void square_image(image, nx, ny) float *image;
int nx, ny;
{
  int index, i, j;
  for (i = 0; i < ny; i++) {
    for (j = 0; j < nx; j++) {
      index = i * nx + j;
      image[index] *= image[index];
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<square_image>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jge    1181 <square_image+0x81>
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    116e <square_image+0x6e>
mov    -0x18(%rbp),%eax
imul   -0xc(%rbp),%eax
add    -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mulss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
movss  %xmm0,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1128 <square_image+0x28>
jmp    1173 <square_image+0x73>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    1115 <square_image+0x15>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<square_image>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
test   %edx,%edx
jle    1226 <square_image+0x126>
movslq %esi,%r8
mov    %edx,%r15d
mov    %r8d,%edx
mov    %edx,%r14d
and    $0xfffffff8,%r14d
lea    -0x8(%r14),%r9
mov    %r9,%r10
shr    $0x3,%r10
add    $0x1,%r10
mov    %r10,%r11
and    $0xfffffffffffffffe,%r11
lea    0x30(%rdi),%rbx
lea    0x0(,%r8,4),%r12
xor    %r13d,%r13d
mov    %rdi,%rax
jmp    1163 <square_image+0x63>
nopl   0x0(%rax)
add    $0x1,%r13
add    %r12,%rbx
add    %r12,%rax
cmp    %r15,%r13
je     1226 <square_image+0x126>
test   %esi,%esi
jle    1150 <square_image+0x50>
cmp    $0x8,%esi
jae    1180 <square_image+0x80>
xor    %ecx,%ecx
jmp    1200 <square_image+0x100>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
test   %r9,%r9
je     121c <square_image+0x11c>
mov    %r11,%rbp
xor    %ecx,%ecx
xchg   %ax,%ax
movups -0x30(%rbx,%rcx,4),%xmm0
movups -0x20(%rbx,%rcx,4),%xmm1
movups -0x10(%rbx,%rcx,4),%xmm2
movups (%rbx,%rcx,4),%xmm3
mulps  %xmm0,%xmm0
mulps  %xmm1,%xmm1
movups %xmm0,-0x30(%rbx,%rcx,4)
movups %xmm1,-0x20(%rbx,%rcx,4)
mulps  %xmm2,%xmm2
mulps  %xmm3,%xmm3
movups %xmm2,-0x10(%rbx,%rcx,4)
movups %xmm3,(%rbx,%rcx,4)
add    $0x10,%rcx
add    $0xfffffffffffffffe,%rbp
jne    1190 <square_image+0x90>
test   $0x1,%r10b
je     11f4 <square_image+0xf4>
mov    %r13,%rbp
imul   %r8,%rbp
add    %rbp,%rcx
movups (%rdi,%rcx,4),%xmm0
movups 0x10(%rdi,%rcx,4),%xmm1
mulps  %xmm0,%xmm0
mulps  %xmm1,%xmm1
movups %xmm0,(%rdi,%rcx,4)
movups %xmm1,0x10(%rdi,%rcx,4)
mov    %r14,%rcx
cmp    %rdx,%r14
je     1150 <square_image+0x50>
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
mulss  %xmm0,%xmm0
movss  %xmm0,(%rax,%rcx,4)
add    $0x1,%rcx
cmp    %rcx,%rdx
jne    1200 <square_image+0x100>
jmp    1150 <square_image+0x50>
xor    %ecx,%ecx
test   $0x1,%r10b
jne    11d2 <square_image+0xd2>
jmp    11f4 <square_image+0xf4>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @square_image(float* %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = alloca float*
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
store float* %0, float** %4
store i32 %1, i32* %5
store i32 %2, i32* %6
store i32 0, i32* %8
br label %10
10: ; preds = %40, %3
%11 = load i32, i32* %8
%12 = load i32, i32* %6
%13 = icmp slt i32 %11, %12
br i1 %13, label %14, label %43
14: ; preds = %10
store i32 0, i32* %9
br label %15
15: ; preds = %36, %14
%16 = load i32, i32* %9
%17 = load i32, i32* %5
%18 = icmp slt i32 %16, %17
br i1 %18, label %19, label %39
19: ; preds = %15
%20 = load i32, i32* %8
%21 = load i32, i32* %5
%22 = mul nsw i32 %20, %21
%23 = load i32, i32* %9
%24 = add nsw i32 %22, %23
store i32 %24, i32* %7
%25 = load float*, float** %4
%26 = load i32, i32* %7
%27 = sext i32 %26 to i64
%28 = getelementptr inbounds float, float* %25, i64 %27
%29 = load float, float* %28
%30 = load float*, float** %4
%31 = load i32, i32* %7
%32 = sext i32 %31 to i64
%33 = getelementptr inbounds float, float* %30, i64 %32
%34 = load float, float* %33
%35 = fmul float %34, %29
store float %35, float* %33
br label %36
36: ; preds = %19
%37 = load i32, i32* %9
%38 = add nsw i32 %37, 1
store i32 %38, i32* %9
br label %15
39: ; preds = %15
br label %40
40: ; preds = %39
%41 = load i32, i32* %8
%42 = add nsw i32 %41, 1
store i32 %42, i32* %8
br label %10
43: ; preds = %10
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @square_image(float* nocapture %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = icmp sgt i32 %2, 0
br i1 %4, label %5, label %83
5: ; preds = %3
%6 = icmp sgt i32 %1, 0
%7 = sext i32 %1 to i64
%8 = zext i32 %2 to i64
%9 = zext i32 %1 to i64
%10 = and i64 %9, 4294967288
%11 = add nsw i64 %10, -8
%12 = lshr exact i64 %11, 3
%13 = add nuw nsw i64 %12, 1
%14 = icmp ult i32 %1, 8
%15 = and i64 %9, 4294967288
%16 = and i64 %13, 1
%17 = icmp eq i64 %11, 0
%18 = and i64 %13, 4611686018427387902
%19 = icmp eq i64 %16, 0
%20 = icmp eq i64 %15, %9
br label %21
21: ; preds = %5, %80
%22 = phi i64 [ 0, %5 ], [ %81, %80 ]
br i1 %6, label %23, label %80
23: ; preds = %21
%24 = mul nsw i64 %22, %7
br i1 %14, label %70, label %25
25: ; preds = %23
br i1 %17, label %55, label %26
26: ; preds = %25, %26
%27 = phi i64 [ %52, %26 ], [ 0, %25 ]
%28 = phi i64 [ %53, %26 ], [ 0, %25 ]
%29 = add nsw i64 %27, %24
%30 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %29
%31 = bitcast float* %30 to <4 x float>*
%32 = load <4 x float>, <4 x float>* %31
%33 = getelementptr inbounds float, float* %30, i64 4
%34 = bitcast float* %33 to <4 x float>*
%35 = load <4 x float>, <4 x float>* %34
%36 = fmul <4 x float> %32, %32
%37 = fmul <4 x float> %35, %35
%38 = bitcast float* %30 to <4 x float>*
store <4 x float> %36, <4 x float>* %38
%39 = bitcast float* %33 to <4 x float>*
store <4 x float> %37, <4 x float>* %39
%40 = or i64 %27, 8
%41 = add nsw i64 %40, %24
%42 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %41
%43 = bitcast float* %42 to <4 x float>*
%44 = load <4 x float>, <4 x float>* %43
%45 = getelementptr inbounds float, float* %42, i64 4
%46 = bitcast float* %45 to <4 x float>*
%47 = load <4 x float>, <4 x float>* %46
%48 = fmul <4 x float> %44, %44
%49 = fmul <4 x float> %47, %47
%50 = bitcast float* %42 to <4 x float>*
store <4 x float> %48, <4 x float>* %50
%51 = bitcast float* %45 to <4 x float>*
store <4 x float> %49, <4 x float>* %51
%52 = add nuw i64 %27, 16
%53 = add i64 %28, 2
%54 = icmp eq i64 %53, %18
br i1 %54, label %55, label %26
55: ; preds = %26, %25
%56 = phi i64 [ 0, %25 ], [ %52, %26 ]
br i1 %19, label %69, label %57
57: ; preds = %55
%58 = add nsw i64 %56, %24
%59 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %58
%60 = bitcast float* %59 to <4 x float>*
%61 = load <4 x float>, <4 x float>* %60
%62 = getelementptr inbounds float, float* %59, i64 4
%63 = bitcast float* %62 to <4 x float>*
%64 = load <4 x float>, <4 x float>* %63
%65 = fmul <4 x float> %61, %61
%66 = fmul <4 x float> %64, %64
%67 = bitcast float* %59 to <4 x float>*
store <4 x float> %65, <4 x float>* %67
%68 = bitcast float* %62 to <4 x float>*
store <4 x float> %66, <4 x float>* %68
br label %69
69: ; preds = %55, %57
br i1 %20, label %80, label %70
70: ; preds = %23, %69
%71 = phi i64 [ 0, %23 ], [ %15, %69 ]
br label %72
72: ; preds = %70, %72
%73 = phi i64 [ %78, %72 ], [ %71, %70 ]
%74 = add nsw i64 %73, %24
%75 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %74
%76 = load float, float* %75
%77 = fmul float %76, %76
store float %77, float* %75
%78 = add nuw nsw i64 %73, 1
%79 = icmp eq i64 %78, %9
br i1 %79, label %80, label %72
80: ; preds = %72, %69, %21
%81 = add nuw nsw i64 %22, 1
%82 = icmp eq i64 %81, %8
br i1 %82, label %83, label %21
83: ; preds = %80, %3
ret void
}