void add_matrixes(int *target, int *source_a, int *source_b, int matrix_size) {
  int i;
  for (i = 0; i < (matrix_size * matrix_size); ++i) {
    target[i] = source_a[i] + source_b[i];
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<add_matrixes>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %ecx,-0x1c(%rbp)
movl   $0x0,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
imul   -0x1c(%rbp),%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    115b <add_matrixes+0x5b>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
add    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    111a <add_matrixes+0x1a>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<add_matrixes>:
imul   %ecx,%ecx
test   %ecx,%ecx
je     1287 <add_matrixes+0x187>
mov    %ecx,%r8d
cmp    $0x8,%ecx
jae    118b <add_matrixes+0x8b>
xor    %ecx,%ecx
mov    %rcx,%r9
not    %r9
add    %r8,%r9
mov    %r8,%r10
and    $0x3,%r10
je     1143 <add_matrixes+0x43>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    (%rdx,%rcx,4),%eax
add    (%rsi,%rcx,4),%eax
mov    %eax,(%rdi,%rcx,4)
add    $0x1,%rcx
add    $0xffffffffffffffff,%r10
jne    1130 <add_matrixes+0x30>
cmp    $0x3,%r9
jb     1287 <add_matrixes+0x187>
nopl   (%rax)
mov    (%rdx,%rcx,4),%eax
add    (%rsi,%rcx,4),%eax
mov    %eax,(%rdi,%rcx,4)
mov    0x4(%rdx,%rcx,4),%eax
add    0x4(%rsi,%rcx,4),%eax
mov    %eax,0x4(%rdi,%rcx,4)
mov    0x8(%rdx,%rcx,4),%eax
add    0x8(%rsi,%rcx,4),%eax
mov    %eax,0x8(%rdi,%rcx,4)
mov    0xc(%rdx,%rcx,4),%eax
add    0xc(%rsi,%rcx,4),%eax
mov    %eax,0xc(%rdi,%rcx,4)
add    $0x4,%rcx
cmp    %rcx,%r8
jne    1150 <add_matrixes+0x50>
jmp    1287 <add_matrixes+0x187>
lea    (%rdi,%r8,4),%rcx
lea    (%rsi,%r8,4),%rax
cmp    %rdi,%rax
seta   %r10b
lea    (%rdx,%r8,4),%rax
cmp    %rsi,%rcx
seta   %r11b
cmp    %rdi,%rax
seta   %al
cmp    %rdx,%rcx
seta   %r9b
xor    %ecx,%ecx
test   %r11b,%r10b
jne    1115 <add_matrixes+0x15>
and    %r9b,%al
jne    1115 <add_matrixes+0x15>
mov    %r8d,%ecx
and    $0xfffffff8,%ecx
lea    -0x8(%rcx),%rax
mov    %rax,%r9
shr    $0x3,%r9
add    $0x1,%r9
test   %rax,%rax
je     1288 <add_matrixes+0x188>
mov    %r9,%r10
and    $0xfffffffffffffffe,%r10
xor    %eax,%eax
nopl   (%rax)
movdqu (%rsi,%rax,4),%xmm0
movdqu 0x10(%rsi,%rax,4),%xmm1
movdqu (%rdx,%rax,4),%xmm2
paddd  %xmm0,%xmm2
movdqu 0x10(%rdx,%rax,4),%xmm0
paddd  %xmm1,%xmm0
movdqu %xmm2,(%rdi,%rax,4)
movdqu %xmm0,0x10(%rdi,%rax,4)
movdqu 0x20(%rsi,%rax,4),%xmm0
movdqu 0x30(%rsi,%rax,4),%xmm1
movdqu 0x20(%rdx,%rax,4),%xmm2
paddd  %xmm0,%xmm2
movdqu 0x30(%rdx,%rax,4),%xmm0
paddd  %xmm1,%xmm0
movdqu %xmm2,0x20(%rdi,%rax,4)
movdqu %xmm0,0x30(%rdi,%rax,4)
add    $0x10,%rax
add    $0xfffffffffffffffe,%r10
jne    11f0 <add_matrixes+0xf0>
test   $0x1,%r9b
je     127e <add_matrixes+0x17e>
movdqu (%rsi,%rax,4),%xmm0
movdqu 0x10(%rsi,%rax,4),%xmm1
movdqu (%rdx,%rax,4),%xmm2
paddd  %xmm0,%xmm2
movdqu 0x10(%rdx,%rax,4),%xmm0
paddd  %xmm1,%xmm0
movdqu %xmm2,(%rdi,%rax,4)
movdqu %xmm0,0x10(%rdi,%rax,4)
cmp    %r8,%rcx
jne    1115 <add_matrixes+0x15>
ret
xor    %eax,%eax
test   $0x1,%r9b
jne    1255 <add_matrixes+0x155>
jmp    127e <add_matrixes+0x17e>

LLVM IR (-O0):
define void @add_matrixes(i32* %0, i32* %1, i32* %2, i32 %3) {
%5 = alloca i32*
%6 = alloca i32*
%7 = alloca i32*
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
store i32* %0, i32** %5
store i32* %1, i32** %6
store i32* %2, i32** %7
store i32 %3, i32* %8
store i32 0, i32* %9
br label %10
10: ; preds = %32, %4
%11 = load i32, i32* %9
%12 = load i32, i32* %8
%13 = load i32, i32* %8
%14 = mul nsw i32 %12, %13
%15 = icmp slt i32 %11, %14
br i1 %15, label %16, label %35
16: ; preds = %10
%17 = load i32*, i32** %6
%18 = load i32, i32* %9
%19 = sext i32 %18 to i64
%20 = getelementptr inbounds i32, i32* %17, i64 %19
%21 = load i32, i32* %20
%22 = load i32*, i32** %7
%23 = load i32, i32* %9
%24 = sext i32 %23 to i64
%25 = getelementptr inbounds i32, i32* %22, i64 %24
%26 = load i32, i32* %25
%27 = add nsw i32 %21, %26
%28 = load i32*, i32** %5
%29 = load i32, i32* %9
%30 = sext i32 %29 to i64
%31 = getelementptr inbounds i32, i32* %28, i64 %30
store i32 %27, i32* %31
br label %32
32: ; preds = %16
%33 = load i32, i32* %9
%34 = add nsw i32 %33, 1
store i32 %34, i32* %9
br label %10
35: ; preds = %10
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @add_matrixes(i32* nocapture writeonly %0, i32* nocapture %1, i32* nocapture %2, i32 %3) {
%5 = mul i32 %3, %3
%6 = icmp eq i32 %5, 0
br i1 %6, label %149, label %7
7: ; preds = %4
%8 = zext i32 %5 to i64
%9 = icmp ult i32 %5, 8
br i1 %9, label %97, label %10
10: ; preds = %7
%11 = getelementptr i32, i32* %0, i64 %8
%12 = getelementptr i32, i32* %1, i64 %8
%13 = getelementptr i32, i32* %2, i64 %8
%14 = icmp ugt i32* %12, %0
%15 = icmp ugt i32* %11, %1
%16 = and i1 %14, %15
%17 = icmp ugt i32* %13, %0
%18 = icmp ugt i32* %11, %2
%19 = and i1 %17, %18
%20 = or i1 %16, %19
br i1 %20, label %97, label %21
21: ; preds = %10
%22 = and i64 %8, 4294967288
%23 = add nsw i64 %22, -8
%24 = lshr exact i64 %23, 3
%25 = add nuw nsw i64 %24, 1
%26 = and i64 %25, 1
%27 = icmp eq i64 %23, 0
br i1 %27, label %73, label %28
28: ; preds = %21
%29 = and i64 %25, 4611686018427387902
br label %30
30: ; preds = %30, %28
%31 = phi i64 [ 0, %28 ], [ %70, %30 ]
%32 = phi i64 [ 0, %28 ], [ %71, %30 ]
%33 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %31
%34 = bitcast i32* %33 to <4 x i32>*
%35 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %34
%36 = getelementptr inbounds i32, i32* %33, i64 4
%37 = bitcast i32* %36 to <4 x i32>*
%38 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %37
%39 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %31
%40 = bitcast i32* %39 to <4 x i32>*
%41 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %40
%42 = getelementptr inbounds i32, i32* %39, i64 4
%43 = bitcast i32* %42 to <4 x i32>*
%44 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %43
%45 = add nsw <4 x i32> %41, %35
%46 = add nsw <4 x i32> %44, %38
%47 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %31
%48 = bitcast i32* %47 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %45, <4 x i32>* %48
%49 = getelementptr inbounds i32, i32* %47, i64 4
%50 = bitcast i32* %49 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %46, <4 x i32>* %50
%51 = or i64 %31, 8
%52 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %51
%53 = bitcast i32* %52 to <4 x i32>*
%54 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %53
%55 = getelementptr inbounds i32, i32* %52, i64 4
%56 = bitcast i32* %55 to <4 x i32>*
%57 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %56
%58 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %51
%59 = bitcast i32* %58 to <4 x i32>*
%60 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %59
%61 = getelementptr inbounds i32, i32* %58, i64 4
%62 = bitcast i32* %61 to <4 x i32>*
%63 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %62
%64 = add nsw <4 x i32> %60, %54
%65 = add nsw <4 x i32> %63, %57
%66 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %51
%67 = bitcast i32* %66 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %64, <4 x i32>* %67
%68 = getelementptr inbounds i32, i32* %66, i64 4
%69 = bitcast i32* %68 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %65, <4 x i32>* %69
%70 = add nuw i64 %31, 16
%71 = add i64 %32, 2
%72 = icmp eq i64 %71, %29
br i1 %72, label %73, label %30
73: ; preds = %30, %21
%74 = phi i64 [ 0, %21 ], [ %70, %30 ]
%75 = icmp eq i64 %26, 0
br i1 %75, label %95, label %76
76: ; preds = %73
%77 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %74
%78 = bitcast i32* %77 to <4 x i32>*
%79 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %78
%80 = getelementptr inbounds i32, i32* %77, i64 4
%81 = bitcast i32* %80 to <4 x i32>*
%82 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %81
%83 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %74
%84 = bitcast i32* %83 to <4 x i32>*
%85 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %84
%86 = getelementptr inbounds i32, i32* %83, i64 4
%87 = bitcast i32* %86 to <4 x i32>*
%88 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %87
%89 = add nsw <4 x i32> %85, %79
%90 = add nsw <4 x i32> %88, %82
%91 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %74
%92 = bitcast i32* %91 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %89, <4 x i32>* %92
%93 = getelementptr inbounds i32, i32* %91, i64 4
%94 = bitcast i32* %93 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %90, <4 x i32>* %94
br label %95
95: ; preds = %73, %76
%96 = icmp eq i64 %22, %8
br i1 %96, label %149, label %97
97: ; preds = %10, %7, %95
%98 = phi i64 [ 0, %10 ], [ 0, %7 ], [ %22, %95 ]
%99 = xor i64 %98, -1
%100 = add nsw i64 %99, %8
%101 = and i64 %8, 3
%102 = icmp eq i64 %101, 0
br i1 %102, label %115, label %103
103: ; preds = %97, %103
%104 = phi i64 [ %112, %103 ], [ %98, %97 ]
%105 = phi i64 [ %113, %103 ], [ 0, %97 ]
%106 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %104
%107 = load i32, i32* %106
%108 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %104
%109 = load i32, i32* %108
%110 = add nsw i32 %109, %107
%111 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %104
store i32 %110, i32* %111
%112 = add nuw nsw i64 %104, 1
%113 = add i64 %105, 1
%114 = icmp eq i64 %113, %101
br i1 %114, label %115, label %103
115: ; preds = %103, %97
%116 = phi i64 [ %98, %97 ], [ %112, %103 ]
%117 = icmp ult i64 %100, 3
br i1 %117, label %149, label %118
118: ; preds = %115, %118
%119 = phi i64 [ %147, %118 ], [ %116, %115 ]
%120 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %119
%121 = load i32, i32* %120
%122 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %119
%123 = load i32, i32* %122
%124 = add nsw i32 %123, %121
%125 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %119
store i32 %124, i32* %125
%126 = add nuw nsw i64 %119, 1
%127 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %126
%128 = load i32, i32* %127
%129 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %126
%130 = load i32, i32* %129
%131 = add nsw i32 %130, %128
%132 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %126
store i32 %131, i32* %132
%133 = add nuw nsw i64 %119, 2
%134 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %133
%135 = load i32, i32* %134
%136 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %133
%137 = load i32, i32* %136
%138 = add nsw i32 %137, %135
%139 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %133
store i32 %138, i32* %139
%140 = add nuw nsw i64 %119, 3
%141 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %140
%142 = load i32, i32* %141
%143 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %140
%144 = load i32, i32* %143
%145 = add nsw i32 %144, %142
%146 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %140
store i32 %145, i32* %146
%147 = add nuw nsw i64 %119, 4
%148 = icmp eq i64 %147, %8
br i1 %148, label %149, label %118
149: ; preds = %115, %118, %95, %4
ret void
}