int sum_double_loop(int a, int b) {
  int su = 0, i, j;
  for (i = 0; i < a; i++)
    for (j = 0; j < b; j++)
      su = su + i + j;
  return su;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<sum_double_loop>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %esi,-0x8(%rbp)
movl   $0x0,-0xc(%rbp)
movl   $0x0,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    1164 <sum_double_loop+0x64>
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
jge    1151 <sum_double_loop+0x51>
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    -0x10(%rbp),%eax
add    -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    112b <sum_double_loop+0x2b>
jmp    1156 <sum_double_loop+0x56>
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    1118 <sum_double_loop+0x18>
mov    -0xc(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<sum_double_loop>:
test   %edi,%edi
jle    1125 <sum_double_loop+0x25>
lea    -0x1(%rsi),%eax
lea    -0x2(%rsi),%ecx
imul   %rax,%rcx
shr    %rcx
add    %esi,%ecx
add    $0xffffffff,%ecx
xor    %r8d,%r8d
cmp    $0x8,%edi
jae    1128 <sum_double_loop+0x28>
xor    %eax,%eax
jmp    123f <sum_double_loop+0x13f>
xor    %eax,%eax
ret
mov    %edi,%r8d
and    $0xfffffff8,%r8d
movd   %ecx,%xmm0
pshufd $0x0,%xmm0,%xmm1
movd   %esi,%xmm0
pshufd $0x0,%xmm0,%xmm0
movdqa 0xeb7(%rip),%xmm2
pmuludq %xmm0,%xmm2
pshufd $0xe8,%xmm2,%xmm2
movdqa 0xeb6(%rip),%xmm3
pmuludq %xmm0,%xmm3
pshufd $0xe8,%xmm3,%xmm3
punpckldq %xmm2,%xmm3
paddd  %xmm1,%xmm3
pslld  $0x2,%xmm0
lea    -0x8(%r8),%eax
mov    %eax,%edx
shr    $0x3,%edx
add    $0x1,%edx
test   %eax,%eax
je     11f1 <sum_double_loop+0xf1>
mov    %edx,%eax
and    $0xfffffffe,%eax
pxor   %xmm1,%xmm1
movdqa %xmm3,%xmm4
pxor   %xmm2,%xmm2
jmp    11bd <sum_double_loop+0xbd>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
paddd  %xmm4,%xmm1
paddd  %xmm5,%xmm1
paddd  %xmm6,%xmm2
paddd  %xmm7,%xmm2
paddd  %xmm0,%xmm3
movdqa %xmm3,%xmm4
add    $0xfffffffe,%eax
je     11f9 <sum_double_loop+0xf9>
movdqa %xmm4,%xmm5
paddd  %xmm0,%xmm5
movdqa %xmm5,%xmm6
test   %esi,%esi
jg     11d5 <sum_double_loop+0xd5>
pxor   %xmm4,%xmm4
pxor   %xmm6,%xmm6
paddd  %xmm0,%xmm5
movdqa %xmm5,%xmm3
paddd  %xmm0,%xmm3
movdqa %xmm3,%xmm7
jg     11a0 <sum_double_loop+0xa0>
pxor   %xmm5,%xmm5
pxor   %xmm7,%xmm7
jmp    11a0 <sum_double_loop+0xa0>
pxor   %xmm1,%xmm1
pxor   %xmm2,%xmm2
test   $0x1,%dl
je     1218 <sum_double_loop+0x118>
test   %esi,%esi
jg     120c <sum_double_loop+0x10c>
pxor   %xmm3,%xmm3
pxor   %xmm0,%xmm0
jmp    1210 <sum_double_loop+0x110>
paddd  %xmm3,%xmm0
paddd  %xmm0,%xmm2
paddd  %xmm3,%xmm1
paddd  %xmm2,%xmm1
pshufd $0xee,%xmm1,%xmm0
paddd  %xmm1,%xmm0
pshufd $0x55,%xmm0,%xmm1
paddd  %xmm0,%xmm1
movd   %xmm1,%eax
cmp    %edi,%r8d
je     1263 <sum_double_loop+0x163>
mov    %r8d,%edx
imul   %esi,%edx
add    %edx,%ecx
sub    %r8d,%edi
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
test   %esi,%esi
mov    $0x0,%edx
cmovg  %ecx,%edx
add    %edx,%eax
add    %esi,%ecx
add    $0xffffffff,%edi
jne    1250 <sum_double_loop+0x150>
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @sum_double_loop(i32 %0, i32 %1) {
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
store i32 %0, i32* %3
store i32 %1, i32* %4
store i32 0, i32* %5
store i32 0, i32* %6
br label %8
8: ; preds = %27, %2
%9 = load i32, i32* %6
%10 = load i32, i32* %3
%11 = icmp slt i32 %9, %10
br i1 %11, label %12, label %30
12: ; preds = %8
store i32 0, i32* %7
br label %13
13: ; preds = %23, %12
%14 = load i32, i32* %7
%15 = load i32, i32* %4
%16 = icmp slt i32 %14, %15
br i1 %16, label %17, label %26
17: ; preds = %13
%18 = load i32, i32* %5
%19 = load i32, i32* %6
%20 = add nsw i32 %18, %19
%21 = load i32, i32* %7
%22 = add nsw i32 %20, %21
store i32 %22, i32* %5
br label %23
23: ; preds = %17
%24 = load i32, i32* %7
%25 = add nsw i32 %24, 1
store i32 %25, i32* %7
br label %13
26: ; preds = %13
br label %27
27: ; preds = %26
%28 = load i32, i32* %6
%29 = add nsw i32 %28, 1
store i32 %29, i32* %6
br label %8
30: ; preds = %8
%31 = load i32, i32* %5
ret i32 %31
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @sum_double_loop(i32 %0, i32 %1) {
%3 = icmp sgt i32 %0, 0
br i1 %3, label %4, label %87
4: ; preds = %2
%5 = icmp sgt i32 %1, 0
%6 = add i32 %1, -1
%7 = zext i32 %6 to i33
%8 = add i32 %1, -2
%9 = zext i32 %8 to i33
%10 = mul i33 %7, %9
%11 = lshr i33 %10, 1
%12 = trunc i33 %11 to i32
%13 = add i32 %12, %1
%14 = add i32 %13, -1
%15 = icmp ult i32 %0, 8
br i1 %15, label %74, label %16
16: ; preds = %4
%17 = and i32 %0, -8
%18 = mul i32 %17, %1
%19 = add i32 %14, %18
%20 = insertelement <4 x i32> poison, i32 %14, i64 0
%21 = shufflevector <4 x i32> %20, <4 x i32> poison, <4 x i32> zeroinitializer
%22 = insertelement <4 x i32> poison, i32 %1, i64 0
%23 = shufflevector <4 x i32> %22, <4 x i32> poison, <4 x i32> zeroinitializer
%24 = mul <4 x i32> %23, <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3>
%25 = add <4 x i32> %21, %24
%26 = shl i32 %1, 2
%27 = insertelement <4 x i32> poison, i32 %26, i64 0
%28 = shufflevector <4 x i32> %27, <4 x i32> poison, <4 x i32> zeroinitializer
%29 = add i32 %17, -8
%30 = lshr exact i32 %29, 3
%31 = add nuw nsw i32 %30, 1
%32 = and i32 %31, 1
%33 = icmp eq i32 %29, 0
br i1 %33, label %55, label %34
34: ; preds = %16
%35 = and i32 %31, 1073741822
br label %36
36: ; preds = %36, %34
%37 = phi <4 x i32> [ %25, %34 ], [ %52, %36 ]
%38 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %34 ], [ %50, %36 ]
%39 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %34 ], [ %51, %36 ]
%40 = phi i32 [ 0, %34 ], [ %53, %36 ]
%41 = add <4 x i32> %37, %28
%42 = select i1 %5, <4 x i32> %37, <4 x i32> zeroinitializer
%43 = select i1 %5, <4 x i32> %41, <4 x i32> zeroinitializer
%44 = add <4 x i32> %38, %42
%45 = add <4 x i32> %39, %43
%46 = add <4 x i32> %41, %28
%47 = add <4 x i32> %46, %28
%48 = select i1 %5, <4 x i32> %46, <4 x i32> zeroinitializer
%49 = select i1 %5, <4 x i32> %47, <4 x i32> zeroinitializer
%50 = add <4 x i32> %44, %48
%51 = add <4 x i32> %45, %49
%52 = add <4 x i32> %47, %28
%53 = add i32 %40, 2
%54 = icmp eq i32 %53, %35
br i1 %54, label %55, label %36
55: ; preds = %36, %16
%56 = phi <4 x i32> [ undef, %16 ], [ %50, %36 ]
%57 = phi <4 x i32> [ undef, %16 ], [ %51, %36 ]
%58 = phi <4 x i32> [ %25, %16 ], [ %52, %36 ]
%59 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %16 ], [ %50, %36 ]
%60 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %16 ], [ %51, %36 ]
%61 = icmp eq i32 %32, 0
br i1 %61, label %68, label %62
62: ; preds = %55
%63 = add <4 x i32> %58, %28
%64 = select i1 %5, <4 x i32> %58, <4 x i32> zeroinitializer
%65 = select i1 %5, <4 x i32> %63, <4 x i32> zeroinitializer
%66 = add <4 x i32> %59, %64
%67 = add <4 x i32> %60, %65
br label %68
68: ; preds = %55, %62
%69 = phi <4 x i32> [ %56, %55 ], [ %66, %62 ]
%70 = phi <4 x i32> [ %57, %55 ], [ %67, %62 ]
%71 = add <4 x i32> %70, %69
%72 = call i32 @llvm.vector.reduce.add.v4i32(<4 x i32> %71)
%73 = icmp eq i32 %17, %0
br i1 %73, label %87, label %74
74: ; preds = %4, %68
%75 = phi i32 [ %14, %4 ], [ %19, %68 ]
%76 = phi i32 [ 0, %4 ], [ %17, %68 ]
%77 = phi i32 [ 0, %4 ], [ %72, %68 ]
br label %78
78: ; preds = %74, %78
%79 = phi i32 [ %85, %78 ], [ %75, %74 ]
%80 = phi i32 [ %84, %78 ], [ %76, %74 ]
%81 = phi i32 [ %83, %78 ], [ %77, %74 ]
%82 = select i1 %5, i32 %79, i32 0
%83 = add i32 %81, %82
%84 = add nuw nsw i32 %80, 1
%85 = add i32 %79, %1
%86 = icmp eq i32 %84, %0
br i1 %86, label %87, label %78
87: ; preds = %78, %68, %2
%88 = phi i32 [ 0, %2 ], [ %72, %68 ], [ %83, %78 ]
ret i32 %88
}