void matrix_mul(long long x[2][2], long long y[2][2]) {
  int i, j, k;
  long long z[2][2];
  for (i = 0; i < 2; i++) {
    for (j = 0; j < 2; j++) {
      z[i][j] = 0;
      for (k = 0; k < 2; k++) {
        z[i][j] += x[i][k] * y[k][j];
        z[i][j] %= 19999997;
      }
    }
  }
  for (i = 0; i < 2; i++) {
    for (j = 0; j < 2; j++) {
      x[i][j] = z[i][j];
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<matrix_mul>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
cmpl   $0x2,-0x14(%rbp)
jge    1205 <matrix_mul+0x105>
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
cmpl   $0x2,-0x18(%rbp)
jge    11f2 <matrix_mul+0xf2>
movslq -0x14(%rbp),%rcx
lea    -0x40(%rbp),%rax
shl    $0x4,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
movq   $0x0,(%rax,%rcx,8)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
cmpl   $0x2,-0x1c(%rbp)
jge    11df <matrix_mul+0xdf>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
shl    $0x4,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rdx
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
shl    $0x4,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
imul   (%rax,%rcx,8),%rdx
movslq -0x14(%rbp),%rcx
lea    -0x40(%rbp),%rax
shl    $0x4,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
add    (%rax,%rcx,8),%rdx
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
movslq -0x14(%rbp),%rcx
lea    -0x40(%rbp),%rax
shl    $0x4,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x48(%rbp)
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
mov    $0x1312cfd,%esi
cqto
idiv   %rsi
mov    -0x48(%rbp),%rax
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1150 <matrix_mul+0x50>
jmp    11e4 <matrix_mul+0xe4>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    1124 <matrix_mul+0x24>
jmp    11f7 <matrix_mul+0xf7>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1113 <matrix_mul+0x13>
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
cmpl   $0x2,-0x14(%rbp)
jge    1276 <matrix_mul+0x176>
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
cmpl   $0x2,-0x18(%rbp)
jge    1263 <matrix_mul+0x163>
movslq -0x14(%rbp),%rcx
lea    -0x40(%rbp),%rax
shl    $0x4,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rdx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
shl    $0x4,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    121d <matrix_mul+0x11d>
jmp    1268 <matrix_mul+0x168>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    120c <matrix_mul+0x10c>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<matrix_mul>:
push   %r15
push   %r14
push   %rbx
mov    (%rdi),%rbx
mov    0x8(%rdi),%r8
mov    (%rsi),%r14
mov    %r14,%rcx
imul   %rbx,%rcx
movabs $0x35afe5bc95050c79,%r15
e5 af 35
mov    %rcx,%rax
imul   %r15
mov    %rdx,%rax
shr    $0x3f,%rax
sar    $0x16,%rdx
add    %rax,%rdx
imul   $0x1312cfd,%rdx,%rax
sub    %rax,%rcx
mov    0x10(%rsi),%r11
mov    %r11,%r9
imul   %r8,%r9
add    %rcx,%r9
mov    %r9,%rax
imul   %r15
mov    0x8(%rsi),%r10
mov    %rdx,%rax
shr    $0x3f,%rax
sar    $0x16,%rdx
add    %rax,%rdx
imul   $0x1312cfd,%rdx,%rcx
imul   %r10,%rbx
mov    %rbx,%rax
imul   %r15
sub    %rcx,%r9
mov    %rdx,%rax
shr    $0x3f,%rax
sar    $0x16,%rdx
add    %rax,%rdx
imul   $0x1312cfd,%rdx,%rax
sub    %rax,%rbx
mov    0x18(%rsi),%rsi
imul   %rsi,%r8
add    %rbx,%r8
mov    %r8,%rax
imul   %r15
mov    %rdx,%rax
shr    $0x3f,%rax
sar    $0x16,%rdx
add    %rax,%rdx
imul   $0x1312cfd,%rdx,%rax
sub    %rax,%r8
mov    0x10(%rdi),%rcx
imul   %rcx,%r14
mov    %r14,%rax
imul   %r15
mov    %rdx,%rax
shr    $0x3f,%rax
sar    $0x16,%rdx
add    %rax,%rdx
imul   $0x1312cfd,%rdx,%rax
sub    %rax,%r14
mov    0x18(%rdi),%rbx
imul   %rbx,%r11
add    %r14,%r11
mov    %r11,%rax
imul   %r15
mov    %rdx,%rax
shr    $0x3f,%rax
sar    $0x16,%rdx
add    %rax,%rdx
imul   $0x1312cfd,%rdx,%rax
sub    %rax,%r11
imul   %rcx,%r10
mov    %r10,%rax
imul   %r15
mov    %rdx,%rax
shr    $0x3f,%rax
sar    $0x16,%rdx
add    %rax,%rdx
imul   $0x1312cfd,%rdx,%rax
sub    %rax,%r10
imul   %rbx,%rsi
add    %r10,%rsi
mov    %rsi,%rax
imul   %r15
mov    %rdx,%rax
shr    $0x3f,%rax
sar    $0x16,%rdx
add    %rax,%rdx
imul   $0x1312cfd,%rdx,%rax
sub    %rax,%rsi
mov    %r9,(%rdi)
mov    %r8,0x8(%rdi)
mov    %r11,0x10(%rdi)
mov    %rsi,0x18(%rdi)
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %r15
ret

LLVM IR (-O0):
define void @matrix_mul([2 x i64]* %0, [2 x i64]* %1) {
%3 = alloca [2 x i64]*
%4 = alloca [2 x i64]*
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca [2 x [2 x i64]]
store [2 x i64]* %0, [2 x i64]** %3
store [2 x i64]* %1, [2 x i64]** %4
store i32 0, i32* %5
br label %9
9: ; preds = %68, %2
%10 = load i32, i32* %5
%11 = icmp slt i32 %10, 2
br i1 %11, label %12, label %71
12: ; preds = %9
store i32 0, i32* %6
br label %13
13: ; preds = %64, %12
%14 = load i32, i32* %6
%15 = icmp slt i32 %14, 2
br i1 %15, label %16, label %67
16: ; preds = %13
%17 = load i32, i32* %5
%18 = sext i32 %17 to i64
%19 = getelementptr inbounds [2 x [2 x i64]], [2 x [2 x i64]]* %8, i64 0, i64 %18
%20 = load i32, i32* %6
%21 = sext i32 %20 to i64
%22 = getelementptr inbounds [2 x i64], [2 x i64]* %19, i64 0, i64 %21
store i64 0, i64* %22
store i32 0, i32* %7
br label %23
23: ; preds = %60, %16
%24 = load i32, i32* %7
%25 = icmp slt i32 %24, 2
br i1 %25, label %26, label %63
26: ; preds = %23
%27 = load [2 x i64]*, [2 x i64]** %3
%28 = load i32, i32* %5
%29 = sext i32 %28 to i64
%30 = getelementptr inbounds [2 x i64], [2 x i64]* %27, i64 %29
%31 = load i32, i32* %7
%32 = sext i32 %31 to i64
%33 = getelementptr inbounds [2 x i64], [2 x i64]* %30, i64 0, i64 %32
%34 = load i64, i64* %33
%35 = load [2 x i64]*, [2 x i64]** %4
%36 = load i32, i32* %7
%37 = sext i32 %36 to i64
%38 = getelementptr inbounds [2 x i64], [2 x i64]* %35, i64 %37
%39 = load i32, i32* %6
%40 = sext i32 %39 to i64
%41 = getelementptr inbounds [2 x i64], [2 x i64]* %38, i64 0, i64 %40
%42 = load i64, i64* %41
%43 = mul nsw i64 %34, %42
%44 = load i32, i32* %5
%45 = sext i32 %44 to i64
%46 = getelementptr inbounds [2 x [2 x i64]], [2 x [2 x i64]]* %8, i64 0, i64 %45
%47 = load i32, i32* %6
%48 = sext i32 %47 to i64
%49 = getelementptr inbounds [2 x i64], [2 x i64]* %46, i64 0, i64 %48
%50 = load i64, i64* %49
%51 = add nsw i64 %50, %43
store i64 %51, i64* %49
%52 = load i32, i32* %5
%53 = sext i32 %52 to i64
%54 = getelementptr inbounds [2 x [2 x i64]], [2 x [2 x i64]]* %8, i64 0, i64 %53
%55 = load i32, i32* %6
%56 = sext i32 %55 to i64
%57 = getelementptr inbounds [2 x i64], [2 x i64]* %54, i64 0, i64 %56
%58 = load i64, i64* %57
%59 = srem i64 %58, 19999997
store i64 %59, i64* %57
br label %60
60: ; preds = %26
%61 = load i32, i32* %7
%62 = add nsw i32 %61, 1
store i32 %62, i32* %7
br label %23
63: ; preds = %23
br label %64
64: ; preds = %63
%65 = load i32, i32* %6
%66 = add nsw i32 %65, 1
store i32 %66, i32* %6
br label %13
67: ; preds = %13
br label %68
68: ; preds = %67
%69 = load i32, i32* %5
%70 = add nsw i32 %69, 1
store i32 %70, i32* %5
br label %9
71: ; preds = %9
store i32 0, i32* %5
br label %72
72: ; preds = %98, %71
%73 = load i32, i32* %5
%74 = icmp slt i32 %73, 2
br i1 %74, label %75, label %101
75: ; preds = %72
store i32 0, i32* %6
br label %76
76: ; preds = %94, %75
%77 = load i32, i32* %6
%78 = icmp slt i32 %77, 2
br i1 %78, label %79, label %97
79: ; preds = %76
%80 = load i32, i32* %5
%81 = sext i32 %80 to i64
%82 = getelementptr inbounds [2 x [2 x i64]], [2 x [2 x i64]]* %8, i64 0, i64 %81
%83 = load i32, i32* %6
%84 = sext i32 %83 to i64
%85 = getelementptr inbounds [2 x i64], [2 x i64]* %82, i64 0, i64 %84
%86 = load i64, i64* %85
%87 = load [2 x i64]*, [2 x i64]** %3
%88 = load i32, i32* %5
%89 = sext i32 %88 to i64
%90 = getelementptr inbounds [2 x i64], [2 x i64]* %87, i64 %89
%91 = load i32, i32* %6
%92 = sext i32 %91 to i64
%93 = getelementptr inbounds [2 x i64], [2 x i64]* %90, i64 0, i64 %92
store i64 %86, i64* %93
br label %94
94: ; preds = %79
%95 = load i32, i32* %6
%96 = add nsw i32 %95, 1
store i32 %96, i32* %6
br label %76
97: ; preds = %76
br label %98
98: ; preds = %97
%99 = load i32, i32* %5
%100 = add nsw i32 %99, 1
store i32 %100, i32* %5
br label %72
101: ; preds = %72
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @matrix_mul([2 x i64]* nocapture %0, [2 x i64]* nocapture %1) {
%3 = getelementptr inbounds [2 x i64], [2 x i64]* %0, i64 0, i64 0
%4 = load i64, i64* %3
%5 = getelementptr inbounds [2 x i64], [2 x i64]* %1, i64 0, i64 0
%6 = load i64, i64* %5
%7 = mul nsw i64 %6, %4
%8 = srem i64 %7, 19999997
%9 = getelementptr inbounds [2 x i64], [2 x i64]* %0, i64 0, i64 1
%10 = load i64, i64* %9
%11 = getelementptr inbounds [2 x i64], [2 x i64]* %1, i64 1, i64 0
%12 = load i64, i64* %11
%13 = mul nsw i64 %12, %10
%14 = add nsw i64 %8, %13
%15 = srem i64 %14, 19999997
%16 = getelementptr inbounds [2 x i64], [2 x i64]* %1, i64 0, i64 1
%17 = load i64, i64* %16
%18 = mul nsw i64 %17, %4
%19 = srem i64 %18, 19999997
%20 = getelementptr inbounds [2 x i64], [2 x i64]* %1, i64 1, i64 1
%21 = load i64, i64* %20
%22 = mul nsw i64 %21, %10
%23 = add nsw i64 %19, %22
%24 = srem i64 %23, 19999997
%25 = getelementptr inbounds [2 x i64], [2 x i64]* %0, i64 1, i64 0
%26 = load i64, i64* %25
%27 = mul nsw i64 %6, %26
%28 = srem i64 %27, 19999997
%29 = getelementptr inbounds [2 x i64], [2 x i64]* %0, i64 1, i64 1
%30 = load i64, i64* %29
%31 = mul nsw i64 %12, %30
%32 = add nsw i64 %28, %31
%33 = srem i64 %32, 19999997
%34 = mul nsw i64 %17, %26
%35 = srem i64 %34, 19999997
%36 = mul nsw i64 %21, %30
%37 = add nsw i64 %35, %36
%38 = srem i64 %37, 19999997
store i64 %15, i64* %3
store i64 %24, i64* %9
store i64 %33, i64* %25
store i64 %38, i64* %29
ret void
}