void DataMultiply(int max, int *ptr) {
  int i, j;
  for (i = 0; i < max; i++)
    for (j = 0; j < max; j++)
      *(ptr + i * max + j) = (i + 1) * (j + 1);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<DataMultiply>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    117d <DataMultiply+0x7d>
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    116a <DataMultiply+0x6a>
mov    -0x14(%rbp),%edx
add    $0x1,%edx
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
imul   %eax,%edx
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
imul   -0x4(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    1125 <DataMultiply+0x25>
jmp    116f <DataMultiply+0x6f>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1112 <DataMultiply+0x12>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<DataMultiply>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
test   %edi,%edi
jle    1359 <DataMultiply+0x259>
mov    %edi,%r13d
mov    %r13d,%r11d
and    $0xfffffff8,%r11d
lea    -0x8(%r11),%r8
mov    %r8,%r10
shr    $0x3,%r10
add    $0x1,%r10
mov    %r10,%r9
and    $0xfffffffffffffffe,%r9
lea    0x30(%rsi),%rdx
lea    0x0(,%r13,4),%r14
mov    $0x1,%ebx
xor    %r12d,%r12d
movaps 0xeb2(%rip),%xmm8
movaps 0xeba(%rip),%xmm9
pcmpeqd %xmm12,%xmm12
movdqa 0xebc(%rip),%xmm13
movdqa 0xec3(%rip),%xmm10
movdqa 0xeca(%rip),%xmm11
movdqa 0xed1(%rip),%xmm14
mov    %rsi,%rcx
jmp    11a5 <DataMultiply+0xa5>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
add    %r14,%rdx
add    %r14,%rcx
add    $0x1,%ebx
mov    %r15,%r12
cmp    %r13,%r15
je     1359 <DataMultiply+0x259>
lea    0x1(%r12),%r15
cmp    $0x8,%edi
jae    11c0 <DataMultiply+0xc0>
xor    %eax,%eax
jmp    131c <DataMultiply+0x21c>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
movd   %r15d,%xmm0
pshufd $0x0,%xmm0,%xmm0
pshufd $0xf5,%xmm0,%xmm7
test   %r8,%r8
je     1343 <DataMultiply+0x243>
mov    %r9,%rbp
xor    %eax,%eax
movaps %xmm9,%xmm3
movaps %xmm8,%xmm4
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
movaps %xmm3,%xmm2
shufps $0x88,%xmm4,%xmm2
movaps %xmm2,%xmm1
psubd  %xmm12,%xmm1
movaps %xmm2,%xmm5
paddd  %xmm13,%xmm5
pshufd $0xf5,%xmm1,%xmm6
pmuludq %xmm0,%xmm1
pshufd $0xe8,%xmm1,%xmm1
pmuludq %xmm7,%xmm6
pshufd $0xe8,%xmm6,%xmm6
punpckldq %xmm6,%xmm1
pshufd $0xf5,%xmm5,%xmm6
pmuludq %xmm0,%xmm5
pshufd $0xe8,%xmm5,%xmm5
pmuludq %xmm7,%xmm6
pshufd $0xe8,%xmm6,%xmm6
punpckldq %xmm6,%xmm5
movdqu %xmm1,-0x30(%rdx,%rax,4)
movdqu %xmm5,-0x20(%rdx,%rax,4)
movaps %xmm2,%xmm1
paddd  %xmm10,%xmm1
paddd  %xmm11,%xmm2
pshufd $0xf5,%xmm1,%xmm5
pmuludq %xmm0,%xmm1
pshufd $0xe8,%xmm1,%xmm1
pmuludq %xmm7,%xmm5
pshufd $0xe8,%xmm5,%xmm5
punpckldq %xmm5,%xmm1
pshufd $0xf5,%xmm2,%xmm5
pmuludq %xmm0,%xmm2
pshufd $0xe8,%xmm2,%xmm2
pmuludq %xmm7,%xmm5
pshufd $0xe8,%xmm5,%xmm5
punpckldq %xmm5,%xmm2
movdqu %xmm1,-0x10(%rdx,%rax,4)
movdqu %xmm2,(%rdx,%rax,4)
add    $0x10,%rax
paddq  %xmm14,%xmm3
paddq  %xmm14,%xmm4
add    $0xfffffffffffffffe,%rbp
jne    11f0 <DataMultiply+0xf0>
test   $0x1,%r10b
je     1310 <DataMultiply+0x210>
imul   %r13,%r12
lea    (%rsi,%r12,4),%rbp
shufps $0x88,%xmm4,%xmm3
movaps %xmm3,%xmm1
psubd  %xmm12,%xmm1
paddd  %xmm13,%xmm3
pshufd $0xf5,%xmm1,%xmm2
pmuludq %xmm0,%xmm1
pshufd $0xe8,%xmm1,%xmm1
pmuludq %xmm7,%xmm2
pshufd $0xe8,%xmm2,%xmm2
punpckldq %xmm2,%xmm1
pmuludq %xmm3,%xmm0
pshufd $0xe8,%xmm0,%xmm0
pshufd $0xf5,%xmm3,%xmm2
pmuludq %xmm7,%xmm2
pshufd $0xe8,%xmm2,%xmm2
punpckldq %xmm2,%xmm0
movdqu %xmm1,0x0(%rbp,%rax,4)
movdqu %xmm0,0x10(%rbp,%rax,4)
mov    %r11,%rax
cmp    %r13,%r11
je     1190 <DataMultiply+0x90>
lea    0x1(%rax),%ebp
imul   %ebx,%ebp
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
mov    %ebp,(%rcx,%rax,4)
add    $0x1,%rax
add    %ebx,%ebp
cmp    %rax,%r13
jne    1330 <DataMultiply+0x230>
jmp    1190 <DataMultiply+0x90>
xor    %eax,%eax
movaps %xmm9,%xmm3
movaps %xmm8,%xmm4
test   $0x1,%r10b
jne    12b5 <DataMultiply+0x1b5>
jmp    1310 <DataMultiply+0x210>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

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

LLVM IR (-O2):
define void @DataMultiply(i32 %0, i32* nocapture writeonly %1) {
%3 = icmp sgt i32 %0, 0
br i1 %3, label %4, label %85
4: ; preds = %2
%5 = zext i32 %0 to i64
%6 = zext i32 %0 to i64
%7 = and i64 %6, 4294967288
%8 = add nsw i64 %7, -8
%9 = lshr exact i64 %8, 3
%10 = add nuw nsw i64 %9, 1
%11 = icmp ult i32 %0, 8
%12 = and i64 %6, 4294967288
%13 = and i64 %10, 1
%14 = icmp eq i64 %8, 0
%15 = and i64 %10, 4611686018427387902
%16 = icmp eq i64 %13, 0
%17 = icmp eq i64 %12, %6
br label %18
18: ; preds = %83, %4
%19 = phi i64 [ 0, %4 ], [ %20, %83 ]
%20 = add nuw nsw i64 %19, 1
%21 = mul nsw i64 %19, %5
%22 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %21
%23 = trunc i64 %20 to i32
br i1 %11, label %74, label %24
24: ; preds = %18
%25 = insertelement <4 x i32> poison, i32 %23, i64 0
%26 = shufflevector <4 x i32> %25, <4 x i32> poison, <4 x i32> zeroinitializer
%27 = insertelement <4 x i32> poison, i32 %23, i64 0
%28 = shufflevector <4 x i32> %27, <4 x i32> poison, <4 x i32> zeroinitializer
br i1 %14, label %59, label %29
29: ; preds = %24, %29
%30 = phi i64 [ %55, %29 ], [ 0, %24 ]
%31 = phi <4 x i64> [ %56, %29 ], [ <i64 0, i64 1, i64 2, i64 3>, %24 ]
%32 = phi i64 [ %57, %29 ], [ 0, %24 ]
%33 = trunc <4 x i64> %31 to <4 x i32>
%34 = add <4 x i32> %33, <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>
%35 = trunc <4 x i64> %31 to <4 x i32>
%36 = add <4 x i32> %35, <i32 5, i32 5, i32 5, i32 5>
%37 = mul nsw <4 x i32> %34, %26
%38 = mul nsw <4 x i32> %36, %28
%39 = getelementptr inbounds i32, i32* %22, i64 %30
%40 = bitcast i32* %39 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %37, <4 x i32>* %40
%41 = getelementptr inbounds i32, i32* %39, i64 4
%42 = bitcast i32* %41 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %38, <4 x i32>* %42
%43 = or i64 %30, 8
%44 = add <4 x i64> %31, <i64 8, i64 8, i64 8, i64 8>
%45 = trunc <4 x i64> %44 to <4 x i32>
%46 = add <4 x i32> %45, <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>
%47 = trunc <4 x i64> %44 to <4 x i32>
%48 = add <4 x i32> %47, <i32 5, i32 5, i32 5, i32 5>
%49 = mul nsw <4 x i32> %46, %26
%50 = mul nsw <4 x i32> %48, %28
%51 = getelementptr inbounds i32, i32* %22, i64 %43
%52 = bitcast i32* %51 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %49, <4 x i32>* %52
%53 = getelementptr inbounds i32, i32* %51, i64 4
%54 = bitcast i32* %53 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %50, <4 x i32>* %54
%55 = add nuw i64 %30, 16
%56 = add <4 x i64> %31, <i64 16, i64 16, i64 16, i64 16>
%57 = add i64 %32, 2
%58 = icmp eq i64 %57, %15
br i1 %58, label %59, label %29
59: ; preds = %29, %24
%60 = phi i64 [ 0, %24 ], [ %55, %29 ]
%61 = phi <4 x i64> [ <i64 0, i64 1, i64 2, i64 3>, %24 ], [ %56, %29 ]
br i1 %16, label %73, label %62
62: ; preds = %59
%63 = trunc <4 x i64> %61 to <4 x i32>
%64 = add <4 x i32> %63, <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>
%65 = trunc <4 x i64> %61 to <4 x i32>
%66 = add <4 x i32> %65, <i32 5, i32 5, i32 5, i32 5>
%67 = mul nsw <4 x i32> %64, %26
%68 = mul nsw <4 x i32> %66, %28
%69 = getelementptr inbounds i32, i32* %22, i64 %60
%70 = bitcast i32* %69 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %67, <4 x i32>* %70
%71 = getelementptr inbounds i32, i32* %69, i64 4
%72 = bitcast i32* %71 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %68, <4 x i32>* %72
br label %73
73: ; preds = %59, %62
br i1 %17, label %83, label %74
74: ; preds = %18, %73
%75 = phi i64 [ 0, %18 ], [ %12, %73 ]
br label %76
76: ; preds = %74, %76
%77 = phi i64 [ %78, %76 ], [ %75, %74 ]
%78 = add nuw nsw i64 %77, 1
%79 = trunc i64 %78 to i32
%80 = mul nsw i32 %79, %23
%81 = getelementptr inbounds i32, i32* %22, i64 %77
store i32 %80, i32* %81
%82 = icmp eq i64 %78, %6
br i1 %82, label %83, label %76
83: ; preds = %76, %73
%84 = icmp eq i64 %20, %6
br i1 %84, label %85, label %18
85: ; preds = %83, %2
ret void
}