int loop1(int k) {
  unsigned int i;
  unsigned int j;
  int a[100][100], b[100][100], c[100][100], d[100][100];
  a[0][0] = k;
  for (i = 1; i < 100; i++)
    for (j = 1; j < (100 - 1); j++) {
      a[i][j] = k * i;
      b[i][j] = a[i][j - 1] + k;
      c[i][j] = b[i][j] + a[i][j + 1];
      d[i][j] = c[i][j] + k + i;
    }
  return a[100 - 1][100 - 1] + b[100 - 1][100 - 1] + c[100 - 1][100 - 1] +
         d[100 - 1][100 - 1];
}


x86 assembly (clang, -O0):
<loop1>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x27090,%rsp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x9c50(%rbp)
movl   $0x1,-0x8(%rbp)
cmpl   $0x64,-0x8(%rbp)
jae    1254 <loop1+0x154>
movl   $0x1,-0xc(%rbp)
cmpl   $0x63,-0xc(%rbp)
jae    1241 <loop1+0x141>
mov    -0x4(%rbp),%edx
imul   -0x8(%rbp),%edx
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    %eax,%ecx
lea    -0x9c50(%rbp),%rax
imul   $0x190,%rcx,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    %eax,%ecx
lea    -0x9c50(%rbp),%rax
imul   $0x190,%rcx,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
mov    %ecx,%ecx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
add    -0x4(%rbp),%edx
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    %eax,%ecx
lea    -0x13890(%rbp),%rax
imul   $0x190,%rcx,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    %eax,%ecx
lea    -0x13890(%rbp),%rax
imul   $0x190,%rcx,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    %eax,%ecx
lea    -0x9c50(%rbp),%rax
imul   $0x190,%rcx,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
mov    %ecx,%ecx
add    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    %eax,%ecx
lea    -0x1d4d0(%rbp),%rax
imul   $0x190,%rcx,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    %eax,%ecx
lea    -0x1d4d0(%rbp),%rax
imul   $0x190,%rcx,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
add    -0x4(%rbp),%edx
add    -0x8(%rbp),%edx
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    %eax,%ecx
lea    -0x27110(%rbp),%rax
imul   $0x190,%rcx,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
jmp    112f <loop1+0x2f>
jmp    1246 <loop1+0x146>
mov    -0x8(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
jmp    111e <loop1+0x1e>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    -0x9c54(%rbp),%eax
add    -0x13894(%rbp),%eax
add    -0x1d4d4(%rbp),%eax
add    $0x27090,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<loop1>:
push   %rbp
push   %rbx
sub    $0x27088,%rsp
mov    %edi,-0x80(%rsp)
lea    0x11c(%rsp),%rax
lea    0x1d5d8(%rsp),%r9
lea    0x13998(%rsp),%r10
lea    0x9d58(%rsp),%r11
mov    $0x1,%r8d
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
mov    %r8d,%ecx
imul   %edi,%ecx
lea    (%r8,%rdi,1),%edx
imul   $0x190,%r8,%rsi
mov    %ecx,-0x7c(%rsp,%rsi,1)
mov    -0x80(%rsp,%rsi,1),%ebx
add    %edi,%ebx
mov    %ebx,0x1d444(%rsp,%rsi,1)
add    -0x78(%rsp,%rsi,1),%ebx
mov    %ebx,0x13804(%rsp,%rsi,1)
add    %edx,%ebx
mov    %ebx,0x9bc4(%rsp,%rsi,1)
lea    (%rcx,%rdi,1),%esi
xor    %ebx,%ebx
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %ecx,-0x4(%rax,%rbx,1)
mov    %esi,(%r9,%rbx,1)
mov    (%rax,%rbx,1),%ebp
add    %esi,%ebp
mov    %ebp,(%r10,%rbx,1)
add    %edx,%ebp
mov    %ebp,(%r11,%rbx,1)
add    $0x4,%rbx
cmp    $0x184,%rbx
jne    1180 <loop1+0x80>
add    $0x1,%r8
add    $0x190,%rax
add    $0x190,%r9
add    $0x190,%r10
add    $0x190,%r11
cmp    $0x64,%r8
jne    1140 <loop1+0x40>
mov    0x2707c(%rsp),%eax
add    0x9bbc(%rsp),%eax
add    0x1d43c(%rsp),%eax
add    0x137fc(%rsp),%eax
add    $0x27088,%rsp
pop    %rbx
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @loop1(i32 %0) {
%2 = alloca i32
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
%5 = alloca [100 x [100 x i32]]
%6 = alloca [100 x [100 x i32]]
%7 = alloca [100 x [100 x i32]]
%8 = alloca [100 x [100 x i32]]
store i32 %0, i32* %2
%9 = load i32, i32* %2
%10 = getelementptr inbounds [100 x [100 x i32]], [100 x [100 x i32]]* %5, i64 0, i64 0
%11 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %10, i64 0, i64 0
store i32 %9, i32* %11
store i32 1, i32* %3
br label %12
12: ; preds = %88, %1
%13 = load i32, i32* %3
%14 = icmp ult i32 %13, 100
br i1 %14, label %15, label %91
15: ; preds = %12
store i32 1, i32* %4
br label %16
16: ; preds = %84, %15
%17 = load i32, i32* %4
%18 = icmp ult i32 %17, 99
br i1 %18, label %19, label %87
19: ; preds = %16
%20 = load i32, i32* %2
%21 = load i32, i32* %3
%22 = mul i32 %20, %21
%23 = load i32, i32* %3
%24 = zext i32 %23 to i64
%25 = getelementptr inbounds [100 x [100 x i32]], [100 x [100 x i32]]* %5, i64 0, i64 %24
%26 = load i32, i32* %4
%27 = zext i32 %26 to i64
%28 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %25, i64 0, i64 %27
store i32 %22, i32* %28
%29 = load i32, i32* %3
%30 = zext i32 %29 to i64
%31 = getelementptr inbounds [100 x [100 x i32]], [100 x [100 x i32]]* %5, i64 0, i64 %30
%32 = load i32, i32* %4
%33 = sub i32 %32, 1
%34 = zext i32 %33 to i64
%35 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %31, i64 0, i64 %34
%36 = load i32, i32* %35
%37 = load i32, i32* %2
%38 = add nsw i32 %36, %37
%39 = load i32, i32* %3
%40 = zext i32 %39 to i64
%41 = getelementptr inbounds [100 x [100 x i32]], [100 x [100 x i32]]* %6, i64 0, i64 %40
%42 = load i32, i32* %4
%43 = zext i32 %42 to i64
%44 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %41, i64 0, i64 %43
store i32 %38, i32* %44
%45 = load i32, i32* %3
%46 = zext i32 %45 to i64
%47 = getelementptr inbounds [100 x [100 x i32]], [100 x [100 x i32]]* %6, i64 0, i64 %46
%48 = load i32, i32* %4
%49 = zext i32 %48 to i64
%50 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %47, i64 0, i64 %49
%51 = load i32, i32* %50
%52 = load i32, i32* %3
%53 = zext i32 %52 to i64
%54 = getelementptr inbounds [100 x [100 x i32]], [100 x [100 x i32]]* %5, i64 0, i64 %53
%55 = load i32, i32* %4
%56 = add i32 %55, 1
%57 = zext i32 %56 to i64
%58 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %54, i64 0, i64 %57
%59 = load i32, i32* %58
%60 = add nsw i32 %51, %59
%61 = load i32, i32* %3
%62 = zext i32 %61 to i64
%63 = getelementptr inbounds [100 x [100 x i32]], [100 x [100 x i32]]* %7, i64 0, i64 %62
%64 = load i32, i32* %4
%65 = zext i32 %64 to i64
%66 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %63, i64 0, i64 %65
store i32 %60, i32* %66
%67 = load i32, i32* %3
%68 = zext i32 %67 to i64
%69 = getelementptr inbounds [100 x [100 x i32]], [100 x [100 x i32]]* %7, i64 0, i64 %68
%70 = load i32, i32* %4
%71 = zext i32 %70 to i64
%72 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %69, i64 0, i64 %71
%73 = load i32, i32* %72
%74 = load i32, i32* %2
%75 = add nsw i32 %73, %74
%76 = load i32, i32* %3
%77 = add i32 %75, %76
%78 = load i32, i32* %3
%79 = zext i32 %78 to i64
%80 = getelementptr inbounds [100 x [100 x i32]], [100 x [100 x i32]]* %8, i64 0, i64 %79
%81 = load i32, i32* %4
%82 = zext i32 %81 to i64
%83 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %80, i64 0, i64 %82
store i32 %77, i32* %83
br label %84
84: ; preds = %19
%85 = load i32, i32* %4
%86 = add i32 %85, 1
store i32 %86, i32* %4
br label %16
87: ; preds = %16
br label %88
88: ; preds = %87
%89 = load i32, i32* %3
%90 = add i32 %89, 1
store i32 %90, i32* %3
br label %12
91: ; preds = %12
%92 = getelementptr inbounds [100 x [100 x i32]], [100 x [100 x i32]]* %5, i64 0, i64 99
%93 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %92, i64 0, i64 99
%94 = load i32, i32* %93
%95 = getelementptr inbounds [100 x [100 x i32]], [100 x [100 x i32]]* %6, i64 0, i64 99
%96 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %95, i64 0, i64 99
%97 = load i32, i32* %96
%98 = add nsw i32 %94, %97
%99 = getelementptr inbounds [100 x [100 x i32]], [100 x [100 x i32]]* %7, i64 0, i64 99
%100 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %99, i64 0, i64 99
%101 = load i32, i32* %100
%102 = add nsw i32 %98, %101
%103 = getelementptr inbounds [100 x [100 x i32]], [100 x [100 x i32]]* %8, i64 0, i64 99
%104 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %103, i64 0, i64 99
%105 = load i32, i32* %104
%106 = add nsw i32 %102, %105
ret i32 %106
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @loop1(i32 %0) {
%2 = alloca [100 x [100 x i32]]
%3 = alloca [100 x [100 x i32]]
%4 = alloca [100 x [100 x i32]]
%5 = alloca [100 x [100 x i32]]
%6 = bitcast [100 x [100 x i32]]* %2 to i8*
%7 = bitcast [100 x [100 x i32]]* %3 to i8*
%8 = bitcast [100 x [100 x i32]]* %4 to i8*
%9 = bitcast [100 x [100 x i32]]* %5 to i8*
%10 = getelementptr inbounds [100 x [100 x i32]], [100 x [100 x i32]]* %2, i64 0, i64 0, i64 0
store i32 %0, i32* %10
br label %11
11: ; preds = %1, %40
%12 = phi i64 [ 1, %1 ], [ %41, %40 ]
%13 = trunc i64 %12 to i32
%14 = mul i32 %13, %0
%15 = add i32 %13, %0
%16 = getelementptr inbounds [100 x [100 x i32]], [100 x [100 x i32]]* %2, i64 0, i64 %12, i64 0
%17 = load i32, i32* %16
%18 = getelementptr inbounds [100 x [100 x i32]], [100 x [100 x i32]]* %2, i64 0, i64 %12, i64 1
store i32 %14, i32* %18
%19 = add nsw i32 %17, %0
%20 = getelementptr inbounds [100 x [100 x i32]], [100 x [100 x i32]]* %3, i64 0, i64 %12, i64 1
store i32 %19, i32* %20
%21 = getelementptr inbounds [100 x [100 x i32]], [100 x [100 x i32]]* %2, i64 0, i64 %12, i64 2
%22 = load i32, i32* %21
%23 = add nsw i32 %22, %19
%24 = getelementptr inbounds [100 x [100 x i32]], [100 x [100 x i32]]* %4, i64 0, i64 %12, i64 1
store i32 %23, i32* %24
%25 = add i32 %15, %23
%26 = getelementptr inbounds [100 x [100 x i32]], [100 x [100 x i32]]* %5, i64 0, i64 %12, i64 1
store i32 %25, i32* %26
%27 = add nsw i32 %14, %0
br label %28
28: ; preds = %11, %28
%29 = phi i64 [ 2, %11 ], [ %32, %28 ]
%30 = getelementptr inbounds [100 x [100 x i32]], [100 x [100 x i32]]* %2, i64 0, i64 %12, i64 %29
store i32 %14, i32* %30
%31 = getelementptr inbounds [100 x [100 x i32]], [100 x [100 x i32]]* %3, i64 0, i64 %12, i64 %29
store i32 %27, i32* %31
%32 = add nuw nsw i64 %29, 1
%33 = getelementptr inbounds [100 x [100 x i32]], [100 x [100 x i32]]* %2, i64 0, i64 %12, i64 %32
%34 = load i32, i32* %33
%35 = add nsw i32 %34, %27
%36 = getelementptr inbounds [100 x [100 x i32]], [100 x [100 x i32]]* %4, i64 0, i64 %12, i64 %29
store i32 %35, i32* %36
%37 = add i32 %15, %35
%38 = getelementptr inbounds [100 x [100 x i32]], [100 x [100 x i32]]* %5, i64 0, i64 %12, i64 %29
store i32 %37, i32* %38
%39 = icmp eq i64 %32, 99
br i1 %39, label %40, label %28
40: ; preds = %28
%41 = add nuw nsw i64 %12, 1
%42 = icmp eq i64 %41, 100
br i1 %42, label %43, label %11
43: ; preds = %40
%44 = getelementptr inbounds [100 x [100 x i32]], [100 x [100 x i32]]* %2, i64 0, i64 99, i64 99
%45 = load i32, i32* %44
%46 = getelementptr inbounds [100 x [100 x i32]], [100 x [100 x i32]]* %3, i64 0, i64 99, i64 99
%47 = load i32, i32* %46
%48 = add nsw i32 %47, %45
%49 = getelementptr inbounds [100 x [100 x i32]], [100 x [100 x i32]]* %4, i64 0, i64 99, i64 99
%50 = load i32, i32* %49
%51 = add nsw i32 %48, %50
%52 = getelementptr inbounds [100 x [100 x i32]], [100 x [100 x i32]]* %5, i64 0, i64 99, i64 99
%53 = load i32, i32* %52
%54 = add nsw i32 %51, %53
ret i32 %54
}