int matrix_add_matrix(double *output, double *in_1, double *in_2, int rows,
                      int cols) {
  int i, j;
  for (i = 0; i < rows; i++) {
    for (j = 0; j < cols; j++) {
      output[i + j * rows] = in_1[i + j * rows] + in_2[i + j * rows];
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<matrix_add_matrix>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
mov    %rsi,-0x18(%rbp)
mov    %rdx,-0x20(%rbp)
mov    %ecx,-0x24(%rbp)
mov    %r8d,-0x28(%rbp)
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0x24(%rbp),%eax
jge    11a6 <matrix_add_matrix+0xa6>
movl   $0x0,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%eax
cmp    -0x28(%rbp),%eax
jge    1193 <matrix_add_matrix+0x93>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
mov    -0x30(%rbp),%edx
imul   -0x24(%rbp),%edx
add    %edx,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
mov    -0x30(%rbp),%edx
imul   -0x24(%rbp),%edx
add    %edx,%ecx
movslq %ecx,%rcx
addsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
mov    -0x30(%rbp),%edx
imul   -0x24(%rbp),%edx
add    %edx,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x30(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
jmp    1131 <matrix_add_matrix+0x31>
jmp    1198 <matrix_add_matrix+0x98>
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    111e <matrix_add_matrix+0x1e>
mov    -0x4(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<matrix_add_matrix>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
test   %ecx,%ecx
jle    11b9 <matrix_add_matrix+0xb9>
mov    %ecx,%r10d
mov    %r8d,%r9d
mov    %r9d,%r11d
and    $0xfffffffe,%r11d
lea    (%rdi,%r10,8),%r14
mov    %r10,%r13
shl    $0x4,%r13
lea    (%rdx,%r10,8),%rbx
lea    (%rsi,%r10,8),%rax
xor    %r15d,%r15d
xor    %r12d,%r12d
jmp    114d <matrix_add_matrix+0x4d>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%r12
add    $0x8,%r15
cmp    %r10,%r12
je     11b9 <matrix_add_matrix+0xb9>
test   %r8d,%r8d
jle    1140 <matrix_add_matrix+0x40>
cmp    $0x1,%r8d
jne    1160 <matrix_add_matrix+0x60>
xor    %ecx,%ecx
jmp    119b <matrix_add_matrix+0x9b>
nopl   0x0(%rax)
mov    %r15,%rbp
xor    %ecx,%ecx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
movsd  (%rsi,%rbp,1),%xmm0
addsd  (%rdx,%rbp,1),%xmm0
movsd  %xmm0,(%rdi,%rbp,1)
movsd  (%rax,%rbp,1),%xmm0
addsd  (%rbx,%rbp,1),%xmm0
movsd  %xmm0,(%r14,%rbp,1)
add    $0x2,%rcx
add    %r13,%rbp
cmp    %rcx,%r11
jne    1170 <matrix_add_matrix+0x70>
test   $0x1,%r9b
je     1140 <matrix_add_matrix+0x40>
imul   %r10,%rcx
add    %r12,%rcx
movsd  (%rsi,%rcx,8),%xmm0
addsd  (%rdx,%rcx,8),%xmm0
movsd  %xmm0,(%rdi,%rcx,8)
jmp    1140 <matrix_add_matrix+0x40>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

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

LLVM IR (-O2):
define i32 @matrix_add_matrix(double* nocapture writeonly %0, double* nocapture %1, double* nocapture %2, i32 %3, i32 %4) {
%6 = icmp sgt i32 %3, 0
br i1 %6, label %7, label %56
7: ; preds = %5
%8 = icmp sgt i32 %4, 0
%9 = zext i32 %3 to i64
%10 = zext i32 %3 to i64
%11 = zext i32 %4 to i64
%12 = and i64 %11, 1
%13 = icmp eq i32 %4, 1
%14 = and i64 %11, 4294967294
%15 = icmp eq i64 %12, 0
br label %16
16: ; preds = %7, %53
%17 = phi i64 [ 0, %7 ], [ %54, %53 ]
br i1 %8, label %18, label %53
18: ; preds = %16
br i1 %13, label %42, label %19
19: ; preds = %18, %19
%20 = phi i64 [ %39, %19 ], [ 0, %18 ]
%21 = phi i64 [ %40, %19 ], [ 0, %18 ]
%22 = mul nsw i64 %20, %9
%23 = add nuw nsw i64 %22, %17
%24 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %23
%25 = load double, double* %24
%26 = getelementptr inbounds double, double* %2, i64 %23
%27 = load double, double* %26
%28 = fadd double %25, %27
%29 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %23
store double %28, double* %29
%30 = or i64 %20, 1
%31 = mul nsw i64 %30, %9
%32 = add nuw nsw i64 %31, %17
%33 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %32
%34 = load double, double* %33
%35 = getelementptr inbounds double, double* %2, i64 %32
%36 = load double, double* %35
%37 = fadd double %34, %36
%38 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %32
store double %37, double* %38
%39 = add nuw nsw i64 %20, 2
%40 = add i64 %21, 2
%41 = icmp eq i64 %40, %14
br i1 %41, label %42, label %19
42: ; preds = %19, %18
%43 = phi i64 [ 0, %18 ], [ %39, %19 ]
br i1 %15, label %53, label %44
44: ; preds = %42
%45 = mul nsw i64 %43, %9
%46 = add nuw nsw i64 %45, %17
%47 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %46
%48 = load double, double* %47
%49 = getelementptr inbounds double, double* %2, i64 %46
%50 = load double, double* %49
%51 = fadd double %48, %50
%52 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %46
store double %51, double* %52
br label %53
53: ; preds = %44, %42, %16
%54 = add nuw nsw i64 %17, 1
%55 = icmp eq i64 %54, %10
br i1 %55, label %56, label %16
56: ; preds = %53, %5
ret i32 undef
}