void gemm_tt(int M, int N, int K, float ALPHA, float *A, int lda, float *B,
             int ldb, float *C, int ldc) {
  int i, j, k;
  for (i = 0; i < M; ++i) {
    for (j = 0; j < N; ++j) {
      register float sum = 0;
      for (k = 0; k < K; ++k) {
        sum += ALPHA * A[i + k * lda] * B[k + j * ldb];
      }
      C[i * ldc + j] += sum;
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<gemm_tt>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    0x20(%rbp),%eax
mov    0x18(%rbp),%rax
mov    0x10(%rbp),%eax
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %esi,-0x8(%rbp)
mov    %edx,-0xc(%rbp)
movss  %xmm0,-0x10(%rbp)
mov    %rcx,-0x18(%rbp)
mov    %r8d,-0x1c(%rbp)
mov    %r9,-0x28(%rbp)
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    11ff <gemm_tt+0xff>
movl   $0x0,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
jge    11ec <gemm_tt+0xec>
xorps  %xmm0,%xmm0
movss  %xmm0,-0x38(%rbp)
movl   $0x0,-0x34(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    11be <gemm_tt+0xbe>
movss  -0x10(%rbp),%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
mov    -0x34(%rbp),%edx
imul   -0x1c(%rbp),%edx
add    %edx,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mulss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    -0x34(%rbp),%ecx
mov    -0x30(%rbp),%edx
imul   0x10(%rbp),%edx
add    %edx,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm2
movss  -0x38(%rbp),%xmm1
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
movss  %xmm0,-0x38(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
jmp    115d <gemm_tt+0x5d>
movss  -0x38(%rbp),%xmm0
mov    0x18(%rbp),%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
imul   0x20(%rbp),%ecx
add    -0x30(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
addss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
movss  %xmm0,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x30(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
jmp    1142 <gemm_tt+0x42>
jmp    11f1 <gemm_tt+0xf1>
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    112f <gemm_tt+0x2f>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<gemm_tt>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
mov    %r9,-0x30(%rsp)
mov    %rcx,-0x38(%rsp)
mov    %esi,-0x44(%rsp)
test   %edi,%edi
jle    1284 <gemm_tt+0x184>
mov    0x40(%rsp),%r10
movslq %r8d,%rax
movslq 0x38(%rsp),%rsi
movslq 0x48(%rsp),%rcx
mov    %rcx,-0x18(%rsp)
mov    %edi,%ecx
mov    %rcx,-0x10(%rsp)
mov    -0x44(%rsp),%r12d
mov    %edx,%r14d
mov    %r14d,%edi
and    $0xfffffffe,%edi
lea    0x0(,%rax,8),%rbx
mov    -0x30(%rsp),%rcx
add    $0x4,%rcx
mov    %rcx,-0x20(%rsp)
mov    %rsi,-0x8(%rsp)
lea    0x0(,%rsi,4),%r8
xor    %ecx,%ecx
mov    %rcx,-0x40(%rsp)
mov    -0x38(%rsp),%rcx
mov    %rcx,-0x28(%rsp)
jmp    11b2 <gemm_tt+0xb2>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
mov    -0x40(%rsp),%rsi
add    $0x1,%rsi
addq   $0x4,-0x28(%rsp)
mov    %rsi,%rcx
mov    %rsi,-0x40(%rsp)
cmp    -0x10(%rsp),%rsi
je     1284 <gemm_tt+0x184>
cmpl   $0x0,-0x44(%rsp)
jle    1190 <gemm_tt+0x90>
mov    -0x40(%rsp),%r11
imul   -0x18(%rsp),%r11
mov    -0x20(%rsp),%rsi
xor    %r13d,%r13d
jmp    11ec <gemm_tt+0xec>
xchg   %ax,%ax
lea    (%r11,%r13,1),%rcx
addss  (%r10,%rcx,4),%xmm1
movss  %xmm1,(%r10,%rcx,4)
add    $0x1,%r13
add    %r8,%rsi
cmp    %r12,%r13
je     1190 <gemm_tt+0x90>
xorps  %xmm1,%xmm1
test   %edx,%edx
jle    11d0 <gemm_tt+0xd0>
cmp    $0x1,%edx
jne    1200 <gemm_tt+0x100>
xor    %r15d,%r15d
jmp    1242 <gemm_tt+0x142>
nopl   (%rax)
mov    -0x28(%rsp),%rcx
xor    %r15d,%r15d
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movss  (%rcx),%xmm2
mulss  %xmm0,%xmm2
mulss  -0x4(%rsi,%r15,4),%xmm2
addss  %xmm1,%xmm2
movss  (%rcx,%rax,4),%xmm1
mulss  %xmm0,%xmm1
mulss  (%rsi,%r15,4),%xmm1
addss  %xmm2,%xmm1
add    $0x2,%r15
add    %rbx,%rcx
cmp    %r15,%rdi
jne    1210 <gemm_tt+0x110>
test   $0x1,%r14b
je     11d0 <gemm_tt+0xd0>
mov    %r13,%rcx
imul   -0x8(%rsp),%rcx
mov    %r15,%r9
imul   %rax,%r9
add    -0x40(%rsp),%r9
mov    -0x38(%rsp),%rbp
movss  0x0(%rbp,%r9,4),%xmm2
mulss  %xmm0,%xmm2
add    %r15,%rcx
mov    -0x30(%rsp),%rbp
mulss  0x0(%rbp,%rcx,4),%xmm2
addss  %xmm2,%xmm1
jmp    11d0 <gemm_tt+0xd0>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @gemm_tt(i32 %0, i32 %1, i32 %2, float %3, float* %4, i32 %5, float* %6, i32 %7, float* %8, i32 %9) {
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
%13 = alloca i32
%14 = alloca float
%15 = alloca float*
%16 = alloca i32
%17 = alloca float*
%18 = alloca i32
%19 = alloca float*
%20 = alloca i32
%21 = alloca i32
%22 = alloca i32
%23 = alloca i32
%24 = alloca float
store i32 %0, i32* %11
store i32 %1, i32* %12
store i32 %2, i32* %13
store float %3, float* %14
store float* %4, float** %15
store i32 %5, i32* %16
store float* %6, float** %17
store i32 %7, i32* %18
store float* %8, float** %19
store i32 %9, i32* %20
store i32 0, i32* %21
br label %25
25: ; preds = %81, %10
%26 = load i32, i32* %21
%27 = load i32, i32* %11
%28 = icmp slt i32 %26, %27
br i1 %28, label %29, label %84
29: ; preds = %25
store i32 0, i32* %22
br label %30
30: ; preds = %77, %29
%31 = load i32, i32* %22
%32 = load i32, i32* %12
%33 = icmp slt i32 %31, %32
br i1 %33, label %34, label %80
34: ; preds = %30
store float 0.000000e+00, float* %24
store i32 0, i32* %23
br label %35
35: ; preds = %62, %34
%36 = load i32, i32* %23
%37 = load i32, i32* %13
%38 = icmp slt i32 %36, %37
br i1 %38, label %39, label %65
39: ; preds = %35
%40 = load float, float* %14
%41 = load float*, float** %15
%42 = load i32, i32* %21
%43 = load i32, i32* %23
%44 = load i32, i32* %16
%45 = mul nsw i32 %43, %44
%46 = add nsw i32 %42, %45
%47 = sext i32 %46 to i64
%48 = getelementptr inbounds float, float* %41, i64 %47
%49 = load float, float* %48
%50 = fmul float %40, %49
%51 = load float*, float** %17
%52 = load i32, i32* %23
%53 = load i32, i32* %22
%54 = load i32, i32* %18
%55 = mul nsw i32 %53, %54
%56 = add nsw i32 %52, %55
%57 = sext i32 %56 to i64
%58 = getelementptr inbounds float, float* %51, i64 %57
%59 = load float, float* %58
%60 = load float, float* %24
%61 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %50, float %59, float %60)
store float %61, float* %24
br label %62
62: ; preds = %39
%63 = load i32, i32* %23
%64 = add nsw i32 %63, 1
store i32 %64, i32* %23
br label %35
65: ; preds = %35
%66 = load float, float* %24
%67 = load float*, float** %19
%68 = load i32, i32* %21
%69 = load i32, i32* %20
%70 = mul nsw i32 %68, %69
%71 = load i32, i32* %22
%72 = add nsw i32 %70, %71
%73 = sext i32 %72 to i64
%74 = getelementptr inbounds float, float* %67, i64 %73
%75 = load float, float* %74
%76 = fadd float %75, %66
store float %76, float* %74
br label %77
77: ; preds = %65
%78 = load i32, i32* %22
%79 = add nsw i32 %78, 1
store i32 %79, i32* %22
br label %30
80: ; preds = %30
br label %81
81: ; preds = %80
%82 = load i32, i32* %21
%83 = add nsw i32 %82, 1
store i32 %83, i32* %21
br label %25
84: ; preds = %25
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @gemm_tt(i32 %0, i32 %1, i32 %2, float %3, float* nocapture %4, i32 %5, float* nocapture %6, i32 %7, float* nocapture %8, i32 %9) {
%11 = icmp sgt i32 %0, 0
br i1 %11, label %12, label %84
12: ; preds = %10
%13 = icmp sgt i32 %1, 0
%14 = icmp sgt i32 %2, 0
%15 = sext i32 %5 to i64
%16 = sext i32 %7 to i64
%17 = sext i32 %9 to i64
%18 = zext i32 %0 to i64
%19 = zext i32 %1 to i64
%20 = zext i32 %2 to i64
%21 = and i64 %20, 1
%22 = icmp eq i32 %2, 1
%23 = and i64 %20, 4294967294
%24 = icmp eq i64 %21, 0
br label %25
25: ; preds = %12, %81
%26 = phi i64 [ 0, %12 ], [ %82, %81 ]
br i1 %13, label %27, label %81
27: ; preds = %25
%28 = mul nsw i64 %26, %17
br label %29
29: ; preds = %27, %73
%30 = phi i64 [ 0, %27 ], [ %79, %73 ]
br i1 %14, label %31, label %73
31: ; preds = %29
%32 = mul nsw i64 %30, %16
br i1 %22, label %59, label %33
33: ; preds = %31, %33
%34 = phi i64 [ %56, %33 ], [ 0, %31 ]
%35 = phi float [ %55, %33 ], [ 0.000000e+00, %31 ]
%36 = phi i64 [ %57, %33 ], [ 0, %31 ]
%37 = mul nsw i64 %34, %15
%38 = add nsw i64 %37, %26
%39 = getelementptr inbounds float, float* %4, i64 %38
%40 = load float, float* %39
%41 = fmul float %40, %3
%42 = add nsw i64 %34, %32
%43 = getelementptr inbounds float, float* %6, i64 %42
%44 = load float, float* %43
%45 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %41, float %44, float %35)
%46 = or i64 %34, 1
%47 = mul nsw i64 %46, %15
%48 = add nsw i64 %47, %26
%49 = getelementptr inbounds float, float* %4, i64 %48
%50 = load float, float* %49
%51 = fmul float %50, %3
%52 = add nsw i64 %46, %32
%53 = getelementptr inbounds float, float* %6, i64 %52
%54 = load float, float* %53
%55 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %51, float %54, float %45)
%56 = add nuw nsw i64 %34, 2
%57 = add i64 %36, 2
%58 = icmp eq i64 %57, %23
br i1 %58, label %59, label %33
59: ; preds = %33, %31
%60 = phi float [ undef, %31 ], [ %55, %33 ]
%61 = phi i64 [ 0, %31 ], [ %56, %33 ]
%62 = phi float [ 0.000000e+00, %31 ], [ %55, %33 ]
br i1 %24, label %73, label %63
63: ; preds = %59
%64 = mul nsw i64 %61, %15
%65 = add nsw i64 %64, %26
%66 = getelementptr inbounds float, float* %4, i64 %65
%67 = load float, float* %66
%68 = fmul float %67, %3
%69 = add nsw i64 %61, %32
%70 = getelementptr inbounds float, float* %6, i64 %69
%71 = load float, float* %70
%72 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %68, float %71, float %62)
br label %73
73: ; preds = %63, %59, %29
%74 = phi float [ 0.000000e+00, %29 ], [ %60, %59 ], [ %72, %63 ]
%75 = add nsw i64 %30, %28
%76 = getelementptr inbounds float, float* %8, i64 %75
%77 = load float, float* %76
%78 = fadd float %74, %77
store float %78, float* %76
%79 = add nuw nsw i64 %30, 1
%80 = icmp eq i64 %79, %19
br i1 %80, label %81, label %29
81: ; preds = %73, %25
%82 = add nuw nsw i64 %26, 1
%83 = icmp eq i64 %82, %18
br i1 %83, label %84, label %25
84: ; preds = %81, %10
ret void
}