rbx
seta   %r11b
lea    (%r9,%r10,8),%rbx
cmp    %r8,%rdi
seta   %r14b
cmp    %rsi,%rbx
seta   %bl
cmp    %r9,%rdi
seta   %r15b
xor    %edi,%edi
test   %r13b,%r12b
jne    1210 <axpy_4+0x110>
and    %bpl,%al
jne    1210 <axpy_4+0x110>
and    %r14b,%r11b
jne    1210 <axpy_4+0x110>
and    %r15b,%bl
jne    1210 <axpy_4+0x110>
mov    %r10d,%edi
and    $0xfffffffe,%edi
movapd %xmm0,%xmm8
unpcklpd %xmm0,%xmm8
movapd %xmm1,%xmm9
unpcklpd %xmm1,%xmm9
movapd %xmm2,%xmm6
unpcklpd %xmm2,%xmm6
movapd %xmm3,%xmm7
unpcklpd %xmm3,%xmm7
xor    %eax,%eax
nopl   (%rax)
movupd (%rsi,%rax,8),%xmm4
movupd (%rdx,%rax,8),%xmm5
mulpd  %xmm8,%xmm5
addpd  %xmm4,%xmm5
movupd (%rcx,%rax,8),%xmm4
mulpd  %xmm9,%xmm4
addpd  %xmm5,%xmm4
movupd (%r8,%rax,8),%xmm5
mulpd  %xmm6,%xmm5
addpd  %xmm4,%xmm5
movupd (%r9,%rax,8),%xmm4
mulpd  %xmm7,%xmm4
addpd  %xmm5,%xmm4
movupd %xmm4,(%rsi,%rax,8)
add    $0x2,%rax
cmp    %rax,%rdi
jne    11c0 <axpy_4+0xc0>
cmp    %r10,%rdi
je     1255 <axpy_4+0x155>
movsd  (%rdx,%rdi,8),%xmm4
mulsd  %xmm0,%xmm4
addsd  (%rsi,%rdi,8),%xmm4
movsd  (%rcx,%rdi,8),%xmm5
mulsd  %xmm1,%xmm5
addsd  %xmm4,%xmm5
movsd  (%r8,%rdi,8),%xmm4
mulsd  %xmm2,%xmm4
addsd  %xmm5,%xmm4
movsd  (%r9,%rdi,8),%xmm5
mulsd  %xmm3,%xmm5
addsd  %xmm4,%xmm5
movsd  %xmm5,(%rsi,%rdi,8)
add    $0x1,%rdi
cmp    %rdi,%r10
jne    1210 <axpy_4+0x110>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @axpy_4(i32 %0, double* %1, double %2, double* %3, double %4, double* %5, double %6, double* %7, double %8, double* %9) {
%11 = alloca i32
%12 = alloca double*
%13 = alloca double
%14 = alloca double*
%15 = alloca double
%16 = alloca double*
%17 = alloca double
%18 = alloca double*
%19 = alloca double
%20 = alloca double*
%21 = alloca i32
store i32 %0, i32* %11
store double* %1, double** %12
store double %2, double* %13
store double* %3, double** %14
store double %4, double* %15
store double* %5, double** %16
store double %6, double* %17
store double* %7, double** %18
store double %8, double* %19
store double* %9, double** %20
store i32 0, i32* %21
br label %22
22: ; preds = %64, %10
%23 = load i32, i32* %21
%24 = load i32, i32* %11
%25 = icmp slt i32 %23, %24
br i1 %25, label %26, label %67
26: ; preds = %22
%27 = load double*, double** %12
%28 = load i32, i32* %21
%29 = sext i32 %28 to i64
%30 = getelementptr inbounds double, double* %27, i64 %29
%31 = load double, double* %30
%32 = load double, double* %13
%33 = load double*, double** %14
%34 = load i32, i32* %21
%35 = sext i32 %34 to i64
%36 = getelementptr inbounds double, double* %33, i64 %35
%37 = load double, double* %36
%38 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %32, double %37, double %31)
%39 = load double, double* %15
%40 = load double*, double** %16
%41 = load i32, i32* %21
%42 = sext i32 %41 to i64
%43 = getelementptr inbounds double, double* %40, i64 %42
%44 = load double, double* %43
%45 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %39, double %44, double %38)
%46 = load double, double* %17
%47 = load double*, double** %18
%48 = load i32, i32* %21
%49 = sext i32 %48 to i64
%50 = getelementptr inbounds double, double* %47, i64 %49
%51 = load double, double* %50
%52 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %46, double %51, double %45)
%53 = load double, double* %19
%54 = load double*, double** %20
%55 = load i32, i32* %21
%56 = sext i32 %55 to i64
%57 = getelementptr inbounds double, double* %54, i64 %56
%58 = load double, double* %57
%59 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %53, double %58, double %52)
%60 = load double*, double** %12
%61 = load i32, i32* %21
%62 = sext i32 %61 to i64
%63 = getelementptr inbounds double, double* %60, i64 %62
store double %59, double* %63
br label %64
64: ; preds = %26
%65 = load i32, i32* %21
%66 = add nsw i32 %65, 1
store i32 %66, i32* %21
br label %22
67: ; preds = %22
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @axpy_4(i32 %0, double* nocapture %1, double %2, double* nocapture %3, double %4, double* nocapture %5, double %6, double* nocapture %7, double %8, double* nocapture %9) {
%11 = icmp sgt i32 %0, 0
br i1 %11, label %12, label %92
12: ; preds = %10
%13 = zext i32 %0 to i64
%14 = icmp eq i32 %0, 1
br i1 %14, label %72, label %15
15: ; preds = %12
%16 = getelementptr double, double* %1, i64 %13
%17 = getelementptr double, double* %3, i64 %13
%18 = getelementptr double, double* %5, i64 %13
%19 = getelementptr double, double* %7, i64 %13
%20 = getelementptr double, double* %9, i64 %13
%21 = icmp ugt double* %17, %1
%22 = icmp ugt double* %16, %3
%23 = and i1 %21, %22
%24 = icmp ugt double* %18, %1
%25 = icmp ugt double* %16, %5
%26 = and i1 %24, %25
%27 = or i1 %23, %26
%28 = icmp ugt double* %19, %1
%29 = icmp ugt double* %16, %7
%30 = and i1 %28, %29
%31 = or i1 %27, %30
%32 = icmp ugt double* %20, %1
%33 = icmp ugt double* %16, %9
%34 = and i1 %32, %33
%35 = or i1 %31, %34
br i1 %35, label %72, label %36
36: ; preds = %15
%37 = and i64 %13, 4294967294
%38 = insertelement <2 x double> poison, double %2, i64 0
%39 = shufflevector <2 x double> %38, <2 x double> poison, <2 x i32> zeroinitializer
%40 = insertelement <2 x double> poison, double %4, i64 0
%41 = shufflevector <2 x double> %40, <2 x double> poison, <2 x i32> zeroinitializer
%42 = insertelement <2 x double> poison, double %6, i64 0
%43 = shufflevector <2 x double> %42, <2 x double> poison, <2 x i32> zeroinitializer
%44 = insertelement <2 x double> poison, double %8, i64 0
%45 = shufflevector <2 x double> %44, <2 x double> poison, <2 x i32> zeroinitializer
br label %46
46: ; preds = %46, %36
%47 = phi i64 [ 0, %36 ], [ %68, %46 ]
%48 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %47
%49 = bitcast double* %48 to <2 x double>*
%50 = load <2 x double>, <2 x double>* %49
%51 = getelementptr inbounds double, double* %3, i64 %47
%52 = bitcast double* %51 to <2 x double>*
%53 = load <2 x double>, <2 x double>* %52
%54 = call <2 x double> @llvm.fmuladd.v2f64(<2 x double> %39, <2 x double> %53, <2 x double> %50)
%55 = getelementptr inbounds double, double* %5, i64 %47
%56 = bitcast double* %55 to <2 x double>*
%57 = load <2 x double>, <2 x double>* %56
%58 = call <2 x double> @llvm.fmuladd.v2f64(<2 x double> %41, <2 x double> %57, <2 x double> %54)
%59 = getelementptr inbounds double, double* %7, i64 %47
%60 = bitcast double* %59 to <2 x double>*
%61 = load <2 x double>, <2 x double>* %60
%62 = call <2 x double> @llvm.fmuladd.v2f64(<2 x double> %43, <2 x double> %61, <2 x double> %58)
%63 = getelementptr inbounds double, double* %9, i64 %47
%64 = bitcast double* %63 to <2 x double>*
%65 = load <2 x double>, <2 x double>* %64
%66 = call <2 x double> @llvm.fmuladd.v2f64(<2 x double> %45, <2 x double> %65, <2 x double> %62)
%67 = bitcast double* %48 to <2 x double>*
store <2 x double> %66, <2 x double>* %67
%68 = add nuw i64 %47, 2
%69 = icmp eq i64 %68, %37
br i1 %69, label %70, label %46
70: ; preds = %46
%71 = icmp eq i64 %37, %13
br i1 %71, label %92, label %72
72: ; preds = %15, %12, %70
%73 = phi i64 [ 0, %15 ], [ 0, %12 ], [ %37, %70 ]
br label %74
74: ; preds = %72, %74
%75 = phi i64 [ %90, %74 ], [ %73, %72 ]
%76 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %75
%77 = load double, double* %76
%78 = getelementptr inbounds double, double* %3, i64 %75
%79 = load double, double* %78
%80 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %2, double %79, double %77)
%81 = getelementptr inbounds double, double* %5, i64 %75
%82 = load double, double* %81
%83 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %4, double %82, double %80)
%84 = getelementptr inbounds double, double* %7, i64 %75
%85 = load double, double* %84
%86 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %6, double %85, double %83)
%87 = getelementptr inbounds double, double* %9, i64 %75
%88 = load double, double* %87
%89 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %8, double %88, double %86)
store double %89, double* %76
%90 = add nuw nsw i64 %75, 1
%91 = icmp eq i64 %90, %13
br i1 %91, label %92, label %74
92: ; preds = %74, %70, %10
ret void
}