double f1_asm(double **P, int Ng) {
  int i, j;
  double sum = 0;
  for (i = 0; i < Ng; ++i)
    for (j = 0; j < Ng; ++j)
      sum += P[i][j] * P[i][j];
  return sum;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<f1_asm>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    1196 <f1_asm+0x96>
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    1183 <f1_asm+0x83>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
movsd  -0x20(%rbp),%xmm1
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x20(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    112d <f1_asm+0x2d>
jmp    1188 <f1_asm+0x88>
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    111a <f1_asm+0x1a>
movsd  -0x20(%rbp),%xmm0
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<f1_asm>:
test   %esi,%esi
jle    11bc <f1_asm+0xbc>
mov    %esi,%r9d
lea    -0x1(%r9),%r8
mov    %r9d,%edx
and    $0x3,%edx
mov    %r9d,%esi
and    $0xfffffffc,%esi
xorpd  %xmm0,%xmm0
xor    %r10d,%r10d
jmp    113d <f1_asm+0x3d>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
add    $0x1,%r10
cmp    %r9,%r10
je     11bb <f1_asm+0xbb>
mov    (%rdi,%r10,8),%rax
xor    %ecx,%ecx
cmp    $0x3,%r8
jb     1190 <f1_asm+0x90>
nopl   0x0(%rax)
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm1
movsd  0x8(%rax,%rcx,8),%xmm2
mulsd  %xmm1,%xmm1
addsd  %xmm0,%xmm1
mulsd  %xmm2,%xmm2
addsd  %xmm1,%xmm2
movsd  0x10(%rax,%rcx,8),%xmm1
mulsd  %xmm1,%xmm1
addsd  %xmm2,%xmm1
movsd  0x18(%rax,%rcx,8),%xmm0
mulsd  %xmm0,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
add    $0x4,%rcx
cmp    %rcx,%rsi
jne    1150 <f1_asm+0x50>
test   %rdx,%rdx
je     1130 <f1_asm+0x30>
lea    (%rax,%rcx,8),%rax
xor    %ecx,%ecx
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm1
mulsd  %xmm1,%xmm1
addsd  %xmm1,%xmm0
add    $0x1,%rcx
cmp    %rcx,%rdx
jne    11a0 <f1_asm+0xa0>
jmp    1130 <f1_asm+0x30>
ret
xorps  %xmm0,%xmm0
ret

LLVM IR (-O0):
define double @f1_asm(double** %0, i32 %1) {
%3 = alloca double**
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca double
store double** %0, double*** %3
store i32 %1, i32* %4
store double 0.000000e+00, double* %7
store i32 0, i32* %5
br label %8
8: ; preds = %42, %2
%9 = load i32, i32* %5
%10 = load i32, i32* %4
%11 = icmp slt i32 %9, %10
br i1 %11, label %12, label %45
12: ; preds = %8
store i32 0, i32* %6
br label %13
13: ; preds = %38, %12
%14 = load i32, i32* %6
%15 = load i32, i32* %4
%16 = icmp slt i32 %14, %15
br i1 %16, label %17, label %41
17: ; preds = %13
%18 = load double**, double*** %3
%19 = load i32, i32* %5
%20 = sext i32 %19 to i64
%21 = getelementptr inbounds double*, double** %18, i64 %20
%22 = load double*, double** %21
%23 = load i32, i32* %6
%24 = sext i32 %23 to i64
%25 = getelementptr inbounds double, double* %22, i64 %24
%26 = load double, double* %25
%27 = load double**, double*** %3
%28 = load i32, i32* %5
%29 = sext i32 %28 to i64
%30 = getelementptr inbounds double*, double** %27, i64 %29
%31 = load double*, double** %30
%32 = load i32, i32* %6
%33 = sext i32 %32 to i64
%34 = getelementptr inbounds double, double* %31, i64 %33
%35 = load double, double* %34
%36 = load double, double* %7
%37 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %26, double %35, double %36)
store double %37, double* %7
br label %38
38: ; preds = %17
%39 = load i32, i32* %6
%40 = add nsw i32 %39, 1
store i32 %40, i32* %6
br label %13
41: ; preds = %13
br label %42
42: ; preds = %41
%43 = load i32, i32* %5
%44 = add nsw i32 %43, 1
store i32 %44, i32* %5
br label %8
45: ; preds = %8
%46 = load double, double* %7
ret double %46
}

LLVM IR (-O2):
define double @f1_asm(double** nocapture %0, i32 %1) {
%3 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %3, label %4, label %56
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
%9 = and i64 %5, 4294967292
%10 = icmp eq i64 %7, 0
br label %11
11: ; preds = %52, %4
%12 = phi i64 [ 0, %4 ], [ %54, %52 ]
%13 = phi double [ 0.000000e+00, %4 ], [ %53, %52 ]
%14 = getelementptr inbounds double*, double** %0, i64 %12
%15 = load double*, double** %14
br i1 %8, label %38, label %16
16: ; preds = %11, %16
%17 = phi i64 [ %35, %16 ], [ 0, %11 ]
%18 = phi double [ %34, %16 ], [ %13, %11 ]
%19 = phi i64 [ %36, %16 ], [ 0, %11 ]
%20 = getelementptr inbounds double, double* %15, i64 %17
%21 = load double, double* %20
%22 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %21, double %21, double %18)
%23 = or i64 %17, 1
%24 = getelementptr inbounds double, double* %15, i64 %23
%25 = load double, double* %24
%26 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %25, double %25, double %22)
%27 = or i64 %17, 2
%28 = getelementptr inbounds double, double* %15, i64 %27
%29 = load double, double* %28
%30 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %29, double %29, double %26)
%31 = or i64 %17, 3
%32 = getelementptr inbounds double, double* %15, i64 %31
%33 = load double, double* %32
%34 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %33, double %33, double %30)
%35 = add nuw nsw i64 %17, 4
%36 = add i64 %19, 4
%37 = icmp eq i64 %36, %9
br i1 %37, label %38, label %16
38: ; preds = %16, %11
%39 = phi double [ undef, %11 ], [ %34, %16 ]
%40 = phi i64 [ 0, %11 ], [ %35, %16 ]
%41 = phi double [ %13, %11 ], [ %34, %16 ]
br i1 %10, label %52, label %42
42: ; preds = %38, %42
%43 = phi i64 [ %49, %42 ], [ %40, %38 ]
%44 = phi double [ %48, %42 ], [ %41, %38 ]
%45 = phi i64 [ %50, %42 ], [ 0, %38 ]
%46 = getelementptr inbounds double, double* %15, i64 %43
%47 = load double, double* %46
%48 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %47, double %47, double %44)
%49 = add nuw nsw i64 %43, 1
%50 = add i64 %45, 1
%51 = icmp eq i64 %50, %7
br i1 %51, label %52, label %42
52: ; preds = %42, %38
%53 = phi double [ %39, %38 ], [ %48, %42 ]
%54 = add nuw nsw i64 %12, 1
%55 = icmp eq i64 %54, %5
br i1 %55, label %56, label %11
56: ; preds = %52, %2
%57 = phi double [ 0.000000e+00, %2 ], [ %53, %52 ]
ret double %57
}