void matrix_mul_long(const long *a, const long *b, long *c,
                     const unsigned int dimX1Y2, const unsigned int dimY1,
                     const unsigned int dimX2) {
  for (unsigned int y = 0; y < dimY1; y++) {
    for (unsigned int x = 0; x < dimX2; x++) {
      long val = 0;
      for (unsigned int k = 0; k < dimX1Y2; k++) {
        val += a[y * dimX2 + k] * b[k * dimX1Y2 + x];
      }
      c[y * dimX1Y2 + x] = val;
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<matrix_mul_long>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %ecx,-0x1c(%rbp)
mov    %r8d,-0x20(%rbp)
mov    %r9d,-0x24(%rbp)
movl   $0x0,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
cmp    -0x20(%rbp),%eax
jae    11d4 <matrix_mul_long+0xd4>
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0x24(%rbp),%eax
jae    11c1 <matrix_mul_long+0xc1>
movq   $0x0,-0x38(%rbp)
movl   $0x0,-0x3c(%rbp)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jae    119b <matrix_mul_long+0x9b>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%ecx
imul   -0x24(%rbp),%ecx
add    -0x3c(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%ecx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
mov    -0x3c(%rbp),%edx
imul   -0x1c(%rbp),%edx
add    -0x2c(%rbp),%edx
mov    %edx,%edx
imul   (%rcx,%rdx,8),%rax
add    -0x38(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
jmp    1150 <matrix_mul_long+0x50>
mov    -0x38(%rbp),%rdx
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%ecx
imul   -0x1c(%rbp),%ecx
add    -0x2c(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%ecx
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    1135 <matrix_mul_long+0x35>
jmp    11c6 <matrix_mul_long+0xc6>
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    1122 <matrix_mul_long+0x22>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<matrix_mul_long>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
mov    %rdx,-0x8(%rsp)
mov    %r8d,-0x28(%rsp)
test   %r8d,%r8d
je     126b <matrix_mul_long+0x16b>
mov    %r9d,%eax
mov    %rax,-0x10(%rsp)
mov    %ecx,%r11d
mov    %r11,-0x18(%rsp)
and    $0xfffffffe,%r11d
lea    (%rcx,%rcx,1),%r13d
xor    %eax,%eax
mov    %rax,-0x30(%rsp)
movl   $0x1,-0x34(%rsp)
mov    %r9d,-0x38(%rsp)
jmp    1171 <matrix_mul_long+0x71>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    -0x30(%rsp),%rax
add    $0x1,%eax
mov    -0x38(%rsp),%r9d
add    %r9d,-0x34(%rsp)
mov    %rax,-0x30(%rsp)
cmp    -0x28(%rsp),%eax
je     126b <matrix_mul_long+0x16b>
test   %r9d,%r9d
je     1150 <matrix_mul_long+0x50>
mov    -0x30(%rsp),%rax
mov    %eax,%edx
imul   -0x38(%rsp),%edx
mov    %rdx,-0x20(%rsp)
imul   %ecx,%eax
mov    %eax,-0x24(%rsp)
xor    %r9d,%r9d
jmp    11bb <matrix_mul_long+0xbb>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
mov    %r9d,%ebp
add    -0x24(%rsp),%ebp
mov    -0x8(%rsp),%rax
mov    %r14,(%rax,%rbp,8)
add    $0x1,%r9
cmp    -0x10(%rsp),%r9
je     1150 <matrix_mul_long+0x50>
test   %ecx,%ecx
je     1260 <matrix_mul_long+0x160>
mov    $0x0,%r8d
mov    $0x0,%r14d
cmp    $0x1,%ecx
je     1225 <matrix_mul_long+0x125>
mov    %r9d,%ebp
mov    -0x34(%rsp),%eax
mov    %eax,%r15d
xor    %r8d,%r8d
xor    %r14d,%r14d
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
lea    -0x1(%r15),%r12d
mov    %ebp,%r10d
mov    (%rsi,%r10,8),%rax
imul   (%rdi,%r12,8),%rax
add    %r14,%rax
mov    %r15d,%edx
lea    (%rcx,%rbp,1),%ebx
mov    (%rsi,%rbx,8),%r14
imul   (%rdi,%rdx,8),%r14
add    %rax,%r14
add    $0x2,%r8
add    $0x2,%r15d
add    %r13d,%ebp
cmp    %r8,%r11
jne    11f0 <matrix_mul_long+0xf0>
testb  $0x1,-0x18(%rsp)
je     11a0 <matrix_mul_long+0xa0>
mov    -0x20(%rsp),%rax
lea    (%rax,%r8,1),%r15d
imul   %ecx,%r8d
add    %r9d,%r8d
mov    (%rsi,%r8,8),%rbp
imul   (%rdi,%r15,8),%rbp
add    %rbp,%r14
jmp    11a0 <matrix_mul_long+0xa0>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %r9d,%ebp
xor    %r14d,%r14d
jmp    11a3 <matrix_mul_long+0xa3>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

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

LLVM IR (-O2):
define void @matrix_mul_long(i64* nocapture %0, i64* nocapture %1, i64* nocapture writeonly %2, i32 %3, i32 %4, i32 %5) {
%7 = icmp eq i32 %4, 0
br i1 %7, label %21, label %8
8: ; preds = %6
%9 = icmp eq i32 %5, 0
%10 = zext i32 %5 to i64
%11 = zext i32 %3 to i64
%12 = and i64 %11, 1
%13 = icmp eq i32 %3, 1
%14 = and i64 %11, 4294967294
%15 = icmp eq i64 %12, 0
br label %16
16: ; preds = %8, %25
%17 = phi i32 [ 0, %8 ], [ %26, %25 ]
br i1 %9, label %25, label %18
18: ; preds = %16
%19 = mul i32 %17, %5
%20 = mul i32 %17, %3
br label %22
21: ; preds = %25, %6
ret void
22: ; preds = %18, %48
%23 = phi i64 [ 0, %18 ], [ %54, %48 ]
%24 = trunc i64 %23 to i32
switch i32 %3, label %56 [
i32 0, label %48
i32 1, label %28
]
25: ; preds = %48, %16
%26 = add nuw i32 %17, 1
%27 = icmp eq i32 %26, %4
br i1 %27, label %21, label %16
28: ; preds = %56, %22
%29 = phi i64 [ undef, %22 ], [ %84, %56 ]
%30 = phi i64 [ 0, %22 ], [ %85, %56 ]
%31 = phi i64 [ 0, %22 ], [ %84, %56 ]
br i1 %15, label %45, label %32
32: ; preds = %28
%33 = trunc i64 %30 to i32
%34 = add i32 %19, %33
%35 = zext i32 %34 to i64
%36 = getelementptr inbounds i64, i64* %0, i64 %35
%37 = load i64, i64* %36
%38 = mul i32 %33, %3
%39 = add i32 %38, %24
%40 = zext i32 %39 to i64
%41 = getelementptr inbounds i64, i64* %1, i64 %40
%42 = load i64, i64* %41
%43 = mul nsw i64 %42, %37
%44 = add nsw i64 %43, %31
br label %45
45: ; preds = %28, %32
%46 = phi i64 [ %29, %28 ], [ %44, %32 ]
%47 = trunc i64 %23 to i32
br label %48
48: ; preds = %22, %45
%49 = phi i32 [ %47, %45 ], [ %24, %22 ]
%50 = phi i64 [ %46, %45 ], [ 0, %22 ]
%51 = add i32 %49, %20
%52 = zext i32 %51 to i64
%53 = getelementptr inbounds i64, i64* %2, i64 %52
store i64 %50, i64* %53
%54 = add nuw nsw i64 %23, 1
%55 = icmp eq i64 %54, %10
br i1 %55, label %25, label %22
56: ; preds = %22, %56
%57 = phi i64 [ %85, %56 ], [ 0, %22 ]
%58 = phi i64 [ %84, %56 ], [ 0, %22 ]
%59 = phi i64 [ %86, %56 ], [ 0, %22 ]
%60 = trunc i64 %57 to i32
%61 = add i32 %19, %60
%62 = zext i32 %61 to i64
%63 = getelementptr inbounds i64, i64* %0, i64 %62
%64 = load i64, i64* %63
%65 = mul i32 %60, %3
%66 = add i32 %65, %24
%67 = zext i32 %66 to i64
%68 = getelementptr inbounds i64, i64* %1, i64 %67
%69 = load i64, i64* %68
%70 = mul nsw i64 %69, %64
%71 = add nsw i64 %70, %58
%72 = trunc i64 %57 to i32
%73 = or i32 %72, 1
%74 = add i32 %19, %73
%75 = zext i32 %74 to i64
%76 = getelementptr inbounds i64, i64* %0, i64 %75
%77 = load i64, i64* %76
%78 = mul i32 %73, %3
%79 = add i32 %78, %24
%80 = zext i32 %79 to i64
%81 = getelementptr inbounds i64, i64* %1, i64 %80
%82 = load i64, i64* %81
%83 = mul nsw i64 %82, %77
%84 = add nsw i64 %83, %71
%85 = add nuw nsw i64 %57, 2
%86 = add i64 %59, 2
%87 = icmp eq i64 %86, %14
br i1 %87, label %28, label %56
}