void naive_mm(int size, float *a, float *b, float *c) {
  int i, j, k;
  for (i = 0; i < size; i++)
    for (j = 0; j < size; j++) {
      *(c + i * size + j) = 0.0;
      for (k = 0; k < size; k++) {
        *(c + i * size + j) += *(a + i * size + k) * *(b + k * size + j);
      }
    }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<naive_mm>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    1208 <naive_mm+0x108>
movl   $0x0,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    11f5 <naive_mm+0xf5>
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
imul   -0x4(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
xorps  %xmm0,%xmm0
movss  %xmm0,(%rax,%rcx,4)
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    11e2 <naive_mm+0xe2>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
imul   -0x4(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
imul   -0x4(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm2
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
imul   -0x4(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm1
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
movss  %xmm0,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    1161 <naive_mm+0x61>
jmp    11e7 <naive_mm+0xe7>
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    112d <naive_mm+0x2d>
jmp    11fa <naive_mm+0xfa>
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    111a <naive_mm+0x1a>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<naive_mm>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
mov    %rcx,-0x8(%rsp)
mov    %rsi,-0x10(%rsp)
test   %edi,%edi
jle    120f <naive_mm+0x10f>
mov    %rdx,%r14
mov    %edi,%r8d
mov    %r8d,%r9d
and    $0xfffffffe,%r9d
mov    -0x10(%rsp),%rax
lea    0x4(%rax),%r13
lea    0x0(,%r8,4),%r10
lea    0x0(,%r8,8),%r11
xor    %esi,%esi
jmp    1160 <naive_mm+0x60>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%rsi
add    %r10,%r13
cmp    %r8,%rsi
je     120f <naive_mm+0x10f>
mov    %rsi,%rax
imul   %r8,%rax
mov    -0x8(%rsp),%rcx
lea    (%rcx,%rax,4),%rbx
mov    -0x10(%rsp),%rcx
lea    (%rcx,%rax,4),%r15
mov    %r14,%rdx
xor    %eax,%eax
jmp    118d <naive_mm+0x8d>
add    $0x1,%rax
add    $0x4,%rdx
cmp    %r8,%rax
je     1150 <naive_mm+0x50>
movl   $0x0,(%rbx,%rax,4)
xorps  %xmm0,%xmm0
cmp    $0x1,%edi
jne    11a0 <naive_mm+0xa0>
xor    %ebp,%ebp
jmp    11e8 <naive_mm+0xe8>
mov    %rdx,%r12
xor    %ebp,%ebp
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
movss  -0x4(%r13,%rbp,4),%xmm1
mulss  (%r12),%xmm1
addss  %xmm0,%xmm1
movss  %xmm1,(%rbx,%rax,4)
movss  0x0(%r13,%rbp,4),%xmm0
mulss  (%r12,%r10,1),%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
movss  %xmm0,(%rbx,%rax,4)
add    $0x2,%rbp
add    %r11,%r12
cmp    %rbp,%r9
jne    11b0 <naive_mm+0xb0>
test   $0x1,%r8b
je     1180 <naive_mm+0x80>
lea    (%r14,%rax,4),%rcx
movss  (%r15,%rbp,4),%xmm1
imul   %r8,%rbp
mulss  (%rcx,%rbp,4),%xmm1
addss  %xmm0,%xmm1
movss  %xmm1,(%rbx,%rax,4)
jmp    1180 <naive_mm+0x80>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

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

LLVM IR (-O2):
define void @naive_mm(i32 %0, float* nocapture %1, float* nocapture %2, float* nocapture %3) {
%5 = icmp sgt i32 %0, 0
br i1 %5, label %6, label %58
6: ; preds = %4
%7 = zext i32 %0 to i64
%8 = zext i32 %0 to i64
%9 = and i64 %8, 1
%10 = icmp eq i32 %0, 1
%11 = and i64 %8, 4294967294
%12 = icmp eq i64 %9, 0
br label %13
13: ; preds = %55, %6
%14 = phi i64 [ 0, %6 ], [ %56, %55 ]
%15 = mul nsw i64 %14, %7
%16 = getelementptr inbounds float, float* %3, i64 %15
%17 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 %15
br label %18
18: ; preds = %52, %13
%19 = phi i64 [ 0, %13 ], [ %53, %52 ]
%20 = getelementptr inbounds float, float* %16, i64 %19
store float 0.000000e+00, float* %20
%21 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 %19
br i1 %10, label %42, label %22
22: ; preds = %18, %22
%23 = phi float [ %38, %22 ], [ 0.000000e+00, %18 ]
%24 = phi i64 [ %39, %22 ], [ 0, %18 ]
%25 = phi i64 [ %40, %22 ], [ 0, %18 ]
%26 = getelementptr inbounds float, float* %17, i64 %24
%27 = load float, float* %26
%28 = mul nsw i64 %24, %7
%29 = getelementptr inbounds float, float* %21, i64 %28
%30 = load float, float* %29
%31 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %27, float %30, float %23)
store float %31, float* %20
%32 = or i64 %24, 1
%33 = getelementptr inbounds float, float* %17, i64 %32
%34 = load float, float* %33
%35 = mul nsw i64 %32, %7
%36 = getelementptr inbounds float, float* %21, i64 %35
%37 = load float, float* %36
%38 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %34, float %37, float %31)
store float %38, float* %20
%39 = add nuw nsw i64 %24, 2
%40 = add i64 %25, 2
%41 = icmp eq i64 %40, %11
br i1 %41, label %42, label %22
42: ; preds = %22, %18
%43 = phi float [ 0.000000e+00, %18 ], [ %38, %22 ]
%44 = phi i64 [ 0, %18 ], [ %39, %22 ]
br i1 %12, label %52, label %45
45: ; preds = %42
%46 = getelementptr inbounds float, float* %17, i64 %44
%47 = load float, float* %46
%48 = mul nsw i64 %44, %7
%49 = getelementptr inbounds float, float* %21, i64 %48
%50 = load float, float* %49
%51 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %47, float %50, float %43)
store float %51, float* %20
br label %52
52: ; preds = %42, %45
%53 = add nuw nsw i64 %19, 1
%54 = icmp eq i64 %53, %8
br i1 %54, label %55, label %18
55: ; preds = %52
%56 = add nuw nsw i64 %14, 1
%57 = icmp eq i64 %56, %8
br i1 %57, label %58, label %13
58: ; preds = %55, %4
ret void
}