void cmatrix_eye(double *m, int n) {
  for (int i = 0; i < n; i++) {
    for (int j = 0; j < n; j++) {
      double val;
      if (i == j) {
        val = 1.0;
      } else {
        val = 0.0;
      }
      m[(((i)*n) + (j))] = val;
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<cmatrix_eye>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
movl   $0x0,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    1193 <cmatrix_eye+0x93>
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    1180 <cmatrix_eye+0x80>
mov    -0x10(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jne    114f <cmatrix_eye+0x4f>
movsd  0xebb(%rip),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x20(%rbp)
jmp    1157 <cmatrix_eye+0x57>
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x20(%rbp)
movsd  -0x20(%rbp),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x10(%rbp),%ecx
imul   -0xc(%rbp),%ecx
add    -0x14(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1125 <cmatrix_eye+0x25>
jmp    1185 <cmatrix_eye+0x85>
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    1112 <cmatrix_eye+0x12>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<cmatrix_eye>:
push   %r14
push   %rbx
test   %esi,%esi
jle    11ea <cmatrix_eye+0xea>
mov    %esi,%r9d
lea    -0x1(%r9),%r8
mov    %r9d,%r14d
and    $0x3,%r14d
mov    %r9d,%r11d
and    $0xfffffffc,%r11d
lea    0x18(%rdi),%rcx
lea    0x0(,%r9,8),%r10
xor    %eax,%eax
movsd  0xeca(%rip),%xmm0
jmp    1153 <cmatrix_eye+0x53>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%rax
add    %r10,%rcx
add    %r10,%rdi
cmp    %r9,%rax
je     11ea <cmatrix_eye+0xea>
xor    %esi,%esi
cmp    $0x3,%r8
jae    119e <cmatrix_eye+0x9e>
test   %r14,%r14
je     1140 <cmatrix_eye+0x40>
lea    (%rdi,%rsi,8),%rbx
mov    %rax,%rdx
sub    %rsi,%rdx
xor    %esi,%esi
jmp    117e <cmatrix_eye+0x7e>
xchg   %ax,%ax
movsd  %xmm1,(%rbx,%rsi,8)
add    $0x1,%rsi
cmp    %rsi,%r14
je     1140 <cmatrix_eye+0x40>
movaps %xmm0,%xmm1
cmp    %rsi,%rdx
je     1170 <cmatrix_eye+0x70>
xorps  %xmm1,%xmm1
jmp    1170 <cmatrix_eye+0x70>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movsd  %xmm1,(%rcx,%rsi,8)
add    $0x4,%rsi
cmp    %r11,%rsi
je     115b <cmatrix_eye+0x5b>
movaps %xmm0,%xmm1
cmp    %rsi,%rax
je     11a9 <cmatrix_eye+0xa9>
xorps  %xmm1,%xmm1
movsd  %xmm1,-0x18(%rcx,%rsi,8)
lea    0x1(%rsi),%rdx
movaps %xmm0,%xmm1
cmp    %rdx,%rax
je     11be <cmatrix_eye+0xbe>
xorps  %xmm1,%xmm1
movsd  %xmm1,-0x10(%rcx,%rsi,8)
lea    0x2(%rsi),%rdx
movaps %xmm0,%xmm1
cmp    %rdx,%rax
je     11d3 <cmatrix_eye+0xd3>
xorps  %xmm1,%xmm1
movsd  %xmm1,-0x8(%rcx,%rsi,8)
lea    0x3(%rsi),%rdx
movaps %xmm0,%xmm1
cmp    %rdx,%rax
je     1190 <cmatrix_eye+0x90>
xorps  %xmm1,%xmm1
jmp    1190 <cmatrix_eye+0x90>
pop    %rbx
pop    %r14
ret

LLVM IR (-O0):
define void @cmatrix_eye(double* %0, i32 %1) {
%3 = alloca double*
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca double
store double* %0, double** %3
store i32 %1, i32* %4
store i32 0, i32* %5
br label %8
8: ; preds = %37, %2
%9 = load i32, i32* %5
%10 = load i32, i32* %4
%11 = icmp slt i32 %9, %10
br i1 %11, label %12, label %40
12: ; preds = %8
store i32 0, i32* %6
br label %13
13: ; preds = %33, %12
%14 = load i32, i32* %6
%15 = load i32, i32* %4
%16 = icmp slt i32 %14, %15
br i1 %16, label %17, label %36
17: ; preds = %13
%18 = load i32, i32* %5
%19 = load i32, i32* %6
%20 = icmp eq i32 %18, %19
br i1 %20, label %21, label %22
21: ; preds = %17
store double 1.000000e+00, double* %7
br label %23
22: ; preds = %17
store double 0.000000e+00, double* %7
br label %23
23: ; preds = %22, %21
%24 = load double, double* %7
%25 = load double*, double** %3
%26 = load i32, i32* %5
%27 = load i32, i32* %4
%28 = mul nsw i32 %26, %27
%29 = load i32, i32* %6
%30 = add nsw i32 %28, %29
%31 = sext i32 %30 to i64
%32 = getelementptr inbounds double, double* %25, i64 %31
store double %24, double* %32
br label %33
33: ; preds = %23
%34 = load i32, i32* %6
%35 = add nsw i32 %34, 1
store i32 %35, i32* %6
br label %13
36: ; preds = %13
br label %37
37: ; preds = %36
%38 = load i32, i32* %5
%39 = add nsw i32 %38, 1
store i32 %39, i32* %5
br label %8
40: ; preds = %8
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @cmatrix_eye(double* nocapture writeonly %0, i32 %1) {
%3 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %3, label %4, label %15
4: ; preds = %2
%5 = zext i32 %1 to i64
%6 = zext i32 %1 to i64
%7 = add nsw i64 %6, -1
%8 = and i64 %6, 3
%9 = icmp ult i64 %7, 3
%10 = and i64 %6, 4294967292
%11 = icmp eq i64 %8, 0
br label %12
12: ; preds = %28, %4
%13 = phi i64 [ 0, %4 ], [ %29, %28 ]
%14 = mul nsw i64 %13, %5
br i1 %9, label %16, label %31
15: ; preds = %28, %2
ret void
16: ; preds = %31, %12
%17 = phi i64 [ 0, %12 ], [ %53, %31 ]
br i1 %11, label %28, label %18
18: ; preds = %16, %18
%19 = phi i64 [ %25, %18 ], [ %17, %16 ]
%20 = phi i64 [ %26, %18 ], [ 0, %16 ]
%21 = icmp eq i64 %13, %19
%22 = select i1 %21, double 1.000000e+00, double 0.000000e+00
%23 = add nuw nsw i64 %19, %14
%24 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %23
store double %22, double* %24
%25 = add nuw nsw i64 %19, 1
%26 = add i64 %20, 1
%27 = icmp eq i64 %26, %8
br i1 %27, label %28, label %18
28: ; preds = %18, %16
%29 = add nuw nsw i64 %13, 1
%30 = icmp eq i64 %29, %6
br i1 %30, label %15, label %12
31: ; preds = %12, %31
%32 = phi i64 [ %53, %31 ], [ 0, %12 ]
%33 = phi i64 [ %54, %31 ], [ 0, %12 ]
%34 = icmp eq i64 %13, %32
%35 = select i1 %34, double 1.000000e+00, double 0.000000e+00
%36 = add nuw nsw i64 %32, %14
%37 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %36
store double %35, double* %37
%38 = or i64 %32, 1
%39 = icmp eq i64 %13, %38
%40 = select i1 %39, double 1.000000e+00, double 0.000000e+00
%41 = add nuw nsw i64 %38, %14
%42 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %41
store double %40, double* %42
%43 = or i64 %32, 2
%44 = icmp eq i64 %13, %43
%45 = select i1 %44, double 1.000000e+00, double 0.000000e+00
%46 = add nuw nsw i64 %43, %14
%47 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %46
store double %45, double* %47
%48 = or i64 %32, 3
%49 = icmp eq i64 %13, %48
%50 = select i1 %49, double 1.000000e+00, double 0.000000e+00
%51 = add nuw nsw i64 %48, %14
%52 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %51
store double %50, double* %52
%53 = add nuw nsw i64 %32, 4
%54 = add i64 %33, 4
%55 = icmp eq i64 %54, %10
br i1 %55, label %16, label %31
}