unsigned long long int kernel_cpu_bound(unsigned int trials,
                                        unsigned int sqrt_lim) {
  int i, j, k;
  unsigned long long int sum;
  for (i = 0; i < trials; i++) {
    for (j = 0; j < sqrt_lim; j++) {
      for (k = 0; k < sqrt_lim; k++) {
        sum += i + (k * sqrt_lim) + j;
      }
    }
  }
  return sum;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<kernel_cpu_bound>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %esi,-0x8(%rbp)
movl   $0x0,-0xc(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jae    1190 <kernel_cpu_bound+0x90>
movl   $0x0,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
jae    117d <kernel_cpu_bound+0x7d>
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
jae    116a <kernel_cpu_bound+0x6a>
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
imul   -0x8(%rbp),%ecx
add    %ecx,%eax
add    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,%eax
add    -0x20(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1137 <kernel_cpu_bound+0x37>
jmp    116f <kernel_cpu_bound+0x6f>
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    1124 <kernel_cpu_bound+0x24>
jmp    1182 <kernel_cpu_bound+0x82>
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
jmp    1111 <kernel_cpu_bound+0x11>
mov    -0x20(%rbp),%rax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<kernel_cpu_bound>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
test   %edi,%edi
je     11df <kernel_cpu_bound+0xdf>
mov    %esi,%r10d
lea    -0x1(%r10),%r8
mov    %r10d,%r9d
and    $0x3,%r9d
and    $0xfffffffc,%r10d
lea    (%rsi,%rsi,1),%r11d
lea    0x0(,%rsi,4),%r13d
lea    (%rsi,%rsi,2),%edx
xor    %r14d,%r14d
jmp    114d <kernel_cpu_bound+0x4d>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%r14d
cmp    %edi,%r14d
je     11df <kernel_cpu_bound+0xdf>
test   %esi,%esi
je     1140 <kernel_cpu_bound+0x40>
xor    %r15d,%r15d
mov    %r14d,%r12d
jmp    116d <kernel_cpu_bound+0x6d>
nopl   0x0(%rax)
add    $0x1,%r15d
add    $0x1,%r12d
cmp    %esi,%r15d
je     1140 <kernel_cpu_bound+0x40>
cmp    $0x3,%r8
jae    1180 <kernel_cpu_bound+0x80>
xor    %ebp,%ebp
jmp    11b4 <kernel_cpu_bound+0xb4>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %r12d,%ebx
xor    %ebp,%ebp
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
mov    %ebx,%ecx
add    %rax,%rcx
lea    (%rsi,%rbx,1),%eax
add    %rcx,%rax
lea    (%r11,%rbx,1),%ecx
add    %rax,%rcx
lea    (%rdx,%rbx,1),%eax
add    %rcx,%rax
add    $0x4,%rbp
add    %r13d,%ebx
cmp    %rbp,%r10
jne    1190 <kernel_cpu_bound+0x90>
test   %r9,%r9
je     1160 <kernel_cpu_bound+0x60>
imul   %esi,%ebp
add    %r12d,%ebp
mov    %r9,%rbx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
mov    %ebp,%ecx
add    %rcx,%rax
add    %esi,%ebp
add    $0xffffffffffffffff,%rbx
jne    11d0 <kernel_cpu_bound+0xd0>
jmp    1160 <kernel_cpu_bound+0x60>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define i64 @kernel_cpu_bound(i32 %0, i32 %1) {
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i64
store i32 %0, i32* %3
store i32 %1, i32* %4
store i32 0, i32* %5
br label %9
9: ; preds = %42, %2
%10 = load i32, i32* %5
%11 = load i32, i32* %3
%12 = icmp ult i32 %10, %11
br i1 %12, label %13, label %45
13: ; preds = %9
store i32 0, i32* %6
br label %14
14: ; preds = %38, %13
%15 = load i32, i32* %6
%16 = load i32, i32* %4
%17 = icmp ult i32 %15, %16
br i1 %17, label %18, label %41
18: ; preds = %14
store i32 0, i32* %7
br label %19
19: ; preds = %34, %18
%20 = load i32, i32* %7
%21 = load i32, i32* %4
%22 = icmp ult i32 %20, %21
br i1 %22, label %23, label %37
23: ; preds = %19
%24 = load i32, i32* %5
%25 = load i32, i32* %7
%26 = load i32, i32* %4
%27 = mul i32 %25, %26
%28 = add i32 %24, %27
%29 = load i32, i32* %6
%30 = add i32 %28, %29
%31 = zext i32 %30 to i64
%32 = load i64, i64* %8
%33 = add i64 %32, %31
store i64 %33, i64* %8
br label %34
34: ; preds = %23
%35 = load i32, i32* %7
%36 = add nsw i32 %35, 1
store i32 %36, i32* %7
br label %19
37: ; preds = %19
br label %38
38: ; preds = %37
%39 = load i32, i32* %6
%40 = add nsw i32 %39, 1
store i32 %40, i32* %6
br label %14
41: ; preds = %14
br label %42
42: ; preds = %41
%43 = load i32, i32* %5
%44 = add nsw i32 %43, 1
store i32 %44, i32* %5
br label %9
45: ; preds = %9
%46 = load i64, i64* %8
ret i64 %46
}

LLVM IR (-O2):
define i64 @kernel_cpu_bound(i32 %0, i32 %1) {
%3 = icmp eq i32 %0, 0
br i1 %3, label %73, label %4
4: ; preds = %2
%5 = icmp eq i32 %1, 0
%6 = zext i32 %1 to i64
%7 = add nsw i64 %6, -1
%8 = and i64 %6, 3
%9 = icmp ult i64 %7, 3
%10 = and i64 %6, 4294967292
%11 = icmp eq i64 %8, 0
br label %12
12: ; preds = %4, %69
%13 = phi i64 [ undef, %4 ], [ %70, %69 ]
%14 = phi i32 [ 0, %4 ], [ %71, %69 ]
br i1 %5, label %69, label %15
15: ; preds = %12, %65
%16 = phi i64 [ %66, %65 ], [ %13, %12 ]
%17 = phi i32 [ %67, %65 ], [ 0, %12 ]
%18 = add nuw i32 %17, %14
br i1 %9, label %49, label %19
19: ; preds = %15, %19
%20 = phi i64 [ %46, %19 ], [ 0, %15 ]
%21 = phi i64 [ %45, %19 ], [ %16, %15 ]
%22 = phi i64 [ %47, %19 ], [ 0, %15 ]
%23 = trunc i64 %20 to i32
%24 = mul i32 %23, %1
%25 = add i32 %18, %24
%26 = zext i32 %25 to i64
%27 = add i64 %21, %26
%28 = trunc i64 %20 to i32
%29 = or i32 %28, 1
%30 = mul i32 %29, %1
%31 = add i32 %18, %30
%32 = zext i32 %31 to i64
%33 = add i64 %27, %32
%34 = trunc i64 %20 to i32
%35 = or i32 %34, 2
%36 = mul i32 %35, %1
%37 = add i32 %18, %36
%38 = zext i32 %37 to i64
%39 = add i64 %33, %38
%40 = trunc i64 %20 to i32
%41 = or i32 %40, 3
%42 = mul i32 %41, %1
%43 = add i32 %18, %42
%44 = zext i32 %43 to i64
%45 = add i64 %39, %44
%46 = add nuw nsw i64 %20, 4
%47 = add i64 %22, 4
%48 = icmp eq i64 %47, %10
br i1 %48, label %49, label %19
49: ; preds = %19, %15
%50 = phi i64 [ undef, %15 ], [ %45, %19 ]
%51 = phi i64 [ 0, %15 ], [ %46, %19 ]
%52 = phi i64 [ %16, %15 ], [ %45, %19 ]
br i1 %11, label %65, label %53
53: ; preds = %49, %53
%54 = phi i64 [ %62, %53 ], [ %51, %49 ]
%55 = phi i64 [ %61, %53 ], [ %52, %49 ]
%56 = phi i64 [ %63, %53 ], [ 0, %49 ]
%57 = trunc i64 %54 to i32
%58 = mul i32 %57, %1
%59 = add i32 %18, %58
%60 = zext i32 %59 to i64
%61 = add i64 %55, %60
%62 = add nuw nsw i64 %54, 1
%63 = add i64 %56, 1
%64 = icmp eq i64 %63, %8
br i1 %64, label %65, label %53
65: ; preds = %53, %49
%66 = phi i64 [ %50, %49 ], [ %61, %53 ]
%67 = add nuw nsw i32 %17, 1
%68 = icmp eq i32 %67, %1
br i1 %68, label %69, label %15
69: ; preds = %65, %12
%70 = phi i64 [ %13, %12 ], [ %66, %65 ]
%71 = add nuw nsw i32 %14, 1
%72 = icmp eq i32 %71, %0
br i1 %72, label %73, label %12
73: ; preds = %69, %2
%74 = phi i64 [ undef, %2 ], [ %70, %69 ]
ret i64 %74
}