void matrix_matrix_transpose_self_product(const double *a, double *product,
                                          unsigned int rows1,
                                          unsigned int cols1) {
  unsigned int i, j, k;
  for (i = 0; i < rows1; ++i) {
    for (j = 0; j < rows1; ++j) {
      double res = 0.0;
      for (k = 0; k < cols1; ++k)
        res += a[i * cols1 + k] * a[j * cols1 + k];
      product[i * rows1 + j] = res;
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<matrix_matrix_transpose_self_product>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
mov    %ecx,-0x18(%rbp)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jae    11d8 <matrix_matrix_transpose_self_product+0xd8>
movl   $0x0,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jae    11c5 <matrix_matrix_transpose_self_product+0xc5>
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x30(%rbp)
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jae    119d <matrix_matrix_transpose_self_product+0x9d>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
imul   -0x18(%rbp),%ecx
add    -0x24(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%ecx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%ecx
imul   -0x18(%rbp),%ecx
add    -0x24(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%ecx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
movsd  -0x30(%rbp),%xmm1
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x30(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    1147 <matrix_matrix_transpose_self_product+0x47>
movsd  -0x30(%rbp),%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
imul   -0x14(%rbp),%ecx
add    -0x20(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%ecx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    112c <matrix_matrix_transpose_self_product+0x2c>
jmp    11ca <matrix_matrix_transpose_self_product+0xca>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1119 <matrix_matrix_transpose_self_product+0x19>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<matrix_matrix_transpose_self_product>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
test   %edx,%edx
je     120d <matrix_matrix_transpose_self_product+0x10d>
mov    %edx,%r9d
mov    %ecx,%r8d
mov    %r8d,%eax
and    $0xfffffffe,%eax
xor    %r14d,%r14d
mov    $0x1,%r11d
mov    %edx,-0xc(%rsp)
jmp    1149 <matrix_matrix_transpose_self_product+0x49>
nopl   (%rax)
mov    -0x8(%rsp),%r14
add    $0x1,%r14d
add    %ecx,%r11d
mov    -0xc(%rsp),%edx
cmp    %edx,%r14d
je     120d <matrix_matrix_transpose_self_product+0x10d>
mov    %r14d,%r15d
imul   %edx,%r15d
mov    %r14,-0x8(%rsp)
imul   %ecx,%r14d
mov    $0x1,%r12d
xor    %r13d,%r13d
jmp    1185 <matrix_matrix_transpose_self_product+0x85>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
lea    (%r15,%r13,1),%edx
movsd  %xmm0,(%rsi,%rdx,8)
add    $0x1,%r13
add    %ecx,%r12d
cmp    %r9,%r13
je     1130 <matrix_matrix_transpose_self_product+0x30>
xorpd  %xmm0,%xmm0
test   %ecx,%ecx
je     1170 <matrix_matrix_transpose_self_product+0x70>
cmp    $0x1,%ecx
jne    11a0 <matrix_matrix_transpose_self_product+0xa0>
xor    %ebp,%ebp
jmp    11e8 <matrix_matrix_transpose_self_product+0xe8>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
mov    %r12d,%ebx
mov    %r11d,%r10d
xor    %ebp,%ebp
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
lea    -0x1(%r10),%edx
movsd  (%rdi,%rdx,8),%xmm1
lea    -0x1(%rbx),%edx
mulsd  (%rdi,%rdx,8),%xmm1
addsd  %xmm0,%xmm1
mov    %r10d,%edx
movsd  (%rdi,%rdx,8),%xmm0
mov    %ebx,%edx
mulsd  (%rdi,%rdx,8),%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
add    $0x2,%rbp
add    $0x2,%r10d
add    $0x2,%ebx
cmp    %rbp,%rax
jne    11b0 <matrix_matrix_transpose_self_product+0xb0>
test   $0x1,%r8b
je     1170 <matrix_matrix_transpose_self_product+0x70>
mov    %r13d,%edx
imul   %ecx,%edx
lea    (%r14,%rbp,1),%ebx
movsd  (%rdi,%rbx,8),%xmm1
add    %ebp,%edx
mulsd  (%rdi,%rdx,8),%xmm1
addsd  %xmm1,%xmm0
jmp    1170 <matrix_matrix_transpose_self_product+0x70>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @matrix_matrix_transpose_self_product(double* %0, double* %1, i32 %2, i32 %3) {
%5 = alloca double*
%6 = alloca double*
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
%12 = alloca double
store double* %0, double** %5
store double* %1, double** %6
store i32 %2, i32* %7
store i32 %3, i32* %8
store i32 0, i32* %9
br label %13
13: ; preds = %65, %4
%14 = load i32, i32* %9
%15 = load i32, i32* %7
%16 = icmp ult i32 %14, %15
br i1 %16, label %17, label %68
17: ; preds = %13
store i32 0, i32* %10
br label %18
18: ; preds = %61, %17
%19 = load i32, i32* %10
%20 = load i32, i32* %7
%21 = icmp ult i32 %19, %20
br i1 %21, label %22, label %64
22: ; preds = %18
store double 0.000000e+00, double* %12
store i32 0, i32* %11
br label %23
23: ; preds = %48, %22
%24 = load i32, i32* %11
%25 = load i32, i32* %8
%26 = icmp ult i32 %24, %25
br i1 %26, label %27, label %51
27: ; preds = %23
%28 = load double*, double** %5
%29 = load i32, i32* %9
%30 = load i32, i32* %8
%31 = mul i32 %29, %30
%32 = load i32, i32* %11
%33 = add i32 %31, %32
%34 = zext i32 %33 to i64
%35 = getelementptr inbounds double, double* %28, i64 %34
%36 = load double, double* %35
%37 = load double*, double** %5
%38 = load i32, i32* %10
%39 = load i32, i32* %8
%40 = mul i32 %38, %39
%41 = load i32, i32* %11
%42 = add i32 %40, %41
%43 = zext i32 %42 to i64
%44 = getelementptr inbounds double, double* %37, i64 %43
%45 = load double, double* %44
%46 = load double, double* %12
%47 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %36, double %45, double %46)
store double %47, double* %12
br label %48
48: ; preds = %27
%49 = load i32, i32* %11
%50 = add i32 %49, 1
store i32 %50, i32* %11
br label %23
51: ; preds = %23
%52 = load double, double* %12
%53 = load double*, double** %6
%54 = load i32, i32* %9
%55 = load i32, i32* %7
%56 = mul i32 %54, %55
%57 = load i32, i32* %10
%58 = add i32 %56, %57
%59 = zext i32 %58 to i64
%60 = getelementptr inbounds double, double* %53, i64 %59
store double %52, double* %60
br label %61
61: ; preds = %51
%62 = load i32, i32* %10
%63 = add i32 %62, 1
store i32 %63, i32* %10
br label %18
64: ; preds = %18
br label %65
65: ; preds = %64
%66 = load i32, i32* %9
%67 = add i32 %66, 1
store i32 %67, i32* %9
br label %13
68: ; preds = %13
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @matrix_matrix_transpose_self_product(double* nocapture %0, double* nocapture writeonly %1, i32 %2, i32 %3) {
%5 = icmp eq i32 %2, 0
br i1 %5, label %76, label %6
6: ; preds = %4
%7 = icmp eq i32 %3, 0
%8 = zext i32 %2 to i64
%9 = zext i32 %3 to i64
%10 = and i64 %9, 1
%11 = icmp eq i32 %3, 1
%12 = and i64 %9, 4294967294
%13 = icmp eq i64 %10, 0
br label %14
14: ; preds = %6, %73
%15 = phi i32 [ 0, %6 ], [ %74, %73 ]
%16 = mul i32 %15, %2
%17 = mul i32 %15, %3
br label %18
18: ; preds = %14, %66
%19 = phi i64 [ 0, %14 ], [ %71, %66 ]
%20 = trunc i64 %19 to i32
br i1 %7, label %66, label %21
21: ; preds = %18
%22 = mul i32 %20, %3
br i1 %11, label %51, label %23
23: ; preds = %21, %23
%24 = phi i64 [ %48, %23 ], [ 0, %21 ]
%25 = phi double [ %47, %23 ], [ 0.000000e+00, %21 ]
%26 = phi i64 [ %49, %23 ], [ 0, %21 ]
%27 = trunc i64 %24 to i32
%28 = add i32 %17, %27
%29 = zext i32 %28 to i64
%30 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %29
%31 = load double, double* %30
%32 = add i32 %22, %27
%33 = zext i32 %32 to i64
%34 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %33
%35 = load double, double* %34
%36 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %31, double %35, double %25)
%37 = trunc i64 %24 to i32
%38 = or i32 %37, 1
%39 = add i32 %17, %38
%40 = zext i32 %39 to i64
%41 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %40
%42 = load double, double* %41
%43 = add i32 %22, %38
%44 = zext i32 %43 to i64
%45 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %44
%46 = load double, double* %45
%47 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %42, double %46, double %36)
%48 = add nuw nsw i64 %24, 2
%49 = add i64 %26, 2
%50 = icmp eq i64 %49, %12
br i1 %50, label %51, label %23
51: ; preds = %23, %21
%52 = phi double [ undef, %21 ], [ %47, %23 ]
%53 = phi i64 [ 0, %21 ], [ %48, %23 ]
%54 = phi double [ 0.000000e+00, %21 ], [ %47, %23 ]
br i1 %13, label %66, label %55
55: ; preds = %51
%56 = trunc i64 %53 to i32
%57 = add i32 %17, %56
%58 = zext i32 %57 to i64
%59 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %58
%60 = load double, double* %59
%61 = add i32 %22, %56
%62 = zext i32 %61 to i64
%63 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %62
%64 = load double, double* %63
%65 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %60, double %64, double %54)
br label %66
66: ; preds = %55, %51, %18
%67 = phi double [ 0.000000e+00, %18 ], [ %52, %51 ], [ %65, %55 ]
%68 = add i32 %16, %20
%69 = zext i32 %68 to i64
%70 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %69
store double %67, double* %70
%71 = add nuw nsw i64 %19, 1
%72 = icmp eq i64 %71, %8
br i1 %72, label %73, label %18
73: ; preds = %66
%74 = add nuw i32 %15, 1
%75 = icmp eq i32 %74, %2
br i1 %75, label %76, label %14
76: ; preds = %73, %4
ret void
}