int trace(int **m, int sz) {
  int i, sum;
  sum = 0;
  for (i = 0; i < sz; i++)
    sum += m[i][i];
  return sum;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<trace>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
movl   $0x0,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    114c <trace+0x4c>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
add    -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    1119 <trace+0x19>
mov    -0x14(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<trace>:
test   %esi,%esi
jle    111d <trace+0x1d>
mov    %esi,%r8d
lea    -0x1(%r8),%rax
mov    %r8d,%ecx
and    $0x3,%ecx
cmp    $0x3,%rax
jae    1120 <trace+0x20>
xor    %edx,%edx
xor    %eax,%eax
jmp    115c <trace+0x5c>
xor    %eax,%eax
ret
and    $0xfffffffc,%r8d
xor    %edx,%edx
xor    %eax,%eax
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    (%rdi,%rdx,8),%rsi
mov    0x8(%rdi,%rdx,8),%r9
add    (%rsi,%rdx,4),%eax
add    0x4(%r9,%rdx,4),%eax
mov    0x10(%rdi,%rdx,8),%rsi
add    0x8(%rsi,%rdx,4),%eax
mov    0x18(%rdi,%rdx,8),%rsi
add    0xc(%rsi,%rdx,4),%eax
add    $0x4,%rdx
cmp    %rdx,%r8
jne    1130 <trace+0x30>
test   %rcx,%rcx
je     1181 <trace+0x81>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    (%rdi,%rdx,8),%rsi
add    (%rsi,%rdx,4),%eax
add    $0x1,%rdx
add    $0xffffffffffffffff,%rcx
jne    1170 <trace+0x70>
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @trace(i32** %0, i32 %1) {
%3 = alloca i32**
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
store i32** %0, i32*** %3
store i32 %1, i32* %4
store i32 0, i32* %6
store i32 0, i32* %5
br label %7
7: ; preds = %23, %2
%8 = load i32, i32* %5
%9 = load i32, i32* %4
%10 = icmp slt i32 %8, %9
br i1 %10, label %11, label %26
11: ; preds = %7
%12 = load i32**, i32*** %3
%13 = load i32, i32* %5
%14 = sext i32 %13 to i64
%15 = getelementptr inbounds i32*, i32** %12, i64 %14
%16 = load i32*, i32** %15
%17 = load i32, i32* %5
%18 = sext i32 %17 to i64
%19 = getelementptr inbounds i32, i32* %16, i64 %18
%20 = load i32, i32* %19
%21 = load i32, i32* %6
%22 = add nsw i32 %21, %20
store i32 %22, i32* %6
br label %23
23: ; preds = %11
%24 = load i32, i32* %5
%25 = add nsw i32 %24, 1
store i32 %25, i32* %5
br label %7
26: ; preds = %7
%27 = load i32, i32* %6
ret i32 %27
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @trace(i32** nocapture %0, i32 %1) {
%3 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %3, label %4, label %58
4: ; preds = %2
%5 = zext i32 %1 to i64
%6 = add nsw i64 %5, -1
%7 = and i64 %5, 3
%8 = icmp ult i64 %6, 3
br i1 %8, label %41, label %9
9: ; preds = %4
%10 = and i64 %5, 4294967292
br label %11
11: ; preds = %11, %9
%12 = phi i64 [ 0, %9 ], [ %38, %11 ]
%13 = phi i32 [ 0, %9 ], [ %37, %11 ]
%14 = phi i64 [ 0, %9 ], [ %39, %11 ]
%15 = getelementptr inbounds i32*, i32** %0, i64 %12
%16 = load i32*, i32** %15
%17 = getelementptr inbounds i32, i32* %16, i64 %12
%18 = load i32, i32* %17
%19 = add nsw i32 %18, %13
%20 = or i64 %12, 1
%21 = getelementptr inbounds i32*, i32** %0, i64 %20
%22 = load i32*, i32** %21
%23 = getelementptr inbounds i32, i32* %22, i64 %20
%24 = load i32, i32* %23
%25 = add nsw i32 %24, %19
%26 = or i64 %12, 2
%27 = getelementptr inbounds i32*, i32** %0, i64 %26
%28 = load i32*, i32** %27
%29 = getelementptr inbounds i32, i32* %28, i64 %26
%30 = load i32, i32* %29
%31 = add nsw i32 %30, %25
%32 = or i64 %12, 3
%33 = getelementptr inbounds i32*, i32** %0, i64 %32
%34 = load i32*, i32** %33
%35 = getelementptr inbounds i32, i32* %34, i64 %32
%36 = load i32, i32* %35
%37 = add nsw i32 %36, %31
%38 = add nuw nsw i64 %12, 4
%39 = add i64 %14, 4
%40 = icmp eq i64 %39, %10
br i1 %40, label %41, label %11
41: ; preds = %11, %4
%42 = phi i32 [ undef, %4 ], [ %37, %11 ]
%43 = phi i64 [ 0, %4 ], [ %38, %11 ]
%44 = phi i32 [ 0, %4 ], [ %37, %11 ]
%45 = icmp eq i64 %7, 0
br i1 %45, label %58, label %46
46: ; preds = %41, %46
%47 = phi i64 [ %55, %46 ], [ %43, %41 ]
%48 = phi i32 [ %54, %46 ], [ %44, %41 ]
%49 = phi i64 [ %56, %46 ], [ 0, %41 ]
%50 = getelementptr inbounds i32*, i32** %0, i64 %47
%51 = load i32*, i32** %50
%52 = getelementptr inbounds i32, i32* %51, i64 %47
%53 = load i32, i32* %52
%54 = add nsw i32 %53, %48
%55 = add nuw nsw i64 %47, 1
%56 = add i64 %49, 1
%57 = icmp eq i64 %56, %7
br i1 %57, label %58, label %46
58: ; preds = %41, %46, %2
%59 = phi i32 [ 0, %2 ], [ %42, %41 ], [ %54, %46 ]
ret i32 %59
}