void matinv(double *a, int n, int n_large) {
  int ipiv, irow, icol;
  double pivot;
  double npivot;
  for (ipiv = 0; ipiv < n; ipiv++) {
    pivot = 1.0 / *(a + ipiv * n_large + ipiv);
    npivot = -pivot;
    for (irow = 0; irow < n; irow++) {
      for (icol = 0; icol < n; icol++) {
        if (irow != ipiv && icol != ipiv) {
          *(a + irow * n_large + icol) -= *(a + ipiv * n_large + icol) *
                                          *(a + irow * n_large + ipiv) * pivot;
        }
      }
    }
    for (icol = 0; icol < n; icol++) {
      if (ipiv != icol)
        *(a + ipiv * n_large + icol) *= npivot;
    }
    for (irow = 0; irow < n; irow++) {
      if (ipiv != irow)
        *(a + irow * n_large + ipiv) *= pivot;
    }
    *(a + ipiv * n_large + ipiv) = pivot;
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<matinv>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    1339 <matinv+0x239>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
imul   -0x10(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
shl    $0x3,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
movsd  0xebe(%rip),%xmm0
divsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x28(%rbp)
movsd  -0x28(%rbp),%xmm0
movq   %xmm0,%rax
movabs $0x8000000000000000,%rcx
xor    %rcx,%rax
movq   %rax,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x30(%rbp)
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    1254 <matinv+0x154>
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    1241 <matinv+0x141>
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
je     122e <matinv+0x12e>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
je     122e <matinv+0x12e>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
imul   -0x10(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
shl    $0x3,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
imul   -0x10(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
shl    $0x3,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mulsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
movsd  -0x28(%rbp),%xmm2
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
imul   -0x10(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
shl    $0x3,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm1
movq   %xmm0,%rdx
movabs $0x8000000000000000,%rsi
xor    %rsi,%rdx
movq   %rdx,%xmm0
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
jmp    1233 <matinv+0x133>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1187 <matinv+0x87>
jmp    1246 <matinv+0x146>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    1174 <matinv+0x74>
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    12ae <matinv+0x1ae>
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
je     129b <matinv+0x19b>
movsd  -0x30(%rbp),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
imul   -0x10(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
shl    $0x3,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mulsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
jmp    12a0 <matinv+0x1a0>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    125b <matinv+0x15b>
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    1308 <matinv+0x208>
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
je     12f5 <matinv+0x1f5>
movsd  -0x28(%rbp),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
imul   -0x10(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
shl    $0x3,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mulsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
jmp    12fa <matinv+0x1fa>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    12b5 <matinv+0x1b5>
movsd  -0x28(%rbp),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
imul   -0x10(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
shl    $0x3,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1115 <matinv+0x15>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<matinv>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
test   %esi,%esi
jle    12ff <matinv+0x1ff>
movslq %edx,%r10
mov    %esi,%ecx
lea    -0x1(%rcx),%r8
mov    %ecx,%r15d
and    $0xfffffffe,%r15d
lea    0x0(,%r10,8),%r12
mov    %r10,%r9
shl    $0x4,%r9
xor    %eax,%eax
movsd  0xec5(%rip),%xmm0
movapd 0xecd(%rip),%xmm1
mov    %rdi,%r11
mov    %rdi,%r13
jmp    116a <matinv+0x6a>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movsd  %xmm2,(%r14,%rax,8)
add    $0x1,%rax
add    %r12,%r13
add    $0x8,%r11
cmp    %rcx,%rax
je     12ff <matinv+0x1ff>
mov    %rax,%rdx
imul   %r10,%rdx
lea    (%rdi,%rdx,8),%r14
movapd %xmm0,%xmm2
divsd  (%r14,%rax,8),%xmm2
movapd %xmm2,%xmm3
xorpd  %xmm1,%xmm3
mov    %rdi,%rsi
xor    %edx,%edx
jmp    119c <matinv+0x9c>
xchg   %ax,%ax
add    $0x1,%rdx
add    %r12,%rsi
cmp    %rcx,%rdx
je     11f0 <matinv+0xf0>
mov    %rdx,%rbx
imul   %r10,%rbx
lea    (%rdi,%rbx,8),%rbx
xor    %ebp,%ebp
jmp    11b9 <matinv+0xb9>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%rbp
cmp    %rbp,%rcx
je     1190 <matinv+0x90>
cmp    %rax,%rdx
je     11b0 <matinv+0xb0>
cmp    %rbp,%rax
je     11b0 <matinv+0xb0>
movsd  (%rbx,%rax,8),%xmm4
mulsd  0x0(%r13,%rbp,8),%xmm4
movsd  (%rsi,%rbp,8),%xmm5
mulsd  %xmm2,%xmm4
subsd  %xmm4,%xmm5
movsd  %xmm5,(%rsi,%rbp,8)
jmp    11b0 <matinv+0xb0>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
test   %r8,%r8
je     1250 <matinv+0x150>
xor    %esi,%esi
jmp    1209 <matinv+0x109>
nopl   0x0(%rax)
add    $0x1,%rsi
cmp    %r15,%rsi
je     1240 <matinv+0x140>
mov    %rsi,%rdx
cmp    %rsi,%rax
je     1223 <matinv+0x123>
movsd  0x0(%r13,%rdx,8),%xmm4
mulsd  %xmm3,%xmm4
movsd  %xmm4,0x0(%r13,%rdx,8)
lea    0x1(%rdx),%rsi
cmp    %rsi,%rax
je     1200 <matinv+0x100>
movsd  0x8(%r13,%rdx,8),%xmm4
mulsd  %xmm3,%xmm4
movsd  %xmm4,0x8(%r13,%rdx,8)
jmp    1200 <matinv+0x100>
add    $0x2,%rdx
test   $0x1,%cl
jne    1257 <matinv+0x157>
jmp    1268 <matinv+0x168>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
xor    %edx,%edx
test   $0x1,%cl
je     1268 <matinv+0x168>
cmp    %rdx,%rax
je     1268 <matinv+0x168>
mulsd  (%r14,%rdx,8),%xmm3
movsd  %xmm3,(%r14,%rdx,8)
test   %r8,%r8
je     12d0 <matinv+0x1d0>
mov    %r11,%rdx
xor    %ebx,%ebx
jmp    128c <matinv+0x18c>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
add    %r9,%rdx
add    $0x1,%rbx
cmp    %r15,%rbx
je     12c0 <matinv+0x1c0>
mov    %rbx,%rsi
cmp    %rbx,%rax
je     12a0 <matinv+0x1a0>
movsd  (%rdx),%xmm3
mulsd  %xmm2,%xmm3
movsd  %xmm3,(%rdx)
lea    0x1(%rsi),%rbx
cmp    %rbx,%rax
je     1280 <matinv+0x180>
movsd  (%rdx,%r12,1),%xmm3
mulsd  %xmm2,%xmm3
movsd  %xmm3,(%rdx,%r12,1)
jmp    1280 <matinv+0x180>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x2,%rsi
test   $0x1,%cl
jne    12db <matinv+0x1db>
jmp    1150 <matinv+0x50>
xchg   %ax,%ax
xor    %esi,%esi
test   $0x1,%cl
je     1150 <matinv+0x50>
cmp    %rsi,%rax
je     1150 <matinv+0x50>
lea    (%rdi,%rax,8),%rdx
imul   %r10,%rsi
movsd  (%rdx,%rsi,8),%xmm3
mulsd  %xmm2,%xmm3
movsd  %xmm3,(%rdx,%rsi,8)
jmp    1150 <matinv+0x50>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @matinv(double* %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = alloca double*
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca double
%11 = alloca double
store double* %0, double** %4
store i32 %1, i32* %5
store i32 %2, i32* %6
store i32 0, i32* %7
br label %12
12: ; preds = %153, %3
%13 = load i32, i32* %7
%14 = load i32, i32* %5
%15 = icmp slt i32 %13, %14
br i1 %15, label %16, label %156
16: ; preds = %12
%17 = load double*, double** %4
%18 = load i32, i32* %7
%19 = load i32, i32* %6
%20 = mul nsw i32 %18, %19
%21 = sext i32 %20 to i64
%22 = getelementptr inbounds double, double* %17, i64 %21
%23 = load i32, i32* %7
%24 = sext i32 %23 to i64
%25 = getelementptr inbounds double, double* %22, i64 %24
%26 = load double, double* %25
%27 = fdiv double 1.000000e+00, %26
store double %27, double* %10
%28 = load double, double* %10
%29 = fneg double %28
store double %29, double* %11
store i32 0, i32* %8
br label %30
30: ; preds = %87, %16
%31 = load i32, i32* %8
%32 = load i32, i32* %5
%33 = icmp slt i32 %31, %32
br i1 %33, label %34, label %90
34: ; preds = %30
store i32 0, i32* %9
br label %35
35: ; preds = %83, %34
%36 = load i32, i32* %9
%37 = load i32, i32* %5
%38 = icmp slt i32 %36, %37
br i1 %38, label %39, label %86
39: ; preds = %35
%40 = load i32, i32* %8
%41 = load i32, i32* %7
%42 = icmp ne i32 %40, %41
br i1 %42, label %43, label %82
43: ; preds = %39
%44 = load i32, i32* %9
%45 = load i32, i32* %7
%46 = icmp ne i32 %44, %45
br i1 %46, label %47, label %82
47: ; preds = %43
%48 = load double*, double** %4
%49 = load i32, i32* %7
%50 = load i32, i32* %6
%51 = mul nsw i32 %49, %50
%52 = sext i32 %51 to i64
%53 = getelementptr inbounds double, double* %48, i64 %52
%54 = load i32, i32* %9
%55 = sext i32 %54 to i64
%56 = getelementptr inbounds double, double* %53, i64 %55
%57 = load double, double* %56
%58 = load double*, double** %4
%59 = load i32, i32* %8
%60 = load i32, i32* %6
%61 = mul nsw i32 %59, %60
%62 = sext i32 %61 to i64
%63 = getelementptr inbounds double, double* %58, i64 %62
%64 = load i32, i32* %7
%65 = sext i32 %64 to i64
%66 = getelementptr inbounds double, double* %63, i64 %65
%67 = load double, double* %66
%68 = fmul double %57, %67
%69 = load double, double* %10
%70 = load double*, double** %4
%71 = load i32, i32* %8
%72 = load i32, i32* %6
%73 = mul nsw i32 %71, %72
%74 = sext i32 %73 to i64
%75 = getelementptr inbounds double, double* %70, i64 %74
%76 = load i32, i32* %9
%77 = sext i32 %76 to i64
%78 = getelementptr inbounds double, double* %75, i64 %77
%79 = load double, double* %78
%80 = fneg double %68
%81 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %80, double %69, double %79)
store double %81, double* %78
br label %82
82: ; preds = %47, %43, %39
br label %83
83: ; preds = %82
%84 = load i32, i32* %9
%85 = add nsw i32 %84, 1
store i32 %85, i32* %9
br label %35
86: ; preds = %35
br label %87
87: ; preds = %86
%88 = load i32, i32* %8
%89 = add nsw i32 %88, 1
store i32 %89, i32* %8
br label %30
90: ; preds = %30
store i32 0, i32* %9
br label %91
91: ; preds = %113, %90
%92 = load i32, i32* %9
%93 = load i32, i32* %5
%94 = icmp slt i32 %92, %93
br i1 %94, label %95, label %116
95: ; preds = %91
%96 = load i32, i32* %7
%97 = load i32, i32* %9
%98 = icmp ne i32 %96, %97
br i1 %98, label %99, label %112
99: ; preds = %95
%100 = load double, double* %11
%101 = load double*, double** %4
%102 = load i32, i32* %7
%103 = load i32, i32* %6
%104 = mul nsw i32 %102, %103
%105 = sext i32 %104 to i64
%106 = getelementptr inbounds double, double* %101, i64 %105
%107 = load i32, i32* %9
%108 = sext i32 %107 to i64
%109 = getelementptr inbounds double, double* %106, i64 %108
%110 = load double, double* %109
%111 = fmul double %110, %100
store double %111, double* %109
br label %112
112: ; preds = %99, %95
br label %113
113: ; preds = %112
%114 = load i32, i32* %9
%115 = add nsw i32 %114, 1
store i32 %115, i32* %9
br label %91
116: ; preds = %91
store i32 0, i32* %8
br label %117
117: ; preds = %139, %116
%118 = load i32, i32* %8
%119 = load i32, i32* %5
%120 = icmp slt i32 %118, %119
br i1 %120, label %121, label %142
121: ; preds = %117
%122 = load i32, i32* %7
%123 = load i32, i32* %8
%124 = icmp ne i32 %122, %123
br i1 %124, label %125, label %138
125: ; preds = %121
%126 = load double, double* %10
%127 = load double*, double** %4
%128 = load i32, i32* %8
%129 = load i32, i32* %6
%130 = mul nsw i32 %128, %129
%131 = sext i32 %130 to i64
%132 = getelementptr inbounds double, double* %127, i64 %131
%133 = load i32, i32* %7
%134 = sext i32 %133 to i64
%135 = getelementptr inbounds double, double* %132, i64 %134
%136 = load double, double* %135
%137 = fmul double %136, %126
store double %137, double* %135
br label %138
138: ; preds = %125, %121
br label %139
139: ; preds = %138
%140 = load i32, i32* %8
%141 = add nsw i32 %140, 1
store i32 %141, i32* %8
br label %117
142: ; preds = %117
%143 = load double, double* %10
%144 = load double*, double** %4
%145 = load i32, i32* %7
%146 = load i32, i32* %6
%147 = mul nsw i32 %145, %146
%148 = sext i32 %147 to i64
%149 = getelementptr inbounds double, double* %144, i64 %148
%150 = load i32, i32* %7
%151 = sext i32 %150 to i64
%152 = getelementptr inbounds double, double* %149, i64 %151
store double %143, double* %152
br label %153
153: ; preds = %142
%154 = load i32, i32* %7
%155 = add nsw i32 %154, 1
store i32 %155, i32* %7
br label %12
156: ; preds = %12
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @matinv(double* nocapture %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %4, label %5, label %113
5: ; preds = %3
%6 = sext i32 %2 to i64
%7 = zext i32 %1 to i64
%8 = add nsw i64 %7, -1
%9 = and i64 %7, 1
%10 = icmp eq i64 %8, 0
%11 = and i64 %7, 4294967294
%12 = icmp eq i64 %9, 0
%13 = and i64 %7, 1
%14 = icmp eq i64 %8, 0
%15 = and i64 %7, 4294967294
%16 = icmp eq i64 %13, 0
br label %17
17: ; preds = %110, %5
%18 = phi i64 [ 0, %5 ], [ %111, %110 ]
%19 = mul nsw i64 %18, %6
%20 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %19
%21 = getelementptr inbounds double, double* %20, i64 %18
%22 = load double, double* %21
%23 = fdiv double 1.000000e+00, %22
%24 = fneg double %23
br label %25
25: ; preds = %47, %17
%26 = phi i64 [ 0, %17 ], [ %48, %47 ]
%27 = icmp eq i64 %26, %18
%28 = mul nsw i64 %26, %6
%29 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %28
%30 = getelementptr inbounds double, double* %29, i64 %18
br label %31
31: ; preds = %25, %44
%32 = phi i64 [ 0, %25 ], [ %45, %44 ]
%33 = icmp eq i64 %32, %18
%34 = select i1 %27, i1 true, i1 %33
br i1 %34, label %44, label %35
35: ; preds = %31
%36 = getelementptr inbounds double, double* %20, i64 %32
%37 = load double, double* %36
%38 = load double, double* %30
%39 = getelementptr inbounds double, double* %29, i64 %32
%40 = load double, double* %39
%41 = fneg double %37
%42 = fmul double %38, %41
%43 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %42, double %23, double %40)
store double %43, double* %39
br label %44
44: ; preds = %31, %35
%45 = add nuw nsw i64 %32, 1
%46 = icmp eq i64 %45, %7
br i1 %46, label %47, label %31
47: ; preds = %44
%48 = add nuw nsw i64 %26, 1
%49 = icmp eq i64 %48, %7
br i1 %49, label %50, label %25
50: ; preds = %47
br i1 %10, label %51, label %61
51: ; preds = %76, %50
%52 = phi i64 [ 0, %50 ], [ %77, %76 ]
%53 = icmp eq i64 %18, %52
%54 = select i1 %12, i1 true, i1 %53
br i1 %54, label %59, label %55
55: ; preds = %51
%56 = getelementptr inbounds double, double* %20, i64 %52
%57 = load double, double* %56
%58 = fmul double %57, %24
store double %58, double* %56
br label %59
59: ; preds = %55, %51
%60 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %18
br i1 %14, label %101, label %80
61: ; preds = %50, %76
%62 = phi i64 [ %77, %76 ], [ 0, %50 ]
%63 = phi i64 [ %78, %76 ], [ 0, %50 ]
%64 = icmp eq i64 %18, %62
br i1 %64, label %69, label %65
65: ; preds = %61
%66 = getelementptr inbounds double, double* %20, i64 %62
%67 = load double, double* %66
%68 = fmul double %67, %24
store double %68, double* %66
br label %69
69: ; preds = %61, %65
%70 = or i64 %62, 1
%71 = icmp eq i64 %18, %70
br i1 %71, label %76, label %72
72: ; preds = %69
%73 = getelementptr inbounds double, double* %20, i64 %70
%74 = load double, double* %73
%75 = fmul double %74, %24
store double %75, double* %73
br label %76
76: ; preds = %72, %69
%77 = add nuw nsw i64 %62, 2
%78 = add i64 %63, 2
%79 = icmp eq i64 %78, %11
br i1 %79, label %51, label %61
80: ; preds = %59, %97
%81 = phi i64 [ %98, %97 ], [ 0, %59 ]
%82 = phi i64 [ %99, %97 ], [ 0, %59 ]
%83 = icmp eq i64 %18, %81
br i1 %83, label %89, label %84
84: ; preds = %80
%85 = mul nsw i64 %81, %6
%86 = getelementptr inbounds double, double* %60, i64 %85
%87 = load double, double* %86
%88 = fmul double %23, %87
store double %88, double* %86
br label %89
89: ; preds = %80, %84
%90 = or i64 %81, 1
%91 = icmp eq i64 %18, %90
br i1 %91, label %97, label %92
92: ; preds = %89
%93 = mul nsw i64 %90, %6
%94 = getelementptr inbounds double, double* %60, i64 %93
%95 = load double, double* %94
%96 = fmul double %23, %95
store double %96, double* %94
br label %97
97: ; preds = %92, %89
%98 = add nuw nsw i64 %81, 2
%99 = add i64 %82, 2
%100 = icmp eq i64 %99, %15
br i1 %100, label %101, label %80
101: ; preds = %97, %59
%102 = phi i64 [ 0, %59 ], [ %98, %97 ]
%103 = icmp eq i64 %18, %102
%104 = select i1 %16, i1 true, i1 %103
br i1 %104, label %110, label %105
105: ; preds = %101
%106 = mul nsw i64 %102, %6
%107 = getelementptr inbounds double, double* %60, i64 %106
%108 = load double, double* %107
%109 = fmul double %23, %108
store double %109, double* %107
br label %110
110: ; preds = %105, %101
store double %23, double* %21
%111 = add nuw nsw i64 %18, 1
%112 = icmp eq i64 %111, %7
br i1 %112, label %113, label %17
113: ; preds = %110, %3
ret void
}