void lud_base(double *a, int size) {
  int i, j, k;
  double sum;
  for (i = 0; i < size; i++) {
    for (j = i; j < size; j++) {
      sum = a[i * size + j];
      for (k = 0; k < i; k++)
        sum -= a[i * size + k] * a[k * size + j];
      a[i * size + j] = sum;
    }
    for (j = i + 1; j < size; j++) {
      sum = a[j * size + i];
      for (k = 0; k < i; k++)
        sum -= a[j * size + k] * a[k * size + i];
      a[j * size + i] = sum / a[i * size + i];
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<lud_base>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
movl   $0x0,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    12e2 <lud_base+0x1e2>
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    11ea <lud_base+0xea>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x10(%rbp),%ecx
imul   -0xc(%rbp),%ecx
add    -0x14(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jge    11c1 <lud_base+0xc1>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x10(%rbp),%ecx
imul   -0xc(%rbp),%ecx
add    -0x18(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
imul   -0xc(%rbp),%ecx
add    -0x14(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
movsd  -0x20(%rbp),%xmm1
movq   %xmm0,%rax
movabs $0x8000000000000000,%rcx
xor    %rcx,%rax
movq   %rax,%xmm0
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x20(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    1152 <lud_base+0x52>
movsd  -0x20(%rbp),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x10(%rbp),%ecx
imul   -0xc(%rbp),%ecx
add    -0x14(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1124 <lud_base+0x24>
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    12cf <lud_base+0x1cf>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
imul   -0xc(%rbp),%ecx
add    -0x10(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jge    1290 <lud_base+0x190>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
imul   -0xc(%rbp),%ecx
add    -0x18(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
imul   -0xc(%rbp),%ecx
add    -0x10(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
movsd  -0x20(%rbp),%xmm1
movq   %xmm0,%rax
movabs $0x8000000000000000,%rcx
xor    %rcx,%rax
movq   %rax,%xmm0
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x20(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    1221 <lud_base+0x121>
movsd  -0x20(%rbp),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x10(%rbp),%ecx
imul   -0xc(%rbp),%ecx
add    -0x10(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
divsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
imul   -0xc(%rbp),%ecx
add    -0x10(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    11f3 <lud_base+0xf3>
jmp    12d4 <lud_base+0x1d4>
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    1112 <lud_base+0x12>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<lud_base>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
mov    %esi,-0x2c(%rsp)
test   %esi,%esi
jle    1346 <lud_base+0x246>
mov    %rdi,%r11
mov    -0x2c(%rsp),%eax
lea    0x8(%rdi),%rcx
lea    0x0(,%rax,8),%rdx
mov    %rdx,-0x10(%rsp)
lea    (%rdi,%rax,8),%r15
mov    %rax,%r9
shl    $0x4,%r9
lea    (%rdi,%rax,8),%rdx
add    $0x8,%rdx
mov    %rdx,-0x20(%rsp)
mov    $0x1,%edx
mov    %rdx,-0x28(%rsp)
xor    %r14d,%r14d
mov    %rdi,%r10
mov    %rax,-0x18(%rsp)
jmp    1189 <lud_base+0x89>
nopl   (%rax)
addq   $0x1,-0x28(%rsp)
mov    -0x10(%rsp),%rdx
add    %rdx,%rcx
add    $0x8,%r15
add    $0x8,%r10
add    %rdx,-0x20(%rsp)
mov    -0x8(%rsp),%r14
cmp    %rax,%r14
je     1346 <lud_base+0x246>
mov    %r14,%rdx
and    $0xfffffffffffffffe,%rdx
mov    %r14,%r12
imul   %rax,%r12
mov    %r10,%rbx
mov    %r15,%rbp
mov    %r14,%rsi
jmp    11cb <lud_base+0xcb>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
movsd  %xmm0,(%r11,%r13,8)
add    $0x1,%rsi
add    $0x8,%rbp
add    $0x8,%rbx
cmp    %rax,%rsi
je     1260 <lud_base+0x160>
lea    (%rsi,%r12,1),%r13
movsd  (%r11,%r13,8),%xmm0
test   %r14,%r14
je     11b0 <lud_base+0xb0>
cmp    $0x1,%r14
jne    11f0 <lud_base+0xf0>
xor    %edi,%edi
jmp    122c <lud_base+0x12c>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
xor    %r8d,%r8d
xor    %edi,%edi
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
movsd  -0x8(%rcx,%rdi,8),%xmm1
mulsd  (%rbx,%r8,1),%xmm1
movsd  (%rcx,%rdi,8),%xmm2
subsd  %xmm1,%xmm0
mulsd  0x0(%rbp,%r8,1),%xmm2
subsd  %xmm2,%xmm0
add    $0x2,%rdi
add    %r9,%r8
cmp    %rdi,%rdx
jne    1200 <lud_base+0x100>
test   $0x1,%r14b
je     11b0 <lud_base+0xb0>
lea    (%rdi,%r12,1),%rax
movsd  (%r11,%rax,8),%xmm1
mov    -0x18(%rsp),%rax
imul   %rax,%rdi
add    %rsi,%rdi
mulsd  (%r11,%rdi,8),%xmm1
subsd  %xmm1,%xmm0
jmp    11b0 <lud_base+0xb0>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
lea    0x1(%r14),%rsi
mov    %rsi,-0x8(%rsp)
cmp    %rax,%rsi
jae    1160 <lud_base+0x60>
mov    %r14d,%eax
imul   -0x2c(%rsp),%eax
movslq %eax,%r13
mov    -0x18(%rsp),%rax
add    %r14,%r13
mov    -0x20(%rsp),%rbx
mov    -0x28(%rsp),%rbp
jmp    12be <lud_base+0x1be>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
divsd  (%r11,%r13,8),%xmm0
movsd  %xmm0,(%r11,%r8,8)
add    $0x1,%rbp
add    -0x10(%rsp),%rbx
cmp    %rax,%rbp
je     1160 <lud_base+0x60>
mov    %rbp,%rdi
imul   %rax,%rdi
lea    (%rdi,%r14,1),%r8
movsd  (%r11,%r8,8),%xmm0
test   %r14,%r14
je     12a0 <lud_base+0x1a0>
cmp    $0x1,%r14
jne    12e0 <lud_base+0x1e0>
xor    %r12d,%r12d
jmp    131d <lud_base+0x21d>
nop
xor    %esi,%esi
xor    %r12d,%r12d
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
movsd  -0x8(%rbx,%r12,8),%xmm1
mulsd  (%r10,%rsi,1),%xmm1
movsd  (%rbx,%r12,8),%xmm2
subsd  %xmm1,%xmm0
mulsd  (%r15,%rsi,1),%xmm2
subsd  %xmm2,%xmm0
add    $0x2,%r12
add    %r9,%rsi
cmp    %r12,%rdx
jne    12f0 <lud_base+0x1f0>
test   $0x1,%r14b
je     12a0 <lud_base+0x1a0>
add    %r12,%rdi
movsd  (%r11,%rdi,8),%xmm1
imul   %rax,%r12
add    %r14,%r12
mulsd  (%r11,%r12,8),%xmm1
subsd  %xmm1,%xmm0
jmp    12a0 <lud_base+0x1a0>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

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

LLVM IR (-O2):
define void @lud_base(double* nocapture %0, i32 %1) {
%3 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %3, label %4, label %132
4: ; preds = %2
%5 = zext i32 %1 to i64
%6 = zext i32 %1 to i64
br label %10
7: ; preds = %126, %68
%8 = add nuw nsw i64 %11, 1
%9 = icmp eq i64 %69, %6
br i1 %9, label %132, label %10
10: ; preds = %7, %4
%11 = phi i64 [ 1, %4 ], [ %8, %7 ]
%12 = phi i64 [ 0, %4 ], [ %69, %7 ]
%13 = trunc i64 %12 to i32
%14 = mul nsw i64 %12, %5
%15 = and i64 %12, 1
%16 = icmp eq i64 %12, 1
%17 = and i64 %12, 9223372036854775806
%18 = icmp eq i64 %15, 0
br label %19
19: ; preds = %10, %64
%20 = phi i64 [ %12, %10 ], [ %66, %64 ]
%21 = add nuw nsw i64 %20, %14
%22 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %21
%23 = load double, double* %22
switch i64 %12, label %24 [
i64 0, label %64
i64 1, label %50
]
24: ; preds = %19, %24
%25 = phi i64 [ %47, %24 ], [ 0, %19 ]
%26 = phi double [ %46, %24 ], [ %23, %19 ]
%27 = phi i64 [ %48, %24 ], [ 0, %19 ]
%28 = add nuw nsw i64 %25, %14
%29 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %28
%30 = load double, double* %29
%31 = mul nsw i64 %25, %5
%32 = add nuw nsw i64 %31, %20
%33 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %32
%34 = load double, double* %33
%35 = fneg double %30
%36 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %35, double %34, double %26)
%37 = or i64 %25, 1
%38 = add nuw nsw i64 %37, %14
%39 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %38
%40 = load double, double* %39
%41 = mul nsw i64 %37, %5
%42 = add nuw nsw i64 %41, %20
%43 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %42
%44 = load double, double* %43
%45 = fneg double %40
%46 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %45, double %44, double %36)
%47 = add nuw nsw i64 %25, 2
%48 = add i64 %27, 2
%49 = icmp eq i64 %48, %17
br i1 %49, label %50, label %24
50: ; preds = %24, %19
%51 = phi double [ undef, %19 ], [ %46, %24 ]
%52 = phi i64 [ 0, %19 ], [ %47, %24 ]
%53 = phi double [ %23, %19 ], [ %46, %24 ]
br i1 %18, label %64, label %54
54: ; preds = %50
%55 = add nuw nsw i64 %52, %14
%56 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %55
%57 = load double, double* %56
%58 = mul nsw i64 %52, %5
%59 = add nuw nsw i64 %58, %20
%60 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %59
%61 = load double, double* %60
%62 = fneg double %57
%63 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %62, double %61, double %53)
br label %64
64: ; preds = %54, %50, %19
%65 = phi double [ %23, %19 ], [ %51, %50 ], [ %63, %54 ]
store double %65, double* %22
%66 = add nuw nsw i64 %20, 1
%67 = icmp eq i64 %66, %6
br i1 %67, label %68, label %19
68: ; preds = %64
%69 = add nuw nsw i64 %12, 1
%70 = icmp ult i64 %69, %5
br i1 %70, label %71, label %7
71: ; preds = %68
%72 = mul nsw i32 %13, %1
%73 = sext i32 %72 to i64
%74 = add nsw i64 %12, %73
%75 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %74
%76 = and i64 %12, 1
%77 = icmp eq i64 %12, 1
%78 = and i64 %12, 9223372036854775806
%79 = icmp eq i64 %76, 0
br label %80
80: ; preds = %71, %126
%81 = phi i64 [ %11, %71 ], [ %130, %126 ]
%82 = mul nsw i64 %81, %5
%83 = add nuw nsw i64 %82, %12
%84 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %83
%85 = load double, double* %84
switch i64 %12, label %86 [
i64 0, label %126
i64 1, label %112
]
86: ; preds = %80, %86
%87 = phi i64 [ %109, %86 ], [ 0, %80 ]
%88 = phi double [ %108, %86 ], [ %85, %80 ]
%89 = phi i64 [ %110, %86 ], [ 0, %80 ]
%90 = add nuw nsw i64 %87, %82
%91 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %90
%92 = load double, double* %91
%93 = mul nsw i64 %87, %5
%94 = add nuw nsw i64 %93, %12
%95 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %94
%96 = load double, double* %95
%97 = fneg double %92
%98 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %97, double %96, double %88)
%99 = or i64 %87, 1
%100 = add nuw nsw i64 %99, %82
%101 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %100
%102 = load double, double* %101
%103 = mul nsw i64 %99, %5
%104 = add nuw nsw i64 %103, %12
%105 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %104
%106 = load double, double* %105
%107 = fneg double %102
%108 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %107, double %106, double %98)
%109 = add nuw nsw i64 %87, 2
%110 = add i64 %89, 2
%111 = icmp eq i64 %110, %78
br i1 %111, label %112, label %86
112: ; preds = %86, %80
%113 = phi double [ undef, %80 ], [ %108, %86 ]
%114 = phi i64 [ 0, %80 ], [ %109, %86 ]
%115 = phi double [ %85, %80 ], [ %108, %86 ]
br i1 %79, label %126, label %116
116: ; preds = %112
%117 = add nuw nsw i64 %114, %82
%118 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %117
%119 = load double, double* %118
%120 = mul nsw i64 %114, %5
%121 = add nuw nsw i64 %120, %12
%122 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %121
%123 = load double, double* %122
%124 = fneg double %119
%125 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %124, double %123, double %115)
br label %126
126: ; preds = %116, %112, %80
%127 = phi double [ %85, %80 ], [ %113, %112 ], [ %125, %116 ]
%128 = load double, double* %75
%129 = fdiv double %127, %128
store double %129, double* %84
%130 = add nuw nsw i64 %81, 1
%131 = icmp eq i64 %130, %6
br i1 %131, label %7, label %80
132: ; preds = %7, %2
ret void
}