void mpeg4_cpu(float result[4096][4096], float prev[4096 + 16][4096 + 16],
               float curr[16 * 16]) {
  unsigned int i;
  unsigned int j;
  unsigned int k;
  unsigned int l;
  for (i = 0; i < 4096; ++i)
    for (j = 0; j < 4096; ++j)
      for (k = 0; k < 16; ++k)
        for (l = 0; l < 16; ++l)
          result[i][j] += prev[i + k][j + l] * curr[k * 16 + l];
}


x86 assembly (clang, -O0):
<mpeg4_cpu>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
cmpl   $0x1000,-0x1c(%rbp)
jae    11fb <mpeg4_cpu+0xfb>
movl   $0x0,-0x20(%rbp)
cmpl   $0x1000,-0x20(%rbp)
jae    11e8 <mpeg4_cpu+0xe8>
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
cmpl   $0x10,-0x24(%rbp)
jae    11d5 <mpeg4_cpu+0xd5>
movl   $0x0,-0x28(%rbp)
cmpl   $0x10,-0x28(%rbp)
jae    11c2 <mpeg4_cpu+0xc2>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
add    -0x24(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%ecx
imul   $0x4040,%rcx,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    -0x20(%rbp),%ecx
add    -0x28(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%ecx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
shl    $0x4,%ecx
add    -0x28(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%ecx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm2
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
shl    $0xe,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    -0x20(%rbp),%ecx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm1
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
movss  %xmm0,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    1150 <mpeg4_cpu+0x50>
jmp    11c7 <mpeg4_cpu+0xc7>
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    113f <mpeg4_cpu+0x3f>
jmp    11da <mpeg4_cpu+0xda>
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    112b <mpeg4_cpu+0x2b>
jmp    11ed <mpeg4_cpu+0xed>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1117 <mpeg4_cpu+0x17>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<mpeg4_cpu>:
push   %r14
push   %rbx
add    $0x4,%rsi
add    $0x4,%rdx
xor    %r8d,%r8d
xchg   %ax,%ax
mov    %rsi,%r9
xor    %r10d,%r10d
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
mov    %r8,%rax
shl    $0xe,%rax
add    %rdi,%rax
lea    (%rax,%r10,4),%r11
movss  (%rax,%r10,4),%xmm0
mov    %rdx,%rax
mov    %r9,%rcx
xor    %r14d,%r14d
nopl   (%rax)
xor    %ebx,%ebx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
movss  -0x4(%rcx,%rbx,4),%xmm1
mulss  -0x4(%rax,%rbx,4),%xmm1
addss  %xmm0,%xmm1
movss  %xmm1,(%r11)
movss  (%rcx,%rbx,4),%xmm0
mulss  (%rax,%rbx,4),%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
movss  %xmm0,(%r11)
add    $0x2,%rbx
cmp    $0x10,%rbx
jne    1150 <mpeg4_cpu+0x50>
add    $0x1,%r14
add    $0x4040,%rcx
add    $0x40,%rax
cmp    $0x10,%r14
jne    1140 <mpeg4_cpu+0x40>
add    $0x1,%r10
add    $0x4,%r9
cmp    $0x1000,%r10
jne    1120 <mpeg4_cpu+0x20>
add    $0x1,%r8
add    $0x4040,%rsi
cmp    $0x1000,%r8
jne    1110 <mpeg4_cpu+0x10>
pop    %rbx
pop    %r14
ret

LLVM IR (-O0):
define void @mpeg4_cpu([4096 x float]* %0, [4112 x float]* %1, float* %2) {
%4 = alloca [4096 x float]*
%5 = alloca [4112 x float]*
%6 = alloca float*
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
store [4096 x float]* %0, [4096 x float]** %4
store [4112 x float]* %1, [4112 x float]** %5
store float* %2, float** %6
store i32 0, i32* %7
br label %11
11: ; preds = %68, %3
%12 = load i32, i32* %7
%13 = icmp ult i32 %12, 4096
br i1 %13, label %14, label %71
14: ; preds = %11
store i32 0, i32* %8
br label %15
15: ; preds = %64, %14
%16 = load i32, i32* %8
%17 = icmp ult i32 %16, 4096
br i1 %17, label %18, label %67
18: ; preds = %15
store i32 0, i32* %9
br label %19
19: ; preds = %60, %18
%20 = load i32, i32* %9
%21 = icmp ult i32 %20, 16
br i1 %21, label %22, label %63
22: ; preds = %19
store i32 0, i32* %10
br label %23
23: ; preds = %56, %22
%24 = load i32, i32* %10
%25 = icmp ult i32 %24, 16
br i1 %25, label %26, label %59
26: ; preds = %23
%27 = load [4112 x float]*, [4112 x float]** %5
%28 = load i32, i32* %7
%29 = load i32, i32* %9
%30 = add i32 %28, %29
%31 = zext i32 %30 to i64
%32 = getelementptr inbounds [4112 x float], [4112 x float]* %27, i64 %31
%33 = load i32, i32* %8
%34 = load i32, i32* %10
%35 = add i32 %33, %34
%36 = zext i32 %35 to i64
%37 = getelementptr inbounds [4112 x float], [4112 x float]* %32, i64 0, i64 %36
%38 = load float, float* %37
%39 = load float*, float** %6
%40 = load i32, i32* %9
%41 = mul i32 %40, 16
%42 = load i32, i32* %10
%43 = add i32 %41, %42
%44 = zext i32 %43 to i64
%45 = getelementptr inbounds float, float* %39, i64 %44
%46 = load float, float* %45
%47 = load [4096 x float]*, [4096 x float]** %4
%48 = load i32, i32* %7
%49 = zext i32 %48 to i64
%50 = getelementptr inbounds [4096 x float], [4096 x float]* %47, i64 %49
%51 = load i32, i32* %8
%52 = zext i32 %51 to i64
%53 = getelementptr inbounds [4096 x float], [4096 x float]* %50, i64 0, i64 %52
%54 = load float, float* %53
%55 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %38, float %46, float %54)
store float %55, float* %53
br label %56
56: ; preds = %26
%57 = load i32, i32* %10
%58 = add i32 %57, 1
store i32 %58, i32* %10
br label %23
59: ; preds = %23
br label %60
60: ; preds = %59
%61 = load i32, i32* %9
%62 = add i32 %61, 1
store i32 %62, i32* %9
br label %19
63: ; preds = %19
br label %64
64: ; preds = %63
%65 = load i32, i32* %8
%66 = add i32 %65, 1
store i32 %66, i32* %8
br label %15
67: ; preds = %15
br label %68
68: ; preds = %67
%69 = load i32, i32* %7
%70 = add i32 %69, 1
store i32 %70, i32* %7
br label %11
71: ; preds = %11
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @mpeg4_cpu([4096 x float]* nocapture %0, [4112 x float]* nocapture %1, float* nocapture %2) {
br label %4
4: ; preds = %3, %41
%5 = phi i64 [ 0, %3 ], [ %42, %41 ]
br label %6
6: ; preds = %4, %38
%7 = phi i64 [ 0, %4 ], [ %39, %38 ]
%8 = getelementptr inbounds [4096 x float], [4096 x float]* %0, i64 %5, i64 %7
%9 = load float, float* %8
br label %10
10: ; preds = %6, %35
%11 = phi float [ %9, %6 ], [ %32, %35 ]
%12 = phi i64 [ 0, %6 ], [ %36, %35 ]
%13 = add nuw nsw i64 %12, %5
%14 = shl i64 %12, 4
br label %15
15: ; preds = %15, %10
%16 = phi float [ %11, %10 ], [ %32, %15 ]
%17 = phi i64 [ 0, %10 ], [ %33, %15 ]
%18 = add nuw nsw i64 %17, %7
%19 = getelementptr inbounds [4112 x float], [4112 x float]* %1, i64 %13, i64 %18
%20 = load float, float* %19
%21 = add nuw nsw i64 %17, %14
%22 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 %21
%23 = load float, float* %22
%24 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %20, float %23, float %16)
store float %24, float* %8
%25 = or i64 %17, 1
%26 = add nuw nsw i64 %25, %7
%27 = getelementptr inbounds [4112 x float], [4112 x float]* %1, i64 %13, i64 %26
%28 = load float, float* %27
%29 = add nuw nsw i64 %25, %14
%30 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 %29
%31 = load float, float* %30
%32 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %28, float %31, float %24)
store float %32, float* %8
%33 = add nuw nsw i64 %17, 2
%34 = icmp eq i64 %33, 16
br i1 %34, label %35, label %15
35: ; preds = %15
%36 = add nuw nsw i64 %12, 1
%37 = icmp eq i64 %36, 16
br i1 %37, label %38, label %10
38: ; preds = %35
%39 = add nuw nsw i64 %7, 1
%40 = icmp eq i64 %39, 4096
br i1 %40, label %41, label %6
41: ; preds = %38
%42 = add nuw nsw i64 %5, 1
%43 = icmp eq i64 %42, 4096
br i1 %43, label %44, label %4
44: ; preds = %41
ret void
}