void mx_id(unsigned int n, double *a) {
  unsigned int i, j;
  for (i = 0; i < n; i++) {
    for (j = 0; j < n; j++) {
      a[i * n + j] = (i == j ? 1.0 : 0.0);
    }
  }
  return;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<mx_id>:
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
jae    1199 <mx_id+0x99>
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jae    1186 <mx_id+0x86>
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
movsd  0xec1(%rip),%xmm0
xorps  %xmm1,%xmm1
movsd  %xmm1,-0x28(%rbp)
cmp    %ecx,%eax
movsd  %xmm0,-0x20(%rbp)
je     115e <mx_id+0x5e>
movsd  -0x28(%rbp),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x20(%rbp)
movsd  -0x20(%rbp),%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
imul   -0x4(%rbp),%ecx
add    -0x18(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%ecx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    1125 <mx_id+0x25>
jmp    118b <mx_id+0x8b>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1112 <mx_id+0x12>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<mx_id>:
push   %r15
push   %r14
push   %rbx
test   %edi,%edi
je     1205 <mx_id+0x105>
mov    %edi,%r9d
lea    -0x1(%r9),%r8
mov    %r9d,%r14d
and    $0x3,%r14d
mov    %r9d,%r11d
and    $0xfffffffc,%r11d
xor    %r10d,%r10d
movsd  0xed3(%rip),%xmm0
xor    %ecx,%ecx
jmp    1150 <mx_id+0x50>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%rcx
add    %edi,%r10d
cmp    %r9,%rcx
je     1205 <mx_id+0x105>
cmp    $0x3,%r8
jae    1190 <mx_id+0x90>
xor    %eax,%eax
test   %r14,%r14
je     1140 <mx_id+0x40>
lea    (%r10,%rax,1),%r15d
mov    %rcx,%rdx
sub    %rax,%rdx
xor    %eax,%eax
jmp    1182 <mx_id+0x82>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
lea    (%r15,%rax,1),%ebx
movsd  %xmm1,(%rsi,%rbx,8)
add    $0x1,%rax
cmp    %rax,%r14
je     1140 <mx_id+0x40>
movaps %xmm0,%xmm1
cmp    %rax,%rdx
je     1170 <mx_id+0x70>
xorps  %xmm1,%xmm1
jmp    1170 <mx_id+0x70>
nop
mov    %r10d,%ebx
xor    %eax,%eax
jmp    11b4 <mx_id+0xb4>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
lea    0x3(%rbx),%edx
movsd  %xmm1,(%rsi,%rdx,8)
add    $0x4,%rax
add    $0x4,%ebx
cmp    %r11,%rax
je     1158 <mx_id+0x58>
movaps %xmm0,%xmm1
cmp    %rax,%rcx
je     11bf <mx_id+0xbf>
xorps  %xmm1,%xmm1
mov    %ebx,%edx
movsd  %xmm1,(%rsi,%rdx,8)
lea    0x1(%rax),%rdx
movaps %xmm0,%xmm1
cmp    %rdx,%rcx
je     11d5 <mx_id+0xd5>
xorps  %xmm1,%xmm1
lea    0x1(%rbx),%edx
movsd  %xmm1,(%rsi,%rdx,8)
lea    0x2(%rax),%rdx
movaps %xmm0,%xmm1
cmp    %rdx,%rcx
je     11ec <mx_id+0xec>
xorps  %xmm1,%xmm1
lea    0x2(%rbx),%edx
movsd  %xmm1,(%rsi,%rdx,8)
lea    0x3(%rax),%rdx
movaps %xmm0,%xmm1
cmp    %rdx,%rcx
je     11a0 <mx_id+0xa0>
xorps  %xmm1,%xmm1
jmp    11a0 <mx_id+0xa0>
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %r15
ret

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

LLVM IR (-O2):
define void @mx_id(i32 %0, double* nocapture writeonly %1) {
%3 = icmp eq i32 %0, 0
br i1 %3, label %65, label %4
4: ; preds = %2
%5 = zext i32 %0 to i64
%6 = add nsw i64 %5, -1
%7 = and i64 %5, 3
%8 = icmp ult i64 %6, 3
%9 = and i64 %5, 4294967292
%10 = icmp eq i64 %7, 0
br label %11
11: ; preds = %4, %62
%12 = phi i64 [ 0, %4 ], [ %63, %62 ]
%13 = trunc i64 %12 to i32
%14 = mul i32 %13, %0
br i1 %8, label %48, label %15
15: ; preds = %11, %15
%16 = phi i64 [ %45, %15 ], [ 0, %11 ]
%17 = phi i64 [ %46, %15 ], [ 0, %11 ]
%18 = icmp eq i64 %12, %16
%19 = select i1 %18, double 1.000000e+00, double 0.000000e+00
%20 = trunc i64 %16 to i32
%21 = add i32 %14, %20
%22 = zext i32 %21 to i64
%23 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %22
store double %19, double* %23
%24 = or i64 %16, 1
%25 = icmp eq i64 %12, %24
%26 = select i1 %25, double 1.000000e+00, double 0.000000e+00
%27 = trunc i64 %24 to i32
%28 = add i32 %14, %27
%29 = zext i32 %28 to i64
%30 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %29
store double %26, double* %30
%31 = or i64 %16, 2
%32 = icmp eq i64 %12, %31
%33 = select i1 %32, double 1.000000e+00, double 0.000000e+00
%34 = trunc i64 %31 to i32
%35 = add i32 %14, %34
%36 = zext i32 %35 to i64
%37 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %36
store double %33, double* %37
%38 = or i64 %16, 3
%39 = icmp eq i64 %12, %38
%40 = select i1 %39, double 1.000000e+00, double 0.000000e+00
%41 = trunc i64 %38 to i32
%42 = add i32 %14, %41
%43 = zext i32 %42 to i64
%44 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %43
store double %40, double* %44
%45 = add nuw nsw i64 %16, 4
%46 = add i64 %17, 4
%47 = icmp eq i64 %46, %9
br i1 %47, label %48, label %15
48: ; preds = %15, %11
%49 = phi i64 [ 0, %11 ], [ %45, %15 ]
br i1 %10, label %62, label %50
50: ; preds = %48, %50
%51 = phi i64 [ %59, %50 ], [ %49, %48 ]
%52 = phi i64 [ %60, %50 ], [ 0, %48 ]
%53 = icmp eq i64 %12, %51
%54 = select i1 %53, double 1.000000e+00, double 0.000000e+00
%55 = trunc i64 %51 to i32
%56 = add i32 %14, %55
%57 = zext i32 %56 to i64
%58 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %57
store double %54, double* %58
%59 = add nuw nsw i64 %51, 1
%60 = add i64 %52, 1
%61 = icmp eq i64 %60, %7
br i1 %61, label %62, label %50
62: ; preds = %50, %48
%63 = add nuw nsw i64 %12, 1
%64 = icmp eq i64 %63, %5
br i1 %64, label %65, label %11
65: ; preds = %62, %2
ret void
}