void naive_mm(int Sm, int Sk, int Sn, const double *A, const double *B,
              double *C) {
  int i, j, k;
  for (i = 0; i < Sm; i++)
    for (j = 0; j < Sn; j++) {
      double tmp = C[i * Sn + j];
      for (k = 0; k < Sk; k++)
        tmp += A[i * Sk + k] * B[k * Sn + j];
      C[i * Sn + j] = tmp;
    }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<naive_mm>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %esi,-0x8(%rbp)
mov    %edx,-0xc(%rbp)
mov    %rcx,-0x18(%rbp)
mov    %r8,-0x20(%rbp)
mov    %r9,-0x28(%rbp)
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    11f5 <naive_mm+0xf5>
movl   $0x0,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    11e2 <naive_mm+0xe2>
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
imul   -0xc(%rbp),%ecx
add    -0x30(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x40(%rbp)
movl   $0x0,-0x34(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
jge    11b9 <naive_mm+0xb9>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
imul   -0x8(%rbp),%ecx
add    -0x34(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    -0x34(%rbp),%ecx
imul   -0xc(%rbp),%ecx
add    -0x30(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
movsd  -0x40(%rbp),%xmm1
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x40(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
jmp    1161 <naive_mm+0x61>
movsd  -0x40(%rbp),%xmm0
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
imul   -0xc(%rbp),%ecx
add    -0x30(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x30(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
jmp    1133 <naive_mm+0x33>
jmp    11e7 <naive_mm+0xe7>
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    1120 <naive_mm+0x20>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<naive_mm>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
mov    %r8,-0x28(%rsp)
mov    %rcx,-0x30(%rsp)
mov    %edx,-0x3c(%rsp)
test   %edi,%edi
jle    126b <naive_mm+0x16b>
movslq -0x3c(%rsp),%r13
movslq %esi,%rcx
mov    %edi,%eax
mov    %rax,-0x10(%rsp)
mov    %r13d,%r15d
mov    %ecx,%ebp
mov    %ebp,%ebx
and    $0xfffffffe,%ebx
mov    -0x30(%rsp),%rax
lea    0x8(%rax),%rdi
mov    %rcx,-0x20(%rsp)
lea    0x0(,%rcx,8),%rax
mov    %rax,-0x18(%rsp)
mov    %r13,%rax
shl    $0x4,%rax
xor    %ecx,%ecx
mov    %rcx,-0x38(%rsp)
jmp    1191 <naive_mm+0x91>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
mov    -0x38(%rsp),%rdx
add    $0x1,%rdx
add    -0x18(%rsp),%rdi
mov    %rdx,%rcx
mov    %rdx,-0x38(%rsp)
cmp    -0x10(%rsp),%rdx
je     126b <naive_mm+0x16b>
cmpl   $0x0,-0x3c(%rsp)
jle    1170 <naive_mm+0x70>
mov    -0x38(%rsp),%rcx
mov    %rcx,%r10
imul   %r13,%r10
imul   -0x20(%rsp),%rcx
mov    %rcx,-0x8(%rsp)
mov    -0x28(%rsp),%r14
xor    %edx,%edx
jmp    11d3 <naive_mm+0xd3>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movsd  %xmm0,(%r9,%r12,8)
add    $0x1,%rdx
add    $0x8,%r14
cmp    %r15,%rdx
je     1170 <naive_mm+0x70>
lea    (%rdx,%r10,1),%r12
movsd  (%r9,%r12,8),%xmm0
test   %esi,%esi
jle    11c0 <naive_mm+0xc0>
cmp    $0x1,%esi
jne    11f0 <naive_mm+0xf0>
xor    %r11d,%r11d
jmp    1230 <naive_mm+0x130>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %r14,%r8
xor    %r11d,%r11d
movapd %xmm0,%xmm1
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
movsd  -0x8(%rdi,%r11,8),%xmm2
mulsd  (%r8),%xmm2
movsd  (%rdi,%r11,8),%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm2
mulsd  (%r8,%r13,8),%xmm0
addsd  %xmm2,%xmm0
add    $0x2,%r11
add    %rax,%r8
movapd %xmm0,%xmm1
cmp    %r11,%rbx
jne    1200 <naive_mm+0x100>
test   $0x1,%bpl
je     11c0 <naive_mm+0xc0>
mov    %rbp,%r8
mov    -0x8(%rsp),%rcx
lea    (%r11,%rcx,1),%rbp
mov    -0x30(%rsp),%rcx
movsd  (%rcx,%rbp,8),%xmm1
imul   %r13,%r11
add    %rdx,%r11
mov    -0x28(%rsp),%rbp
mulsd  0x0(%rbp,%r11,8),%xmm1
mov    %r8,%rbp
addsd  %xmm1,%xmm0
jmp    11c0 <naive_mm+0xc0>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @naive_mm(i32 %0, i32 %1, i32 %2, double* %3, double* %4, double* %5) {
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca double*
%11 = alloca double*
%12 = alloca double*
%13 = alloca i32
%14 = alloca i32
%15 = alloca i32
%16 = alloca double
store i32 %0, i32* %7
store i32 %1, i32* %8
store i32 %2, i32* %9
store double* %3, double** %10
store double* %4, double** %11
store double* %5, double** %12
store i32 0, i32* %13
br label %17
17: ; preds = %78, %6
%18 = load i32, i32* %13
%19 = load i32, i32* %7
%20 = icmp slt i32 %18, %19
br i1 %20, label %21, label %81
21: ; preds = %17
store i32 0, i32* %14
br label %22
22: ; preds = %74, %21
%23 = load i32, i32* %14
%24 = load i32, i32* %9
%25 = icmp slt i32 %23, %24
br i1 %25, label %26, label %77
26: ; preds = %22
%27 = load double*, double** %12
%28 = load i32, i32* %13
%29 = load i32, i32* %9
%30 = mul nsw i32 %28, %29
%31 = load i32, i32* %14
%32 = add nsw i32 %30, %31
%33 = sext i32 %32 to i64
%34 = getelementptr inbounds double, double* %27, i64 %33
%35 = load double, double* %34
store double %35, double* %16
store i32 0, i32* %15
br label %36
36: ; preds = %61, %26
%37 = load i32, i32* %15
%38 = load i32, i32* %8
%39 = icmp slt i32 %37, %38
br i1 %39, label %40, label %64
40: ; preds = %36
%41 = load double*, double** %10
%42 = load i32, i32* %13
%43 = load i32, i32* %8
%44 = mul nsw i32 %42, %43
%45 = load i32, i32* %15
%46 = add nsw i32 %44, %45
%47 = sext i32 %46 to i64
%48 = getelementptr inbounds double, double* %41, i64 %47
%49 = load double, double* %48
%50 = load double*, double** %11
%51 = load i32, i32* %15
%52 = load i32, i32* %9
%53 = mul nsw i32 %51, %52
%54 = load i32, i32* %14
%55 = add nsw i32 %53, %54
%56 = sext i32 %55 to i64
%57 = getelementptr inbounds double, double* %50, i64 %56
%58 = load double, double* %57
%59 = load double, double* %16
%60 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %49, double %58, double %59)
store double %60, double* %16
br label %61
61: ; preds = %40
%62 = load i32, i32* %15
%63 = add nsw i32 %62, 1
store i32 %63, i32* %15
br label %36
64: ; preds = %36
%65 = load double, double* %16
%66 = load double*, double** %12
%67 = load i32, i32* %13
%68 = load i32, i32* %9
%69 = mul nsw i32 %67, %68
%70 = load i32, i32* %14
%71 = add nsw i32 %69, %70
%72 = sext i32 %71 to i64
%73 = getelementptr inbounds double, double* %66, i64 %72
store double %65, double* %73
br label %74
74: ; preds = %64
%75 = load i32, i32* %14
%76 = add nsw i32 %75, 1
store i32 %76, i32* %14
br label %22
77: ; preds = %22
br label %78
78: ; preds = %77
%79 = load i32, i32* %13
%80 = add nsw i32 %79, 1
store i32 %80, i32* %13
br label %17
81: ; preds = %17
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @naive_mm(i32 %0, i32 %1, i32 %2, double* nocapture %3, double* nocapture %4, double* nocapture %5) {
%7 = icmp sgt i32 %0, 0
br i1 %7, label %8, label %75
8: ; preds = %6
%9 = icmp sgt i32 %2, 0
%10 = icmp sgt i32 %1, 0
%11 = sext i32 %2 to i64
%12 = sext i32 %1 to i64
%13 = zext i32 %0 to i64
%14 = zext i32 %2 to i64
%15 = zext i32 %1 to i64
%16 = and i64 %15, 1
%17 = icmp eq i32 %1, 1
%18 = and i64 %15, 4294967294
%19 = icmp eq i64 %16, 0
br label %20
20: ; preds = %8, %72
%21 = phi i64 [ 0, %8 ], [ %73, %72 ]
br i1 %9, label %22, label %72
22: ; preds = %20
%23 = mul nsw i64 %21, %11
%24 = mul nsw i64 %21, %12
br label %25
25: ; preds = %22, %68
%26 = phi i64 [ 0, %22 ], [ %70, %68 ]
%27 = add nsw i64 %26, %23
%28 = getelementptr inbounds double, double* %5, i64 %27
%29 = load double, double* %28
br i1 %10, label %30, label %68
30: ; preds = %25
br i1 %17, label %55, label %31
31: ; preds = %30, %31
%32 = phi i64 [ %52, %31 ], [ 0, %30 ]
%33 = phi double [ %51, %31 ], [ %29, %30 ]
%34 = phi i64 [ %53, %31 ], [ 0, %30 ]
%35 = add nsw i64 %32, %24
%36 = getelementptr inbounds double, double* %3, i64 %35
%37 = load double, double* %36
%38 = mul nsw i64 %32, %11
%39 = add nsw i64 %38, %26
%40 = getelementptr inbounds double, double* %4, i64 %39
%41 = load double, double* %40
%42 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %37, double %41, double %33)
%43 = or i64 %32, 1
%44 = add nsw i64 %43, %24
%45 = getelementptr inbounds double, double* %3, i64 %44
%46 = load double, double* %45
%47 = mul nsw i64 %43, %11
%48 = add nsw i64 %47, %26
%49 = getelementptr inbounds double, double* %4, i64 %48
%50 = load double, double* %49
%51 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %46, double %50, double %42)
%52 = add nuw nsw i64 %32, 2
%53 = add i64 %34, 2
%54 = icmp eq i64 %53, %18
br i1 %54, label %55, label %31
55: ; preds = %31, %30
%56 = phi double [ undef, %30 ], [ %51, %31 ]
%57 = phi i64 [ 0, %30 ], [ %52, %31 ]
%58 = phi double [ %29, %30 ], [ %51, %31 ]
br i1 %19, label %68, label %59
59: ; preds = %55
%60 = add nsw i64 %57, %24
%61 = getelementptr inbounds double, double* %3, i64 %60
%62 = load double, double* %61
%63 = mul nsw i64 %57, %11
%64 = add nsw i64 %63, %26
%65 = getelementptr inbounds double, double* %4, i64 %64
%66 = load double, double* %65
%67 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %62, double %66, double %58)
br label %68
68: ; preds = %59, %55, %25
%69 = phi double [ %29, %25 ], [ %56, %55 ], [ %67, %59 ]
store double %69, double* %28
%70 = add nuw nsw i64 %26, 1
%71 = icmp eq i64 %70, %14
br i1 %71, label %72, label %25
72: ; preds = %68, %20
%73 = add nuw nsw i64 %21, 1
%74 = icmp eq i64 %73, %13
br i1 %74, label %75, label %20
75: ; preds = %72, %6
ret void
}