void init_matrix(int N, double *a) {
  for (int i = 0; i < N; i++) {
    for (int j = 0; j < N; j++) {
      a[i * N + j] = (i + j + 1) % 10;
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<init_matrix>:
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 <init_matrix+0x7d>
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    116a <init_matrix+0x6a>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    $0xa,%ecx
cltd
idiv   %ecx
cvtsi2sd %edx,%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
imul   -0x4(%rbp),%ecx
add    -0x18(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    1125 <init_matrix+0x25>
jmp    116f <init_matrix+0x6f>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1112 <init_matrix+0x12>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<init_matrix>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
mov    %rsi,-0x8(%rsp)
mov    %edi,-0xc(%rsp)
test   %edi,%edi
jle    12d0 <init_matrix+0x1d0>
mov    -0xc(%rsp),%r10d
mov    %r10d,%r9d
and    $0xfffffffc,%r9d
mov    -0x8(%rsp),%rax
lea    0x10(%rax),%rdx
lea    0x0(,%r10,8),%rdi
mov    %rdi,%r8
and    $0xffffffffffffffe0,%r8
mov    $0x1,%r11d
xor    %r15d,%r15d
mov    $0xcccccccd,%r12d
movdqa 0xea9(%rip),%xmm8
movdqa 0xeb0(%rip),%xmm11
movdqa 0xeb8(%rip),%xmm2
movdqa 0xebf(%rip),%xmm9
xor    %eax,%eax
jmp    1196 <init_matrix+0x96>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
add    %rdi,%rdx
add    %r10,%r15
add    $0x1,%r11d
mov    %r14,%rax
cmp    %r10,%r14
je     12d0 <init_matrix+0x1d0>
lea    0x1(%rax),%r14
cmpl   $0x4,-0xc(%rsp)
jae    11b0 <init_matrix+0xb0>
xor    %r13d,%r13d
jmp    1289 <init_matrix+0x189>
nopl   0x0(%rax)
movq   %r14,%xmm0
pshufd $0x44,%xmm0,%xmm10
add    $0x3,%rax
movq   %rax,%xmm0
pshufd $0x44,%xmm0,%xmm3
xor    %eax,%eax
movdqa %xmm8,%xmm6
movdqa %xmm10,%xmm4
paddq  %xmm6,%xmm4
movdqa %xmm3,%xmm5
paddq  %xmm6,%xmm5
pshufd $0xe8,%xmm4,%xmm7
pshufd $0xe8,%xmm5,%xmm0
pshufd $0xee,%xmm4,%xmm1
pmuludq %xmm11,%xmm4
pshufd $0xed,%xmm4,%xmm4
pmuludq %xmm11,%xmm1
pshufd $0xed,%xmm1,%xmm1
punpckldq %xmm1,%xmm4
psrld  $0x3,%xmm4
pshufd $0xf5,%xmm4,%xmm1
pmuludq %xmm2,%xmm4
pmuludq %xmm2,%xmm1
punpckldq %xmm1,%xmm4
psubd  %xmm4,%xmm7
pshufd $0xee,%xmm5,%xmm1
pmuludq %xmm11,%xmm5
pshufd $0xed,%xmm5,%xmm4
pmuludq %xmm11,%xmm1
pshufd $0xed,%xmm1,%xmm1
punpckldq %xmm1,%xmm4
psrld  $0x3,%xmm4
pshufd $0xf5,%xmm4,%xmm1
pmuludq %xmm2,%xmm4
pmuludq %xmm2,%xmm1
punpckldq %xmm1,%xmm4
cvtdq2pd %xmm7,%xmm1
psubd  %xmm4,%xmm0
cvtdq2pd %xmm0,%xmm0
movups %xmm1,-0x10(%rdx,%rax,1)
movupd %xmm0,(%rdx,%rax,1)
paddq  %xmm9,%xmm6
add    $0x20,%rax
cmp    %rax,%r8
jne    11d0 <init_matrix+0xd0>
mov    %r9,%r13
cmp    %r10,%r9
je     1180 <init_matrix+0x80>
lea    (%r15,%r13,1),%rax
mov    -0x8(%rsp),%rcx
lea    (%rcx,%rax,8),%rax
lea    (%r11,%r13,1),%esi
mov    %r10,%rbx
sub    %r13,%rbx
mov    %esi,%ecx
imul   %r12,%rcx
shr    $0x23,%rcx
add    %ecx,%ecx
lea    (%rcx,%rcx,4),%ecx
mov    %esi,%ebp
sub    %ecx,%ebp
xorps  %xmm0,%xmm0
cvtsi2sd %ebp,%xmm0
movsd  %xmm0,(%rax)
add    $0x8,%rax
add    $0x1,%esi
add    $0xffffffffffffffff,%rbx
jne    12a0 <init_matrix+0x1a0>
jmp    1180 <init_matrix+0x80>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @init_matrix(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 = %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 = load i32, i32* %6
%19 = add nsw i32 %17, %18
%20 = add nsw i32 %19, 1
%21 = srem i32 %20, 10
%22 = sitofp i32 %21 to double
%23 = load double*, double** %4
%24 = load i32, i32* %5
%25 = load i32, i32* %3
%26 = mul nsw i32 %24, %25
%27 = load i32, i32* %6
%28 = add nsw i32 %26, %27
%29 = sext i32 %28 to i64
%30 = getelementptr inbounds double, double* %23, i64 %29
store double %22, double* %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 @init_matrix(i32 %0, double* nocapture writeonly %1) {
%3 = icmp sgt i32 %0, 0
br i1 %3, label %4, label %42
4: ; preds = %2
%5 = zext i32 %0 to i64
%6 = zext i32 %0 to i64
%7 = icmp ult i32 %0, 4
%8 = and i64 %6, 4294967292
%9 = icmp eq i64 %8, %6
br label %10
10: ; preds = %43, %4
%11 = phi i64 [ 0, %4 ], [ %12, %43 ]
%12 = add nuw nsw i64 %11, 1
%13 = mul nsw i64 %11, %5
br i1 %7, label %40, label %14
14: ; preds = %10
%15 = insertelement <2 x i64> poison, i64 %12, i64 0
%16 = shufflevector <2 x i64> %15, <2 x i64> poison, <2 x i32> zeroinitializer
%17 = add nuw i64 %11, 3
%18 = insertelement <2 x i64> poison, i64 %17, i64 0
%19 = shufflevector <2 x i64> %18, <2 x i64> poison, <2 x i32> zeroinitializer
br label %20
20: ; preds = %20, %14
%21 = phi i64 [ 0, %14 ], [ %36, %20 ]
%22 = phi <2 x i64> [ <i64 0, i64 1>, %14 ], [ %37, %20 ]
%23 = add nuw nsw <2 x i64> %16, %22
%24 = add <2 x i64> %19, %22
%25 = trunc <2 x i64> %23 to <2 x i32>
%26 = trunc <2 x i64> %24 to <2 x i32>
%27 = urem <2 x i32> %25, <i32 10, i32 10>
%28 = urem <2 x i32> %26, <i32 10, i32 10>
%29 = sitofp <2 x i32> %27 to <2 x double>
%30 = sitofp <2 x i32> %28 to <2 x double>
%31 = add nuw nsw i64 %21, %13
%32 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %31
%33 = bitcast double* %32 to <2 x double>*
store <2 x double> %29, <2 x double>* %33
%34 = getelementptr inbounds double, double* %32, i64 2
%35 = bitcast double* %34 to <2 x double>*
store <2 x double> %30, <2 x double>* %35
%36 = add nuw i64 %21, 4
%37 = add <2 x i64> %22, <i64 4, i64 4>
%38 = icmp eq i64 %36, %8
br i1 %38, label %39, label %20
39: ; preds = %20
br i1 %9, label %43, label %40
40: ; preds = %10, %39
%41 = phi i64 [ 0, %10 ], [ %8, %39 ]
br label %45
42: ; preds = %43, %2
ret void
43: ; preds = %45, %39
%44 = icmp eq i64 %12, %6
br i1 %44, label %42, label %10
45: ; preds = %40, %45
%46 = phi i64 [ %53, %45 ], [ %41, %40 ]
%47 = add nuw nsw i64 %12, %46
%48 = trunc i64 %47 to i32
%49 = urem i32 %48, 10
%50 = sitofp i32 %49 to double
%51 = add nuw nsw i64 %46, %13
%52 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %51
store double %50, double* %52
%53 = add nuw nsw i64 %46, 1
%54 = icmp eq i64 %53, %6
br i1 %54, label %43, label %45
}