int frobenius_norm(char **a, int m, int n) {
  int fn = 0;
  int i, j;
  for (i = 0; i < n; i++)
    for (j = 0; j < n; j++)
      fn += (int)(a[i][j] * a[i][j]);
  return fn;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<frobenius_norm>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jge    118d <frobenius_norm+0x8d>
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jge    117a <frobenius_norm+0x7a>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
movsbl (%rax,%rcx,1),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x18(%rbp),%rdx
mov    (%rcx,%rdx,8),%rcx
movslq -0x1c(%rbp),%rdx
movsbl (%rcx,%rdx,1),%ecx
imul   %ecx,%eax
add    -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    112f <frobenius_norm+0x2f>
jmp    117f <frobenius_norm+0x7f>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    111c <frobenius_norm+0x1c>
mov    -0x14(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<frobenius_norm>:
push   %rbp
push   %r14
push   %rbx
test   %edx,%edx
jle    12a5 <frobenius_norm+0x1a5>
mov    %edx,%ecx
mov    %ecx,%r11d
and    $0xfffffff8,%r11d
lea    -0x8(%r11),%r8
mov    %r8,%r9
shr    $0x3,%r9
add    $0x1,%r9
mov    %r9,%r10
and    $0xfffffffffffffffe,%r10
xor    %r14d,%r14d
xor    %eax,%eax
jmp    114d <frobenius_norm+0x4d>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
add    $0x1,%r14
cmp    %rcx,%r14
je     12a7 <frobenius_norm+0x1a7>
mov    (%rdi,%r14,8),%rbx
cmp    $0x8,%edx
jae    1160 <frobenius_norm+0x60>
xor    %esi,%esi
jmp    1280 <frobenius_norm+0x180>
nopl   (%rax)
movd   %eax,%xmm0
pxor   %xmm1,%xmm1
test   %r8,%r8
je     1297 <frobenius_norm+0x197>
mov    %r10,%rsi
xor    %eax,%eax
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
movd   (%rbx,%rax,1),%xmm2
punpcklbw %xmm2,%xmm2
movd   0x4(%rbx,%rax,1),%xmm3
punpcklbw %xmm3,%xmm3
psraw  $0x8,%xmm2
pmullw %xmm2,%xmm2
punpcklwd %xmm2,%xmm2
psrad  $0x10,%xmm2
paddd  %xmm0,%xmm2
psraw  $0x8,%xmm3
pmullw %xmm3,%xmm3
punpcklwd %xmm3,%xmm3
psrad  $0x10,%xmm3
paddd  %xmm1,%xmm3
movd   0x8(%rbx,%rax,1),%xmm0
punpcklbw %xmm0,%xmm0
movd   0xc(%rbx,%rax,1),%xmm1
punpcklbw %xmm1,%xmm1
psraw  $0x8,%xmm0
pmullw %xmm0,%xmm0
punpcklwd %xmm0,%xmm0
psrad  $0x10,%xmm0
paddd  %xmm2,%xmm0
psraw  $0x8,%xmm1
pmullw %xmm1,%xmm1
punpcklwd %xmm1,%xmm1
psrad  $0x10,%xmm1
paddd  %xmm3,%xmm1
add    $0x10,%rax
add    $0xfffffffffffffffe,%rsi
jne    1180 <frobenius_norm+0x80>
test   $0x1,%r9b
je     1252 <frobenius_norm+0x152>
movd   (%rbx,%rax,1),%xmm2
punpcklbw %xmm2,%xmm2
movd   0x4(%rbx,%rax,1),%xmm3
punpcklbw %xmm3,%xmm3
psraw  $0x8,%xmm2
pmullw %xmm2,%xmm2
punpcklwd %xmm2,%xmm2
psrad  $0x10,%xmm2
paddd  %xmm2,%xmm0
psraw  $0x8,%xmm3
pmullw %xmm3,%xmm3
punpcklwd %xmm3,%xmm2
psrad  $0x10,%xmm2
paddd  %xmm2,%xmm1
paddd  %xmm1,%xmm0
pshufd $0xee,%xmm0,%xmm1
paddd  %xmm0,%xmm1
pshufd $0x55,%xmm1,%xmm0
paddd  %xmm1,%xmm0
movd   %xmm0,%eax
mov    %r11,%rsi
cmp    %rcx,%r11
je     1140 <frobenius_norm+0x40>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movsbl (%rbx,%rsi,1),%ebp
imul   %ebp,%ebp
add    %ebp,%eax
add    $0x1,%rsi
cmp    %rsi,%rcx
jne    1280 <frobenius_norm+0x180>
jmp    1140 <frobenius_norm+0x40>
xor    %eax,%eax
test   $0x1,%r9b
jne    1213 <frobenius_norm+0x113>
jmp    1252 <frobenius_norm+0x152>
xor    %eax,%eax
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @frobenius_norm(i8** %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = alloca i8**
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
store i8** %0, i8*** %4
store i32 %1, i32* %5
store i32 %2, i32* %6
store i32 0, i32* %7
store i32 0, i32* %8
br label %10
10: ; preds = %47, %3
%11 = load i32, i32* %8
%12 = load i32, i32* %6
%13 = icmp slt i32 %11, %12
br i1 %13, label %14, label %50
14: ; preds = %10
store i32 0, i32* %9
br label %15
15: ; preds = %43, %14
%16 = load i32, i32* %9
%17 = load i32, i32* %6
%18 = icmp slt i32 %16, %17
br i1 %18, label %19, label %46
19: ; preds = %15
%20 = load i8**, i8*** %4
%21 = load i32, i32* %8
%22 = sext i32 %21 to i64
%23 = getelementptr inbounds i8*, i8** %20, i64 %22
%24 = load i8*, i8** %23
%25 = load i32, i32* %9
%26 = sext i32 %25 to i64
%27 = getelementptr inbounds i8, i8* %24, i64 %26
%28 = load i8, i8* %27
%29 = sext i8 %28 to i32
%30 = load i8**, i8*** %4
%31 = load i32, i32* %8
%32 = sext i32 %31 to i64
%33 = getelementptr inbounds i8*, i8** %30, i64 %32
%34 = load i8*, i8** %33
%35 = load i32, i32* %9
%36 = sext i32 %35 to i64
%37 = getelementptr inbounds i8, i8* %34, i64 %36
%38 = load i8, i8* %37
%39 = sext i8 %38 to i32
%40 = mul nsw i32 %29, %39
%41 = load i32, i32* %7
%42 = add nsw i32 %41, %40
store i32 %42, i32* %7
br label %43
43: ; preds = %19
%44 = load i32, i32* %9
%45 = add nsw i32 %44, 1
store i32 %45, i32* %9
br label %15
46: ; preds = %15
br label %47
47: ; preds = %46
%48 = load i32, i32* %8
%49 = add nsw i32 %48, 1
store i32 %49, i32* %8
br label %10
50: ; preds = %10
%51 = load i32, i32* %7
ret i32 %51
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @frobenius_norm(i8** nocapture %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = icmp sgt i32 %2, 0
br i1 %4, label %5, label %99
5: ; preds = %3
%6 = zext i32 %2 to i64
%7 = and i64 %6, 4294967288
%8 = add nsw i64 %7, -8
%9 = lshr exact i64 %8, 3
%10 = add nuw nsw i64 %9, 1
%11 = icmp ult i32 %2, 8
%12 = and i64 %6, 4294967288
%13 = and i64 %10, 1
%14 = icmp eq i64 %8, 0
%15 = and i64 %10, 4611686018427387902
%16 = icmp eq i64 %13, 0
%17 = icmp eq i64 %12, %6
br label %18
18: ; preds = %95, %5
%19 = phi i64 [ 0, %5 ], [ %97, %95 ]
%20 = phi i32 [ 0, %5 ], [ %96, %95 ]
%21 = getelementptr inbounds i8*, i8** %0, i64 %19
%22 = load i8*, i8** %21
br i1 %11, label %82, label %23
23: ; preds = %18
%24 = insertelement <4 x i32> <i32 poison, i32 0, i32 0, i32 0>, i32 %20, i64 0
br i1 %14, label %58, label %25
25: ; preds = %23, %25
%26 = phi i64 [ %55, %25 ], [ 0, %23 ]
%27 = phi <4 x i32> [ %53, %25 ], [ %24, %23 ]
%28 = phi <4 x i32> [ %54, %25 ], [ zeroinitializer, %23 ]
%29 = phi i64 [ %56, %25 ], [ 0, %23 ]
%30 = getelementptr inbounds i8, i8* %22, i64 %26
%31 = bitcast i8* %30 to <4 x i8>*
%32 = load <4 x i8>, <4 x i8>* %31
%33 = getelementptr inbounds i8, i8* %30, i64 4
%34 = bitcast i8* %33 to <4 x i8>*
%35 = load <4 x i8>, <4 x i8>* %34
%36 = sext <4 x i8> %32 to <4 x i32>
%37 = sext <4 x i8> %35 to <4 x i32>
%38 = mul nsw <4 x i32> %36, %36
%39 = mul nsw <4 x i32> %37, %37
%40 = add <4 x i32> %38, %27
%41 = add <4 x i32> %39, %28
%42 = or i64 %26, 8
%43 = getelementptr inbounds i8, i8* %22, i64 %42
%44 = bitcast i8* %43 to <4 x i8>*
%45 = load <4 x i8>, <4 x i8>* %44
%46 = getelementptr inbounds i8, i8* %43, i64 4
%47 = bitcast i8* %46 to <4 x i8>*
%48 = load <4 x i8>, <4 x i8>* %47
%49 = sext <4 x i8> %45 to <4 x i32>
%50 = sext <4 x i8> %48 to <4 x i32>
%51 = mul nsw <4 x i32> %49, %49
%52 = mul nsw <4 x i32> %50, %50
%53 = add <4 x i32> %51, %40
%54 = add <4 x i32> %52, %41
%55 = add nuw i64 %26, 16
%56 = add i64 %29, 2
%57 = icmp eq i64 %56, %15
br i1 %57, label %58, label %25
58: ; preds = %25, %23
%59 = phi <4 x i32> [ undef, %23 ], [ %53, %25 ]
%60 = phi <4 x i32> [ undef, %23 ], [ %54, %25 ]
%61 = phi i64 [ 0, %23 ], [ %55, %25 ]
%62 = phi <4 x i32> [ %24, %23 ], [ %53, %25 ]
%63 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %23 ], [ %54, %25 ]
br i1 %16, label %77, label %64
64: ; preds = %58
%65 = getelementptr inbounds i8, i8* %22, i64 %61
%66 = bitcast i8* %65 to <4 x i8>*
%67 = load <4 x i8>, <4 x i8>* %66
%68 = getelementptr inbounds i8, i8* %65, i64 4
%69 = bitcast i8* %68 to <4 x i8>*
%70 = load <4 x i8>, <4 x i8>* %69
%71 = sext <4 x i8> %67 to <4 x i32>
%72 = sext <4 x i8> %70 to <4 x i32>
%73 = mul nsw <4 x i32> %71, %71
%74 = mul nsw <4 x i32> %72, %72
%75 = add <4 x i32> %73, %62
%76 = add <4 x i32> %74, %63
br label %77
77: ; preds = %58, %64
%78 = phi <4 x i32> [ %59, %58 ], [ %75, %64 ]
%79 = phi <4 x i32> [ %60, %58 ], [ %76, %64 ]
%80 = add <4 x i32> %79, %78
%81 = call i32 @llvm.vector.reduce.add.v4i32(<4 x i32> %80)
br i1 %17, label %95, label %82
82: ; preds = %18, %77
%83 = phi i64 [ 0, %18 ], [ %12, %77 ]
%84 = phi i32 [ %20, %18 ], [ %81, %77 ]
br label %85
85: ; preds = %82, %85
%86 = phi i64 [ %93, %85 ], [ %83, %82 ]
%87 = phi i32 [ %92, %85 ], [ %84, %82 ]
%88 = getelementptr inbounds i8, i8* %22, i64 %86
%89 = load i8, i8* %88
%90 = sext i8 %89 to i32
%91 = mul nsw i32 %90, %90
%92 = add nsw i32 %91, %87
%93 = add nuw nsw i64 %86, 1
%94 = icmp eq i64 %93, %6
br i1 %94, label %95, label %85
95: ; preds = %85, %77
%96 = phi i32 [ %81, %77 ], [ %92, %85 ]
%97 = add nuw nsw i64 %19, 1
%98 = icmp eq i64 %97, %6
br i1 %98, label %99, label %18
99: ; preds = %95, %3
%100 = phi i32 [ 0, %3 ], [ %96, %95 ]
ret i32 %100
}