void matrix_multiply(float *A, float *B, int m, int p, int n, float *C) {
  int i, j, k;
  for (i = 0; i < m; i++)
    for (j = 0; j < n; j++) {
      C[n * i + j] = 0;
      for (k = 0; k < p; k++)
        C[n * i + j] = C[n * i + j] + A[p * i + k] * B[n * k + j];
    }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<matrix_multiply>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
mov    %ecx,-0x18(%rbp)
mov    %r8d,-0x1c(%rbp)
mov    %r9,-0x28(%rbp)
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    1200 <matrix_multiply+0x100>
movl   $0x0,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    11ed <matrix_multiply+0xed>
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
imul   -0x2c(%rbp),%ecx
add    -0x30(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
xorps  %xmm0,%xmm0
movss  %xmm0,(%rax,%rcx,4)
movl   $0x0,-0x34(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jge    11da <matrix_multiply+0xda>
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
imul   -0x2c(%rbp),%ecx
add    -0x30(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm1
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
imul   -0x2c(%rbp),%ecx
add    -0x34(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
imul   -0x34(%rbp),%ecx
add    -0x30(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm2
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
imul   -0x2c(%rbp),%ecx
add    -0x30(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movss  %xmm0,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x34(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
jmp    1160 <matrix_multiply+0x60>
jmp    11df <matrix_multiply+0xdf>
mov    -0x30(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
jmp    1134 <matrix_multiply+0x34>
jmp    11f2 <matrix_multiply+0xf2>
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    1121 <matrix_multiply+0x21>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<matrix_multiply>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
mov    %r8d,-0x3c(%rsp)
mov    %rsi,-0x28(%rsp)
mov    %rdi,-0x30(%rsp)
test   %edx,%edx
jle    126c <matrix_multiply+0x16c>
movslq -0x3c(%rsp),%r13
movslq %ecx,%rsi
mov    %edx,%eax
mov    %rax,-0x10(%rsp)
mov    %r13d,%r15d
mov    %esi,%r14d
mov    %r14d,%ebx
and    $0xfffffffe,%ebx
mov    -0x30(%rsp),%rax
lea    0x4(%rax),%rdx
mov    %rsi,-0x20(%rsp)
lea    0x0(,%rsi,4),%rax
mov    %rax,-0x18(%rsp)
lea    0x0(,%r13,8),%rax
xor    %esi,%esi
mov    %rsi,-0x38(%rsp)
mov    -0x30(%rsp),%r10
jmp    1191 <matrix_multiply+0x91>
nopl   (%rax)
mov    -0x38(%rsp),%rdi
add    $0x1,%rdi
add    -0x18(%rsp),%rdx
mov    %rdi,%rsi
mov    %rdi,-0x38(%rsp)
cmp    -0x10(%rsp),%rdi
je     126c <matrix_multiply+0x16c>
cmpl   $0x0,-0x3c(%rsp)
jle    1170 <matrix_multiply+0x70>
mov    -0x38(%rsp),%rsi
mov    %rsi,%rbp
imul   %r13,%rbp
imul   -0x20(%rsp),%rsi
mov    %rsi,-0x8(%rsp)
mov    -0x28(%rsp),%rdi
xor    %r12d,%r12d
jmp    11cd <matrix_multiply+0xcd>
nopl   0x0(%rax)
add    $0x1,%r12
add    $0x4,%rdi
cmp    %r15,%r12
je     1170 <matrix_multiply+0x70>
lea    (%r12,%rbp,1),%r8
movl   $0x0,(%r9,%r8,4)
test   %ecx,%ecx
jle    11c0 <matrix_multiply+0xc0>
xorps  %xmm0,%xmm0
cmp    $0x1,%ecx
jne    11f0 <matrix_multiply+0xf0>
xor    %r11d,%r11d
jmp    1237 <matrix_multiply+0x137>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %rdi,%rsi
xor    %r11d,%r11d
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
movss  -0x4(%rdx,%r11,4),%xmm1
mulss  (%rsi),%xmm1
addss  %xmm0,%xmm1
movss  %xmm1,(%r9,%r8,4)
movss  (%rdx,%r11,4),%xmm0
mulss  (%rsi,%r13,4),%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
movss  %xmm0,(%r9,%r8,4)
add    $0x2,%r11
add    %rax,%rsi
cmp    %r11,%rbx
jne    1200 <matrix_multiply+0x100>
test   $0x1,%r14b
je     11c0 <matrix_multiply+0xc0>
mov    -0x8(%rsp),%rsi
add    %r11,%rsi
movss  (%r10,%rsi,4),%xmm1
imul   %r13,%r11
add    %r12,%r11
mov    -0x28(%rsp),%rsi
mulss  (%rsi,%r11,4),%xmm1
addss  %xmm0,%xmm1
movss  %xmm1,(%r9,%r8,4)
jmp    11c0 <matrix_multiply+0xc0>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

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

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