float **matmul(float **A, int r1, int c1, float **B, int r2, int c2) {
  float **C;
  int i, j, k;
  C = (float **)malloc((r1) * sizeof(float *));
  for (i = 0; i < r1; i++)
    C[i] = (float *)malloc(c2 * sizeof(float));
  for (i = 0; i < r1; i++)
    for (j = 0; j < c2; j++) {
      C[i][j] = 0;
      for (k = 0; k < r2; k++)
        C[i][j] += A[i][k] * B[k][j];
    }
  return C;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<matmul>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x40,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
mov    %rcx,-0x18(%rbp)
mov    %r8d,-0x1c(%rbp)
mov    %r9d,-0x20(%rbp)
movslq -0xc(%rbp),%rdi
shl    $0x3,%rdi
call   1030 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x28(%rbp)
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    117c <matmul+0x6c>
movslq -0x20(%rbp),%rdi
shl    $0x2,%rdi
call   1030 <malloc@plt>
mov    %rax,%rdx
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    1146 <matmul+0x36>
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    124d <matmul+0x13d>
movl   $0x0,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%eax
cmp    -0x20(%rbp),%eax
jge    123a <matmul+0x12a>
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x30(%rbp),%rcx
xorps  %xmm0,%xmm0
movss  %xmm0,(%rax,%rcx,4)
movl   $0x0,-0x34(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    1227 <matmul+0x117>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x34(%rbp),%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x34(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x30(%rbp),%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm2
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x30(%rbp),%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm1
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
movss  %xmm0,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x34(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
jmp    11c1 <matmul+0xb1>
jmp    122c <matmul+0x11c>
mov    -0x30(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
jmp    1196 <matmul+0x86>
jmp    123f <matmul+0x12f>
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    1183 <matmul+0x73>
mov    -0x28(%rbp),%rax
add    $0x40,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<matmul>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x18,%rsp
mov    %r9d,%r12d
mov    %r8d,%r14d
mov    %rcx,%rbx
mov    %esi,%r13d
mov    %rdi,%r15
movslq %esi,%rbp
lea    0x0(,%rbp,8),%rdi
call   1030 <malloc@plt>
test   %ebp,%ebp
jle    126d <matmul+0x15d>
mov    %r12d,0xc(%rsp)
mov    %rax,0x10(%rsp)
mov    %r13d,%eax
movslq %r12d,%r13
shl    $0x2,%r13
mov    %eax,0x8(%rsp)
mov    %eax,%ebp
xor    %r12d,%r12d
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
mov    %r13,%rdi
call   1030 <malloc@plt>
mov    0x10(%rsp),%rcx
mov    %rax,(%rcx,%r12,8)
add    $0x1,%r12
cmp    %r12,%rbp
jne    1170 <matmul+0x60>
cmpl   $0x0,0x8(%rsp)
mov    0xc(%rsp),%r11d
mov    0x10(%rsp),%rax
jle    126d <matmul+0x15d>
mov    %rbp,%r13
mov    %r11d,%r9d
mov    %r14d,%r8d
mov    %r8d,%r12d
and    $0xfffffffe,%r12d
xor    %r10d,%r10d
jmp    11cd <matmul+0xbd>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
add    $0x1,%r10
cmp    %r13,%r10
je     126d <matmul+0x15d>
test   %r11d,%r11d
jle    11c0 <matmul+0xb0>
mov    (%rax,%r10,8),%rdi
xor    %ecx,%ecx
jmp    11e9 <matmul+0xd9>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%rcx
cmp    %r9,%rcx
je     11c0 <matmul+0xb0>
movl   $0x0,(%rdi,%rcx,4)
test   %r14d,%r14d
jle    11e0 <matmul+0xd0>
mov    (%r15,%r10,8),%rdx
xorps  %xmm0,%xmm0
xor    %esi,%esi
cmp    $0x1,%r14d
je     124b <matmul+0x13b>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
movss  (%rdx,%rsi,4),%xmm1
mov    (%rbx,%rsi,8),%rbp
mulss  0x0(%rbp,%rcx,4),%xmm1
addss  %xmm0,%xmm1
movss  %xmm1,(%rdi,%rcx,4)
movss  0x4(%rdx,%rsi,4),%xmm0
mov    0x8(%rbx,%rsi,8),%rbp
mulss  0x0(%rbp,%rcx,4),%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
movss  %xmm0,(%rdi,%rcx,4)
add    $0x2,%rsi
cmp    %rsi,%r12
jne    1210 <matmul+0x100>
test   $0x1,%r8b
je     11e0 <matmul+0xd0>
movss  (%rdx,%rsi,4),%xmm1
mov    (%rbx,%rsi,8),%rdx
mulss  (%rdx,%rcx,4),%xmm1
addss  %xmm0,%xmm1
movss  %xmm1,(%rdi,%rcx,4)
jmp    11e0 <matmul+0xd0>
add    $0x18,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define float** @matmul(float** %0, i32 %1, i32 %2, float** %3, i32 %4, i32 %5) {
%7 = alloca float**
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca float**
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
%13 = alloca float**
%14 = alloca i32
%15 = alloca i32
%16 = alloca i32
store float** %0, float*** %7
store i32 %1, i32* %8
store i32 %2, i32* %9
store float** %3, float*** %10
store i32 %4, i32* %11
store i32 %5, i32* %12
%17 = load i32, i32* %8
%18 = sext i32 %17 to i64
%19 = mul i64 %18, 8
%20 = call i8* @malloc(i64 %19)
%21 = bitcast i8* %20 to float**
store float** %21, float*** %13
store i32 0, i32* %14
br label %22
22: ; preds = %36, %6
%23 = load i32, i32* %14
%24 = load i32, i32* %8
%25 = icmp slt i32 %23, %24
br i1 %25, label %26, label %39
26: ; preds = %22
%27 = load i32, i32* %12
%28 = sext i32 %27 to i64
%29 = mul i64 %28, 4
%30 = call i8* @malloc(i64 %29)
%31 = bitcast i8* %30 to float*
%32 = load float**, float*** %13
%33 = load i32, i32* %14
%34 = sext i32 %33 to i64
%35 = getelementptr inbounds float*, float** %32, i64 %34
store float* %31, float** %35
br label %36
36: ; preds = %26
%37 = load i32, i32* %14
%38 = add nsw i32 %37, 1
store i32 %38, i32* %14
br label %22
39: ; preds = %22
store i32 0, i32* %14
br label %40
40: ; preds = %99, %39
%41 = load i32, i32* %14
%42 = load i32, i32* %8
%43 = icmp slt i32 %41, %42
br i1 %43, label %44, label %102
44: ; preds = %40
store i32 0, i32* %15
br label %45
45: ; preds = %95, %44
%46 = load i32, i32* %15
%47 = load i32, i32* %12
%48 = icmp slt i32 %46, %47
br i1 %48, label %49, label %98
49: ; preds = %45
%50 = load float**, float*** %13
%51 = load i32, i32* %14
%52 = sext i32 %51 to i64
%53 = getelementptr inbounds float*, float** %50, i64 %52
%54 = load float*, float** %53
%55 = load i32, i32* %15
%56 = sext i32 %55 to i64
%57 = getelementptr inbounds float, float* %54, i64 %56
store float 0.000000e+00, float* %57
store i32 0, i32* %16
br label %58
58: ; preds = %91, %49
%59 = load i32, i32* %16
%60 = load i32, i32* %11
%61 = icmp slt i32 %59, %60
br i1 %61, label %62, label %94
62: ; preds = %58
%63 = load float**, float*** %7
%64 = load i32, i32* %14
%65 = sext i32 %64 to i64
%66 = getelementptr inbounds float*, float** %63, i64 %65
%67 = load float*, float** %66
%68 = load i32, i32* %16
%69 = sext i32 %68 to i64
%70 = getelementptr inbounds float, float* %67, i64 %69
%71 = load float, float* %70
%72 = load float**, float*** %10
%73 = load i32, i32* %16
%74 = sext i32 %73 to i64
%75 = getelementptr inbounds float*, float** %72, i64 %74
%76 = load float*, float** %75
%77 = load i32, i32* %15
%78 = sext i32 %77 to i64
%79 = getelementptr inbounds float, float* %76, i64 %78
%80 = load float, float* %79
%81 = load float**, float*** %13
%82 = load i32, i32* %14
%83 = sext i32 %82 to i64
%84 = getelementptr inbounds float*, float** %81, i64 %83
%85 = load float*, float** %84
%86 = load i32, i32* %15
%87 = sext i32 %86 to i64
%88 = getelementptr inbounds float, float* %85, i64 %87
%89 = load float, float* %88
%90 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %71, float %80, float %89)
store float %90, float* %88
br label %91
91: ; preds = %62
%92 = load i32, i32* %16
%93 = add nsw i32 %92, 1
store i32 %93, i32* %16
br label %58
94: ; preds = %58
br label %95
95: ; preds = %94
%96 = load i32, i32* %15
%97 = add nsw i32 %96, 1
store i32 %97, i32* %15
br label %45
98: ; preds = %45
br label %99
99: ; preds = %98
%100 = load i32, i32* %14
%101 = add nsw i32 %100, 1
store i32 %101, i32* %14
br label %40
102: ; preds = %40
%103 = load float**, float*** %13
ret float** %103
}

LLVM IR (-O2):
define noalias float** @matmul(float** nocapture %0, i32 %1, i32 %2, float** nocapture %3, i32 %4, i32 %5) {
%7 = sext i32 %1 to i64
%8 = shl nsw i64 %7, 3
%9 = tail call i8* @malloc(i64 %8)
%10 = bitcast i8* %9 to float**
%11 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %11, label %12, label %84
12: ; preds = %6
%13 = sext i32 %5 to i64
%14 = shl nsw i64 %13, 2
%15 = zext i32 %1 to i64
br label %27
16: ; preds = %27
br i1 %11, label %17, label %84
17: ; preds = %16
%18 = icmp sgt i32 %5, 0
%19 = icmp sgt i32 %4, 0
%20 = zext i32 %1 to i64
%21 = zext i32 %5 to i64
%22 = zext i32 %4 to i64
%23 = and i64 %22, 1
%24 = icmp eq i32 %4, 1
%25 = and i64 %22, 4294967294
%26 = icmp eq i64 %23, 0
br label %34
27: ; preds = %12, %27
%28 = phi i64 [ 0, %12 ], [ %32, %27 ]
%29 = tail call i8* @malloc(i64 %14)
%30 = getelementptr inbounds float*, float** %10, i64 %28
%31 = bitcast float** %30 to i8**
store i8* %29, i8** %31
%32 = add nuw nsw i64 %28, 1
%33 = icmp eq i64 %32, %15
br i1 %33, label %16, label %27
34: ; preds = %17, %81
%35 = phi i64 [ 0, %17 ], [ %82, %81 ]
br i1 %18, label %36, label %81
36: ; preds = %34
%37 = getelementptr inbounds float*, float** %10, i64 %35
%38 = load float*, float** %37
%39 = getelementptr inbounds float*, float** %0, i64 %35
br label %40
40: ; preds = %36, %78
%41 = phi i64 [ 0, %36 ], [ %79, %78 ]
%42 = getelementptr inbounds float, float* %38, i64 %41
store float 0.000000e+00, float* %42
br i1 %19, label %43, label %78
43: ; preds = %40
%44 = load float*, float** %39
br i1 %24, label %67, label %45
45: ; preds = %43, %45
%46 = phi float [ %63, %45 ], [ 0.000000e+00, %43 ]
%47 = phi i64 [ %64, %45 ], [ 0, %43 ]
%48 = phi i64 [ %65, %45 ], [ 0, %43 ]
%49 = getelementptr inbounds float, float* %44, i64 %47
%50 = load float, float* %49
%51 = getelementptr inbounds float*, float** %3, i64 %47
%52 = load float*, float** %51
%53 = getelementptr inbounds float, float* %52, i64 %41
%54 = load float, float* %53
%55 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %50, float %54, float %46)
store float %55, float* %42
%56 = or i64 %47, 1
%57 = getelementptr inbounds float, float* %44, i64 %56
%58 = load float, float* %57
%59 = getelementptr inbounds float*, float** %3, i64 %56
%60 = load float*, float** %59
%61 = getelementptr inbounds float, float* %60, i64 %41
%62 = load float, float* %61
%63 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %58, float %62, float %55)
store float %63, float* %42
%64 = add nuw nsw i64 %47, 2
%65 = add i64 %48, 2
%66 = icmp eq i64 %65, %25
br i1 %66, label %67, label %45
67: ; preds = %45, %43
%68 = phi float [ 0.000000e+00, %43 ], [ %63, %45 ]
%69 = phi i64 [ 0, %43 ], [ %64, %45 ]
br i1 %26, label %78, label %70
70: ; preds = %67
%71 = getelementptr inbounds float, float* %44, i64 %69
%72 = load float, float* %71
%73 = getelementptr inbounds float*, float** %3, i64 %69
%74 = load float*, float** %73
%75 = getelementptr inbounds float, float* %74, i64 %41
%76 = load float, float* %75
%77 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %72, float %76, float %68)
store float %77, float* %42
br label %78
78: ; preds = %70, %67, %40
%79 = add nuw nsw i64 %41, 1
%80 = icmp eq i64 %79, %21
br i1 %80, label %81, label %40
81: ; preds = %78, %34
%82 = add nuw nsw i64 %35, 1
%83 = icmp eq i64 %82, %20
br i1 %83, label %84, label %34
84: ; preds = %81, %6, %16
ret float** %10
}