int mac(const short *a, const short *b, int sqr, int *sum) {
  int i;
  int dotp = *sum;
  for (i = 0; i < 150; i++) {
    dotp += b[i] * a[i];
    sqr += b[i] * b[i];
  }
  *sum = dotp;
  return sqr;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<mac>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    (%rax),%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
cmpl   $0x96,-0x24(%rbp)
jge    1180 <mac+0x80>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
movswl (%rax,%rcx,2),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x24(%rbp),%rdx
movswl (%rcx,%rdx,2),%ecx
imul   %ecx,%eax
add    -0x28(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
movswl (%rax,%rcx,2),%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
movslq -0x24(%rbp),%rdx
movswl (%rcx,%rdx,2),%ecx
imul   %ecx,%eax
add    -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    1123 <mac+0x23>
mov    -0x28(%rbp),%ecx
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %ecx,(%rax)
mov    -0x14(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<mac>:
movd   (%rcx),%xmm2
movd   %edx,%xmm9
pxor   %xmm8,%xmm8
mov    $0x4,%eax
pxor   %xmm3,%xmm3
pxor   %xmm1,%xmm1
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movq   -0x8(%rsi,%rax,2),%xmm0
movq   (%rsi,%rax,2),%xmm5
movq   -0x8(%rdi,%rax,2),%xmm7
punpcklwd %xmm7,%xmm7
movq   (%rdi,%rax,2),%xmm4
punpcklwd %xmm4,%xmm4
movdqa %xmm0,%xmm6
punpcklwd %xmm8,%xmm6
pmaddwd %xmm7,%xmm6
paddd  %xmm6,%xmm2
movdqa %xmm5,%xmm6
punpcklwd %xmm8,%xmm6
pmaddwd %xmm4,%xmm6
paddd  %xmm6,%xmm3
movdqa %xmm0,%xmm4
pmulhw %xmm0,%xmm4
pmullw %xmm0,%xmm0
punpcklwd %xmm4,%xmm0
paddd  %xmm0,%xmm9
movdqa %xmm5,%xmm0
pmulhw %xmm5,%xmm0
pmullw %xmm5,%xmm5
punpcklwd %xmm0,%xmm5
paddd  %xmm5,%xmm1
add    $0x8,%rax
cmp    $0x94,%rax
jne    1120 <mac+0x20>
paddd  %xmm2,%xmm3
pshufd $0xee,%xmm3,%xmm0
paddd  %xmm3,%xmm0
pshufd $0x55,%xmm0,%xmm2
paddd  %xmm0,%xmm2
movd   %xmm2,%r8d
paddd  %xmm9,%xmm1
pshufd $0xee,%xmm1,%xmm0
paddd  %xmm1,%xmm0
pshufd $0x55,%xmm0,%xmm1
paddd  %xmm0,%xmm1
movd   %xmm1,%r9d
movswl 0x120(%rsi),%eax
movswl 0x120(%rdi),%r10d
imul   %eax,%r10d
add    %r8d,%r10d
imul   %eax,%eax
add    %r9d,%eax
movswl 0x122(%rsi),%edx
movswl 0x122(%rdi),%r8d
imul   %edx,%r8d
add    %r10d,%r8d
imul   %edx,%edx
add    %eax,%edx
movswl 0x124(%rsi),%eax
movswl 0x124(%rdi),%r9d
imul   %eax,%r9d
add    %r8d,%r9d
imul   %eax,%eax
add    %edx,%eax
movswl 0x126(%rsi),%edx
movswl 0x126(%rdi),%r8d
imul   %edx,%r8d
add    %r9d,%r8d
imul   %edx,%edx
add    %eax,%edx
movswl 0x128(%rsi),%r9d
movswl 0x128(%rdi),%r10d
imul   %r9d,%r10d
add    %r8d,%r10d
imul   %r9d,%r9d
add    %edx,%r9d
movswl 0x12a(%rsi),%eax
movswl 0x12a(%rdi),%edx
imul   %eax,%edx
add    %r10d,%edx
imul   %eax,%eax
add    %r9d,%eax
mov    %edx,(%rcx)
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @mac(i16* %0, i16* %1, i32 %2, i32* %3) {
%5 = alloca i16*
%6 = alloca i16*
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32*
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
store i16* %0, i16** %5
store i16* %1, i16** %6
store i32 %2, i32* %7
store i32* %3, i32** %8
%11 = load i32*, i32** %8
%12 = load i32, i32* %11
store i32 %12, i32* %10
store i32 0, i32* %9
br label %13
13: ; preds = %47, %4
%14 = load i32, i32* %9
%15 = icmp slt i32 %14, 150
br i1 %15, label %16, label %50
16: ; preds = %13
%17 = load i16*, i16** %6
%18 = load i32, i32* %9
%19 = sext i32 %18 to i64
%20 = getelementptr inbounds i16, i16* %17, i64 %19
%21 = load i16, i16* %20
%22 = sext i16 %21 to i32
%23 = load i16*, i16** %5
%24 = load i32, i32* %9
%25 = sext i32 %24 to i64
%26 = getelementptr inbounds i16, i16* %23, i64 %25
%27 = load i16, i16* %26
%28 = sext i16 %27 to i32
%29 = mul nsw i32 %22, %28
%30 = load i32, i32* %10
%31 = add nsw i32 %30, %29
store i32 %31, i32* %10
%32 = load i16*, i16** %6
%33 = load i32, i32* %9
%34 = sext i32 %33 to i64
%35 = getelementptr inbounds i16, i16* %32, i64 %34
%36 = load i16, i16* %35
%37 = sext i16 %36 to i32
%38 = load i16*, i16** %6
%39 = load i32, i32* %9
%40 = sext i32 %39 to i64
%41 = getelementptr inbounds i16, i16* %38, i64 %40
%42 = load i16, i16* %41
%43 = sext i16 %42 to i32
%44 = mul nsw i32 %37, %43
%45 = load i32, i32* %7
%46 = add nsw i32 %45, %44
store i32 %46, i32* %7
br label %47
47: ; preds = %16
%48 = load i32, i32* %9
%49 = add nsw i32 %48, 1
store i32 %49, i32* %9
br label %13
50: ; preds = %13
%51 = load i32, i32* %10
%52 = load i32*, i32** %8
store i32 %51, i32* %52
%53 = load i32, i32* %7
ret i32 %53
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @mac(i16* nocapture %0, i16* nocapture %1, i32 %2, i32* nocapture %3) {
%5 = load i32, i32* %3
%6 = insertelement <4 x i32> <i32 poison, i32 0, i32 0, i32 0>, i32 %5, i64 0
%7 = insertelement <4 x i32> <i32 poison, i32 0, i32 0, i32 0>, i32 %2, i64 0
br label %8
8: ; preds = %8, %4
%9 = phi i64 [ 0, %4 ], [ %38, %8 ]
%10 = phi <4 x i32> [ %6, %4 ], [ %32, %8 ]
%11 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %4 ], [ %33, %8 ]
%12 = phi <4 x i32> [ %7, %4 ], [ %36, %8 ]
%13 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %4 ], [ %37, %8 ]
%14 = getelementptr inbounds i16, i16* %1, i64 %9
%15 = bitcast i16* %14 to <4 x i16>*
%16 = load <4 x i16>, <4 x i16>* %15
%17 = getelementptr inbounds i16, i16* %14, i64 4
%18 = bitcast i16* %17 to <4 x i16>*
%19 = load <4 x i16>, <4 x i16>* %18
%20 = sext <4 x i16> %16 to <4 x i32>
%21 = sext <4 x i16> %19 to <4 x i32>
%22 = getelementptr inbounds i16, i16* %0, i64 %9
%23 = bitcast i16* %22 to <4 x i16>*
%24 = load <4 x i16>, <4 x i16>* %23
%25 = getelementptr inbounds i16, i16* %22, i64 4
%26 = bitcast i16* %25 to <4 x i16>*
%27 = load <4 x i16>, <4 x i16>* %26
%28 = sext <4 x i16> %24 to <4 x i32>
%29 = sext <4 x i16> %27 to <4 x i32>
%30 = mul nsw <4 x i32> %28, %20
%31 = mul nsw <4 x i32> %29, %21
%32 = add <4 x i32> %30, %10
%33 = add <4 x i32> %31, %11
%34 = mul nsw <4 x i32> %20, %20
%35 = mul nsw <4 x i32> %21, %21
%36 = add <4 x i32> %34, %12
%37 = add <4 x i32> %35, %13
%38 = add nuw i64 %9, 8
%39 = icmp eq i64 %38, 144
br i1 %39, label %40, label %8
40: ; preds = %8
%41 = add <4 x i32> %33, %32
%42 = call i32 @llvm.vector.reduce.add.v4i32(<4 x i32> %41)
%43 = add <4 x i32> %37, %36
%44 = call i32 @llvm.vector.reduce.add.v4i32(<4 x i32> %43)
%45 = getelementptr inbounds i16, i16* %1, i64 144
%46 = load i16, i16* %45
%47 = sext i16 %46 to i32
%48 = getelementptr inbounds i16, i16* %0, i64 144
%49 = load i16, i16* %48
%50 = sext i16 %49 to i32
%51 = mul nsw i32 %50, %47
%52 = add nsw i32 %51, %42
%53 = mul nsw i32 %47, %47
%54 = add nsw i32 %53, %44
%55 = getelementptr inbounds i16, i16* %1, i64 145
%56 = load i16, i16* %55
%57 = sext i16 %56 to i32
%58 = getelementptr inbounds i16, i16* %0, i64 145
%59 = load i16, i16* %58
%60 = sext i16 %59 to i32
%61 = mul nsw i32 %60, %57
%62 = add nsw i32 %61, %52
%63 = mul nsw i32 %57, %57
%64 = add nsw i32 %63, %54
%65 = getelementptr inbounds i16, i16* %1, i64 146
%66 = load i16, i16* %65
%67 = sext i16 %66 to i32
%68 = getelementptr inbounds i16, i16* %0, i64 146
%69 = load i16, i16* %68
%70 = sext i16 %69 to i32
%71 = mul nsw i32 %70, %67
%72 = add nsw i32 %71, %62
%73 = mul nsw i32 %67, %67
%74 = add nsw i32 %73, %64
%75 = getelementptr inbounds i16, i16* %1, i64 147
%76 = load i16, i16* %75
%77 = sext i16 %76 to i32
%78 = getelementptr inbounds i16, i16* %0, i64 147
%79 = load i16, i16* %78
%80 = sext i16 %79 to i32
%81 = mul nsw i32 %80, %77
%82 = add nsw i32 %81, %72
%83 = mul nsw i32 %77, %77
%84 = add nsw i32 %83, %74
%85 = getelementptr inbounds i16, i16* %1, i64 148
%86 = load i16, i16* %85
%87 = sext i16 %86 to i32
%88 = getelementptr inbounds i16, i16* %0, i64 148
%89 = load i16, i16* %88
%90 = sext i16 %89 to i32
%91 = mul nsw i32 %90, %87
%92 = add nsw i32 %91, %82
%93 = mul nsw i32 %87, %87
%94 = add nsw i32 %93, %84
%95 = getelementptr inbounds i16, i16* %1, i64 149
%96 = load i16, i16* %95
%97 = sext i16 %96 to i32
%98 = getelementptr inbounds i16, i16* %0, i64 149
%99 = load i16, i16* %98
%100 = sext i16 %99 to i32
%101 = mul nsw i32 %100, %97
%102 = add nsw i32 %101, %92
%103 = mul nsw i32 %97, %97
%104 = add nsw i32 %103, %94
store i32 %102, i32* %3
ret i32 %104
}