void atax(int n, double A[][n], double x[n], double y[n]) {
  int i, j;
  double temp[8192];
  for (i = 0; i < n; i++)
    temp[i] = 0;
  for (i = 0; i < n; i++)
    for (j = 0; j < n; j++) {
      temp[i] += A[i][j] * x[j];
    }
  for (i = 0; i < n; i++)
    for (j = 0; j < n; j++) {
      y[i] += A[j][i] * temp[j];
    }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<atax>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0xffc0,%rsp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    %rax,-0x10038(%rbp)
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    1155 <atax+0x55>
movslq -0x24(%rbp),%rax
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x10030(%rbp,%rax,8)
fe ff
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    112b <atax+0x2b>
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    11ea <atax+0xea>
movl   $0x0,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    11d7 <atax+0xd7>
mov    -0x10038(%rbp),%rdx
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
imul   %rdx,%rcx
shl    $0x3,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
movslq -0x24(%rbp),%rax
movsd  -0x10030(%rbp,%rax,8),%xmm1
fe ff
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x10030(%rbp,%rax,8)
fe ff
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    116f <atax+0x6f>
jmp    11dc <atax+0xdc>
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    115c <atax+0x5c>
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    127b <atax+0x17b>
movl   $0x0,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    1268 <atax+0x168>
mov    -0x10038(%rbp),%rdx
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
imul   %rdx,%rcx
shl    $0x3,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
movslq -0x28(%rbp),%rax
movsd  -0x10030(%rbp,%rax,8),%xmm2
fe ff
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm1
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    1204 <atax+0x104>
jmp    126d <atax+0x16d>
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    11f1 <atax+0xf1>
add    $0xffc0,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<atax>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x10018,%rsp
test   %edi,%edi
jle    12ed <atax+0x1dd>
mov    %rcx,%r15
mov    %rdx,%rbx
mov    %rsi,%rax
mov    %edi,0xc(%rsp)
mov    %edi,%r14d
lea    0x0(,%r14,8),%r13
lea    0x10(%rsp),%rdi
xor    %r12d,%r12d
xor    %esi,%esi
mov    %r13,%rdx
mov    %rax,%rbp
call   1030 <memset@plt>
mov    %rbp,%r10
lea    -0x1(%r14),%r8
mov    %r14d,%ecx
and    $0x3,%ecx
mov    %r14d,%edx
and    $0xfffffffc,%edx
lea    0x18(%rbp),%rsi
mov    %rbp,%r9
jmp    119a <atax+0x8a>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
movsd  %xmm0,0x10(%rsp,%r12,8)
add    $0x1,%r12
add    %r13,%rsi
add    %r13,%r9
cmp    %r14,%r12
je     122c <atax+0x11c>
movsd  0x10(%rsp,%r12,8),%xmm0
xor    %eax,%eax
cmp    $0x3,%r8
jb     11f7 <atax+0xe7>
nopl   0x0(%rax)
movsd  -0x18(%rsi,%rax,8),%xmm1
movsd  -0x10(%rsi,%rax,8),%xmm2
mulsd  (%rbx,%rax,8),%xmm1
mulsd  0x8(%rbx,%rax,8),%xmm2
addsd  %xmm0,%xmm1
movsd  -0x8(%rsi,%rax,8),%xmm3
mulsd  0x10(%rbx,%rax,8),%xmm3
addsd  %xmm1,%xmm2
movsd  (%rsi,%rax,8),%xmm0
mulsd  0x18(%rbx,%rax,8),%xmm0
addsd  %xmm2,%xmm3
addsd  %xmm3,%xmm0
add    $0x4,%rax
cmp    %rax,%rdx
jne    11b0 <atax+0xa0>
test   %rcx,%rcx
je     1180 <atax+0x70>
lea    (%rbx,%rax,8),%rdi
lea    (%r9,%rax,8),%rax
xor    %ebp,%ebp
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
movsd  (%rax,%rbp,8),%xmm1
mulsd  (%rdi,%rbp,8),%xmm1
addsd  %xmm1,%xmm0
add    $0x1,%rbp
cmp    %rbp,%rcx
jne    1210 <atax+0x100>
jmp    1180 <atax+0x70>
cmpl   $0x0,0xc(%rsp)
jle    12ed <atax+0x1dd>
mov    %r14d,%ecx
and    $0xfffffffe,%ecx
mov    %r14,%rdx
shl    $0x4,%rdx
xor    %esi,%esi
mov    %r10,%rbx
jmp    1261 <atax+0x151>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%rsi
add    $0x8,%rbx
cmp    %r14,%rsi
je     12ed <atax+0x1dd>
movsd  (%r15,%rsi,8),%xmm0
test   %r8,%r8
je     12c0 <atax+0x1b0>
mov    %rbx,%rdi
xor    %ebp,%ebp
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movsd  (%rdi),%xmm1
mulsd  0x10(%rsp,%rbp,8),%xmm1
addsd  %xmm0,%xmm1
movsd  %xmm1,(%r15,%rsi,8)
movsd  (%rdi,%r14,8),%xmm0
mulsd  0x18(%rsp,%rbp,8),%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,(%r15,%rsi,8)
add    $0x2,%rbp
add    %rdx,%rdi
cmp    %rbp,%rcx
jne    1280 <atax+0x170>
test   $0x1,%r14b
je     1250 <atax+0x140>
jmp    12c8 <atax+0x1b8>
xchg   %ax,%ax
xor    %ebp,%ebp
test   $0x1,%r14b
je     1250 <atax+0x140>
lea    (%r10,%rsi,8),%rdi
mov    %rbp,%rax
imul   %r14,%rax
movsd  (%rdi,%rax,8),%xmm1
mulsd  0x10(%rsp,%rbp,8),%xmm1
addsd  %xmm0,%xmm1
movsd  %xmm1,(%r15,%rsi,8)
jmp    1250 <atax+0x140>
add    $0x10018,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @atax(i32 %0, double* %1, double* %2, double* %3) {
%5 = alloca i32
%6 = alloca double*
%7 = alloca double*
%8 = alloca double*
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca [8192 x double]
store i32 %0, i32* %5
store double* %1, double** %6
store double* %2, double** %7
store double* %3, double** %8
%12 = load i32, i32* %5
%13 = zext i32 %12 to i64
%14 = load i32, i32* %5
%15 = zext i32 %14 to i64
%16 = load i32, i32* %5
%17 = zext i32 %16 to i64
store i32 0, i32* %9
br label %18
18: ; preds = %26, %4
%19 = load i32, i32* %9
%20 = load i32, i32* %5
%21 = icmp slt i32 %19, %20
br i1 %21, label %22, label %29
22: ; preds = %18
%23 = load i32, i32* %9
%24 = sext i32 %23 to i64
%25 = getelementptr inbounds [8192 x double], [8192 x double]* %11, i64 0, i64 %24
store double 0.000000e+00, double* %25
br label %26
26: ; preds = %22
%27 = load i32, i32* %9
%28 = add nsw i32 %27, 1
store i32 %28, i32* %9
br label %18
29: ; preds = %18
store i32 0, i32* %9
br label %30
30: ; preds = %63, %29
%31 = load i32, i32* %9
%32 = load i32, i32* %5
%33 = icmp slt i32 %31, %32
br i1 %33, label %34, label %66
34: ; preds = %30
store i32 0, i32* %10
br label %35
35: ; preds = %59, %34
%36 = load i32, i32* %10
%37 = load i32, i32* %5
%38 = icmp slt i32 %36, %37
br i1 %38, label %39, label %62
39: ; preds = %35
%40 = load double*, double** %6
%41 = load i32, i32* %9
%42 = sext i32 %41 to i64
%43 = mul nsw i64 %42, %13
%44 = getelementptr inbounds double, double* %40, i64 %43
%45 = load i32, i32* %10
%46 = sext i32 %45 to i64
%47 = getelementptr inbounds double, double* %44, i64 %46
%48 = load double, double* %47
%49 = load double*, double** %7
%50 = load i32, i32* %10
%51 = sext i32 %50 to i64
%52 = getelementptr inbounds double, double* %49, i64 %51
%53 = load double, double* %52
%54 = load i32, i32* %9
%55 = sext i32 %54 to i64
%56 = getelementptr inbounds [8192 x double], [8192 x double]* %11, i64 0, i64 %55
%57 = load double, double* %56
%58 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %48, double %53, double %57)
store double %58, double* %56
br label %59
59: ; preds = %39
%60 = load i32, i32* %10
%61 = add nsw i32 %60, 1
store i32 %61, i32* %10
br label %35
62: ; preds = %35
br label %63
63: ; preds = %62
%64 = load i32, i32* %9
%65 = add nsw i32 %64, 1
store i32 %65, i32* %9
br label %30
66: ; preds = %30
store i32 0, i32* %9
br label %67
67: ; preds = %100, %66
%68 = load i32, i32* %9
%69 = load i32, i32* %5
%70 = icmp slt i32 %68, %69
br i1 %70, label %71, label %103
71: ; preds = %67
store i32 0, i32* %10
br label %72
72: ; preds = %96, %71
%73 = load i32, i32* %10
%74 = load i32, i32* %5
%75 = icmp slt i32 %73, %74
br i1 %75, label %76, label %99
76: ; preds = %72
%77 = load double*, double** %6
%78 = load i32, i32* %10
%79 = sext i32 %78 to i64
%80 = mul nsw i64 %79, %13
%81 = getelementptr inbounds double, double* %77, i64 %80
%82 = load i32, i32* %9
%83 = sext i32 %82 to i64
%84 = getelementptr inbounds double, double* %81, i64 %83
%85 = load double, double* %84
%86 = load i32, i32* %10
%87 = sext i32 %86 to i64
%88 = getelementptr inbounds [8192 x double], [8192 x double]* %11, i64 0, i64 %87
%89 = load double, double* %88
%90 = load double*, double** %8
%91 = load i32, i32* %9
%92 = sext i32 %91 to i64
%93 = getelementptr inbounds double, double* %90, i64 %92
%94 = load double, double* %93
%95 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %85, double %89, double %94)
store double %95, double* %93
br label %96
96: ; preds = %76
%97 = load i32, i32* %10
%98 = add nsw i32 %97, 1
store i32 %98, i32* %10
br label %72
99: ; preds = %72
br label %100
100: ; preds = %99
%101 = load i32, i32* %9
%102 = add nsw i32 %101, 1
store i32 %102, i32* %9
br label %67
103: ; preds = %67
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @atax(i32 %0, double* nocapture %1, double* nocapture %2, double* nocapture %3) {
%5 = alloca [8192 x double]
%6 = bitcast [8192 x double]* %5 to i8*
%7 = zext i32 %0 to i64
%8 = icmp sgt i32 %0, 0
br i1 %8, label %9, label %116
9: ; preds = %4
%10 = shl nuw nsw i64 %7, 3
%11 = add nsw i64 %7, -1
%12 = and i64 %7, 3
%13 = icmp ult i64 %11, 3
%14 = and i64 %7, 4294967292
%15 = icmp eq i64 %12, 0
br label %16
16: ; preds = %74, %9
%17 = phi i64 [ 0, %9 ], [ %76, %74 ]
%18 = mul nuw nsw i64 %17, %7
%19 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %18
%20 = getelementptr inbounds [8192 x double], [8192 x double]* %5, i64 0, i64 %17
%21 = load double, double* %20
br i1 %13, label %58, label %28
22: ; preds = %74
br i1 %8, label %23, label %116
23: ; preds = %22
%24 = and i64 %7, 1
%25 = icmp eq i64 %11, 0
%26 = and i64 %7, 4294967294
%27 = icmp eq i64 %24, 0
br label %78
28: ; preds = %16, %28
%29 = phi i64 [ %55, %28 ], [ 0, %16 ]
%30 = phi double [ %54, %28 ], [ %21, %16 ]
%31 = phi i64 [ %56, %28 ], [ 0, %16 ]
%32 = getelementptr inbounds double, double* %19, i64 %29
%33 = load double, double* %32
%34 = getelementptr inbounds double, double* %2, i64 %29
%35 = load double, double* %34
%36 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %33, double %35, double %30)
%37 = or i64 %29, 1
%38 = getelementptr inbounds double, double* %19, i64 %37
%39 = load double, double* %38
%40 = getelementptr inbounds double, double* %2, i64 %37
%41 = load double, double* %40
%42 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %39, double %41, double %36)
%43 = or i64 %29, 2
%44 = getelementptr inbounds double, double* %19, i64 %43
%45 = load double, double* %44
%46 = getelementptr inbounds double, double* %2, i64 %43
%47 = load double, double* %46
%48 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %45, double %47, double %42)
%49 = or i64 %29, 3
%50 = getelementptr inbounds double, double* %19, i64 %49
%51 = load double, double* %50
%52 = getelementptr inbounds double, double* %2, i64 %49
%53 = load double, double* %52
%54 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %51, double %53, double %48)
%55 = add nuw nsw i64 %29, 4
%56 = add i64 %31, 4
%57 = icmp eq i64 %56, %14
br i1 %57, label %58, label %28
58: ; preds = %28, %16
%59 = phi double [ undef, %16 ], [ %54, %28 ]
%60 = phi i64 [ 0, %16 ], [ %55, %28 ]
%61 = phi double [ %21, %16 ], [ %54, %28 ]
br i1 %15, label %74, label %62
62: ; preds = %58, %62
%63 = phi i64 [ %71, %62 ], [ %60, %58 ]
%64 = phi double [ %70, %62 ], [ %61, %58 ]
%65 = phi i64 [ %72, %62 ], [ 0, %58 ]
%66 = getelementptr inbounds double, double* %19, i64 %63
%67 = load double, double* %66
%68 = getelementptr inbounds double, double* %2, i64 %63
%69 = load double, double* %68
%70 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %67, double %69, double %64)
%71 = add nuw nsw i64 %63, 1
%72 = add i64 %65, 1
%73 = icmp eq i64 %72, %12
br i1 %73, label %74, label %62
74: ; preds = %62, %58
%75 = phi double [ %59, %58 ], [ %70, %62 ]
store double %75, double* %20
%76 = add nuw nsw i64 %17, 1
%77 = icmp eq i64 %76, %7
br i1 %77, label %22, label %16
78: ; preds = %23, %113
%79 = phi i64 [ %114, %113 ], [ 0, %23 ]
%80 = getelementptr inbounds double, double* %3, i64 %79
%81 = load double, double* %80
%82 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %79
br i1 %25, label %103, label %83
83: ; preds = %78, %83
%84 = phi double [ %99, %83 ], [ %81, %78 ]
%85 = phi i64 [ %100, %83 ], [ 0, %78 ]
%86 = phi i64 [ %101, %83 ], [ 0, %78 ]
%87 = mul nuw nsw i64 %85, %7
%88 = getelementptr inbounds double, double* %82, i64 %87
%89 = load double, double* %88
%90 = getelementptr inbounds [8192 x double], [8192 x double]* %5, i64 0, i64 %85
%91 = load double, double* %90
%92 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %89, double %91, double %84)
store double %92, double* %80
%93 = or i64 %85, 1
%94 = mul nuw nsw i64 %93, %7
%95 = getelementptr inbounds double, double* %82, i64 %94
%96 = load double, double* %95
%97 = getelementptr inbounds [8192 x double], [8192 x double]* %5, i64 0, i64 %93
%98 = load double, double* %97
%99 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %96, double %98, double %92)
store double %99, double* %80
%100 = add nuw nsw i64 %85, 2
%101 = add i64 %86, 2
%102 = icmp eq i64 %101, %26
br i1 %102, label %103, label %83
103: ; preds = %83, %78
%104 = phi double [ %81, %78 ], [ %99, %83 ]
%105 = phi i64 [ 0, %78 ], [ %100, %83 ]
br i1 %27, label %113, label %106
106: ; preds = %103
%107 = mul nuw nsw i64 %105, %7
%108 = getelementptr inbounds double, double* %82, i64 %107
%109 = load double, double* %108
%110 = getelementptr inbounds [8192 x double], [8192 x double]* %5, i64 0, i64 %105
%111 = load double, double* %110
%112 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %109, double %111, double %104)
store double %112, double* %80
br label %113
113: ; preds = %103, %106
%114 = add nuw nsw i64 %79, 1
%115 = icmp eq i64 %114, %7
br i1 %115, label %116, label %78
116: ; preds = %113, %4, %22
ret void
}