void manual_identity(int n, double *x) {
  int m = n * n;
  for (int i = 0; i < n; ++i) {
    double *row = x + i * n;
    for (int j = 0; j < n; ++j) {
      row[j] = i != j ? 0 : 1;
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<manual_identity>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
imul   -0x4(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    1198 <manual_identity+0x98>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
imul   -0x4(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
shl    $0x3,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    1185 <manual_identity+0x85>
mov    -0x18(%rbp),%edx
mov    -0x24(%rbp),%esi
mov    $0x1,%eax
xor    %ecx,%ecx
cmp    %esi,%edx
cmovne %ecx,%eax
cvtsi2sd %eax,%xmm0
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    1148 <manual_identity+0x48>
jmp    118a <manual_identity+0x8a>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    111c <manual_identity+0x1c>
pop    %rbp
ret

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

LLVM IR (-O0):
define void @manual_identity(i32 %0, double* %1) {
%3 = alloca i32
%4 = alloca double*
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca double*
%8 = alloca i32
store i32 %0, i32* %3
store double* %1, double** %4
%9 = load i32, i32* %3
%10 = load i32, i32* %3
%11 = mul nsw i32 %9, %10
store i32 %11, i32* %5
store i32 0, i32* %6
br label %12
12: ; preds = %42, %2
%13 = load i32, i32* %6
%14 = load i32, i32* %3
%15 = icmp slt i32 %13, %14
br i1 %15, label %16, label %45
16: ; preds = %12
%17 = load double*, double** %4
%18 = load i32, i32* %6
%19 = load i32, i32* %3
%20 = mul nsw i32 %18, %19
%21 = sext i32 %20 to i64
%22 = getelementptr inbounds double, double* %17, i64 %21
store double* %22, double** %7
store i32 0, i32* %8
br label %23
23: ; preds = %38, %16
%24 = load i32, i32* %8
%25 = load i32, i32* %3
%26 = icmp slt i32 %24, %25
br i1 %26, label %27, label %41
27: ; preds = %23
%28 = load i32, i32* %6
%29 = load i32, i32* %8
%30 = icmp ne i32 %28, %29
%31 = zext i1 %30 to i64
%32 = select i1 %30, i32 0, i32 1
%33 = sitofp i32 %32 to double
%34 = load double*, double** %7
%35 = load i32, i32* %8
%36 = sext i32 %35 to i64
%37 = getelementptr inbounds double, double* %34, i64 %36
store double %33, double* %37
br label %38
38: ; preds = %27
%39 = load i32, i32* %8
%40 = add nsw i32 %39, 1
store i32 %40, i32* %8
br label %23
41: ; preds = %23
br label %42
42: ; preds = %41
%43 = load i32, i32* %6
%44 = add nsw i32 %43, 1
store i32 %44, i32* %6
br label %12
45: ; preds = %12
ret void
}

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