void matrix_add_double(const double *a, const double *b, double *c,
                       const unsigned int dimX, const unsigned int dimY) {
  for (unsigned int i = 0; i < dimX * dimY; i++) {
    c[i] = a[i] + b[i];
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<matrix_add_double>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %ecx,-0x1c(%rbp)
mov    %r8d,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
imul   -0x20(%rbp),%ecx
cmp    %ecx,%eax
jae    1162 <matrix_add_double+0x62>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
addsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    111e <matrix_add_double+0x1e>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<matrix_add_double>:
imul   %r8d,%ecx
test   %ecx,%ecx
je     12b7 <matrix_add_double+0x1b7>
mov    %ecx,%r8d
cmp    $0x4,%ecx
jae    11b3 <matrix_add_double+0xb3>
xor    %ecx,%ecx
mov    %rcx,%r9
not    %r9
add    %r8,%r9
mov    %r8,%rax
and    $0x3,%rax
je     1149 <matrix_add_double+0x49>
nopl   0x0(%rax)
movsd  (%rdi,%rcx,8),%xmm0
addsd  (%rsi,%rcx,8),%xmm0
movsd  %xmm0,(%rdx,%rcx,8)
add    $0x1,%rcx
add    $0xffffffffffffffff,%rax
jne    1130 <matrix_add_double+0x30>
cmp    $0x3,%r9
jb     12b7 <matrix_add_double+0x1b7>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
movsd  (%rdi,%rcx,8),%xmm0
addsd  (%rsi,%rcx,8),%xmm0
movsd  %xmm0,(%rdx,%rcx,8)
movsd  0x8(%rdi,%rcx,8),%xmm0
addsd  0x8(%rsi,%rcx,8),%xmm0
movsd  %xmm0,0x8(%rdx,%rcx,8)
movsd  0x10(%rdi,%rcx,8),%xmm0
addsd  0x10(%rsi,%rcx,8),%xmm0
movsd  %xmm0,0x10(%rdx,%rcx,8)
movsd  0x18(%rdi,%rcx,8),%xmm0
addsd  0x18(%rsi,%rcx,8),%xmm0
movsd  %xmm0,0x18(%rdx,%rcx,8)
add    $0x4,%rcx
cmp    %rcx,%r8
jne    1160 <matrix_add_double+0x60>
jmp    12b7 <matrix_add_double+0x1b7>
lea    (%rdx,%r8,8),%rcx
lea    (%rdi,%r8,8),%rax
cmp    %rdx,%rax
seta   %r10b
lea    (%rsi,%r8,8),%rax
cmp    %rdi,%rcx
seta   %r11b
cmp    %rdx,%rax
seta   %al
cmp    %rsi,%rcx
seta   %r9b
xor    %ecx,%ecx
test   %r11b,%r10b
jne    111a <matrix_add_double+0x1a>
and    %r9b,%al
jne    111a <matrix_add_double+0x1a>
mov    %r8d,%ecx
and    $0xfffffffc,%ecx
lea    -0x4(%rcx),%rax
mov    %rax,%r9
shr    $0x2,%r9
add    $0x1,%r9
test   %rax,%rax
je     12b8 <matrix_add_double+0x1b8>
mov    %r9,%r10
and    $0xfffffffffffffffe,%r10
xor    %eax,%eax
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
movupd (%rdi,%rax,8),%xmm0
movupd 0x10(%rdi,%rax,8),%xmm1
movupd (%rsi,%rax,8),%xmm2
addpd  %xmm0,%xmm2
movupd 0x10(%rsi,%rax,8),%xmm0
addpd  %xmm1,%xmm0
movupd %xmm2,(%rdx,%rax,8)
movupd %xmm0,0x10(%rdx,%rax,8)
movupd 0x20(%rdi,%rax,8),%xmm0
movupd 0x30(%rdi,%rax,8),%xmm1
movupd 0x20(%rsi,%rax,8),%xmm2
addpd  %xmm0,%xmm2
movupd 0x30(%rsi,%rax,8),%xmm0
addpd  %xmm1,%xmm0
movupd %xmm2,0x20(%rdx,%rax,8)
movupd %xmm0,0x30(%rdx,%rax,8)
add    $0x8,%rax
add    $0xfffffffffffffffe,%r10
jne    1220 <matrix_add_double+0x120>
test   $0x1,%r9b
je     12ae <matrix_add_double+0x1ae>
movupd (%rdi,%rax,8),%xmm0
movupd 0x10(%rdi,%rax,8),%xmm1
movupd (%rsi,%rax,8),%xmm2
addpd  %xmm0,%xmm2
movupd 0x10(%rsi,%rax,8),%xmm0
addpd  %xmm1,%xmm0
movupd %xmm2,(%rdx,%rax,8)
movupd %xmm0,0x10(%rdx,%rax,8)
cmp    %r8,%rcx
jne    111a <matrix_add_double+0x1a>
ret
xor    %eax,%eax
test   $0x1,%r9b
jne    1285 <matrix_add_double+0x185>
jmp    12ae <matrix_add_double+0x1ae>

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

LLVM IR (-O2):
define void @matrix_add_double(double* nocapture %0, double* nocapture %1, double* nocapture writeonly %2, i32 %3, i32 %4) {
%6 = mul i32 %4, %3
%7 = icmp eq i32 %6, 0
br i1 %7, label %119, label %8
8: ; preds = %5
%9 = zext i32 %6 to i64
%10 = icmp ult i32 %6, 4
br i1 %10, label %98, label %11
11: ; preds = %8
%12 = getelementptr double, double* %2, i64 %9
%13 = getelementptr double, double* %0, i64 %9
%14 = getelementptr double, double* %1, i64 %9
%15 = icmp ugt double* %13, %2
%16 = icmp ugt double* %12, %0
%17 = and i1 %15, %16
%18 = icmp ugt double* %14, %2
%19 = icmp ugt double* %12, %1
%20 = and i1 %18, %19
%21 = or i1 %17, %20
br i1 %21, label %98, label %22
22: ; preds = %11
%23 = and i64 %9, 4294967292
%24 = add nsw i64 %23, -4
%25 = lshr exact i64 %24, 2
%26 = add nuw nsw i64 %25, 1
%27 = and i64 %26, 1
%28 = icmp eq i64 %24, 0
br i1 %28, label %74, label %29
29: ; preds = %22
%30 = and i64 %26, 9223372036854775806
br label %31
31: ; preds = %31, %29
%32 = phi i64 [ 0, %29 ], [ %71, %31 ]
%33 = phi i64 [ 0, %29 ], [ %72, %31 ]
%34 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %32
%35 = bitcast double* %34 to <2 x double>*
%36 = load <2 x double>, <2 x double>* %35
%37 = getelementptr inbounds double, double* %34, i64 2
%38 = bitcast double* %37 to <2 x double>*
%39 = load <2 x double>, <2 x double>* %38
%40 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %32
%41 = bitcast double* %40 to <2 x double>*
%42 = load <2 x double>, <2 x double>* %41
%43 = getelementptr inbounds double, double* %40, i64 2
%44 = bitcast double* %43 to <2 x double>*
%45 = load <2 x double>, <2 x double>* %44
%46 = fadd <2 x double> %36, %42
%47 = fadd <2 x double> %39, %45
%48 = getelementptr inbounds double, double* %2, i64 %32
%49 = bitcast double* %48 to <2 x double>*
store <2 x double> %46, <2 x double>* %49
%50 = getelementptr inbounds double, double* %48, i64 2
%51 = bitcast double* %50 to <2 x double>*
store <2 x double> %47, <2 x double>* %51
%52 = or i64 %32, 4
%53 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %52
%54 = bitcast double* %53 to <2 x double>*
%55 = load <2 x double>, <2 x double>* %54
%56 = getelementptr inbounds double, double* %53, i64 2
%57 = bitcast double* %56 to <2 x double>*
%58 = load <2 x double>, <2 x double>* %57
%59 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %52
%60 = bitcast double* %59 to <2 x double>*
%61 = load <2 x double>, <2 x double>* %60
%62 = getelementptr inbounds double, double* %59, i64 2
%63 = bitcast double* %62 to <2 x double>*
%64 = load <2 x double>, <2 x double>* %63
%65 = fadd <2 x double> %55, %61
%66 = fadd <2 x double> %58, %64
%67 = getelementptr inbounds double, double* %2, i64 %52
%68 = bitcast double* %67 to <2 x double>*
store <2 x double> %65, <2 x double>* %68
%69 = getelementptr inbounds double, double* %67, i64 2
%70 = bitcast double* %69 to <2 x double>*
store <2 x double> %66, <2 x double>* %70
%71 = add nuw i64 %32, 8
%72 = add i64 %33, 2
%73 = icmp eq i64 %72, %30
br i1 %73, label %74, label %31
74: ; preds = %31, %22
%75 = phi i64 [ 0, %22 ], [ %71, %31 ]
%76 = icmp eq i64 %27, 0
br i1 %76, label %96, label %77
77: ; preds = %74
%78 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %75
%79 = bitcast double* %78 to <2 x double>*
%80 = load <2 x double>, <2 x double>* %79
%81 = getelementptr inbounds double, double* %78, i64 2
%82 = bitcast double* %81 to <2 x double>*
%83 = load <2 x double>, <2 x double>* %82
%84 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %75
%85 = bitcast double* %84 to <2 x double>*
%86 = load <2 x double>, <2 x double>* %85
%87 = getelementptr inbounds double, double* %84, i64 2
%88 = bitcast double* %87 to <2 x double>*
%89 = load <2 x double>, <2 x double>* %88
%90 = fadd <2 x double> %80, %86
%91 = fadd <2 x double> %83, %89
%92 = getelementptr inbounds double, double* %2, i64 %75
%93 = bitcast double* %92 to <2 x double>*
store <2 x double> %90, <2 x double>* %93
%94 = getelementptr inbounds double, double* %92, i64 2
%95 = bitcast double* %94 to <2 x double>*
store <2 x double> %91, <2 x double>* %95
br label %96
96: ; preds = %74, %77
%97 = icmp eq i64 %23, %9
br i1 %97, label %119, label %98
98: ; preds = %11, %8, %96
%99 = phi i64 [ 0, %11 ], [ 0, %8 ], [ %23, %96 ]
%100 = xor i64 %99, -1
%101 = add nsw i64 %100, %9
%102 = and i64 %9, 3
%103 = icmp eq i64 %102, 0
br i1 %103, label %116, label %104
104: ; preds = %98, %104
%105 = phi i64 [ %113, %104 ], [ %99, %98 ]
%106 = phi i64 [ %114, %104 ], [ 0, %98 ]
%107 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %105
%108 = load double, double* %107
%109 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %105
%110 = load double, double* %109
%111 = fadd double %108, %110
%112 = getelementptr inbounds double, double* %2, i64 %105
store double %111, double* %112
%113 = add nuw nsw i64 %105, 1
%114 = add i64 %106, 1
%115 = icmp eq i64 %114, %102
br i1 %115, label %116, label %104
116: ; preds = %104, %98
%117 = phi i64 [ %99, %98 ], [ %113, %104 ]
%118 = icmp ult i64 %101, 3
br i1 %118, label %119, label %120
119: ; preds = %116, %120, %96, %5
ret void
120: ; preds = %116, %120
%121 = phi i64 [ %149, %120 ], [ %117, %116 ]
%122 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %121
%123 = load double, double* %122
%124 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %121
%125 = load double, double* %124
%126 = fadd double %123, %125
%127 = getelementptr inbounds double, double* %2, i64 %121
store double %126, double* %127
%128 = add nuw nsw i64 %121, 1
%129 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %128
%130 = load double, double* %129
%131 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %128
%132 = load double, double* %131
%133 = fadd double %130, %132
%134 = getelementptr inbounds double, double* %2, i64 %128
store double %133, double* %134
%135 = add nuw nsw i64 %121, 2
%136 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %135
%137 = load double, double* %136
%138 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %135
%139 = load double, double* %138
%140 = fadd double %137, %139
%141 = getelementptr inbounds double, double* %2, i64 %135
store double %140, double* %141
%142 = add nuw nsw i64 %121, 3
%143 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %142
%144 = load double, double* %143
%145 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %142
%146 = load double, double* %145
%147 = fadd double %144, %146
%148 = getelementptr inbounds double, double* %2, i64 %142
store double %147, double* %148
%149 = add nuw nsw i64 %121, 4
%150 = icmp eq i64 %149, %9
br i1 %150, label %119, label %120
}