void matrix_mul_double(const double *a, const double *b, double *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++) {
      double val = 0.0;
      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_double>:
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    11e1 <matrix_mul_double+0xe1>
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0x24(%rbp),%eax
jae    11ce <matrix_mul_double+0xce>
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x38(%rbp)
movl   $0x0,-0x3c(%rbp)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jae    11a6 <matrix_mul_double+0xa6>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%ecx
imul   -0x24(%rbp),%ecx
add    -0x3c(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%ecx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x3c(%rbp),%ecx
imul   -0x1c(%rbp),%ecx
add    -0x2c(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%ecx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
movsd  -0x38(%rbp),%xmm1
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x38(%rbp)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
jmp    1150 <matrix_mul_double+0x50>
movsd  -0x38(%rbp),%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%ecx
imul   -0x1c(%rbp),%ecx
add    -0x2c(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%ecx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    1135 <matrix_mul_double+0x35>
jmp    11d3 <matrix_mul_double+0xd3>
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    1122 <matrix_mul_double+0x22>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<matrix_mul_double>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
mov    %r8d,-0xc(%rsp)
test   %r8d,%r8d
je     1246 <matrix_mul_double+0x146>
mov    %r9d,%r11d
mov    %ecx,%r12d
mov    %r12d,%r10d
and    $0xfffffffe,%r10d
lea    (%rcx,%rcx,1),%ebx
xor    %eax,%eax
mov    %rax,-0x18(%rsp)
movl   $0x1,-0x1c(%rsp)
mov    %r9d,-0x20(%rsp)
jmp    1161 <matrix_mul_double+0x61>
xchg   %ax,%ax
mov    -0x18(%rsp),%rax
add    $0x1,%eax
mov    -0x20(%rsp),%r9d
add    %r9d,-0x1c(%rsp)
mov    %rax,-0x18(%rsp)
cmp    -0xc(%rsp),%eax
je     1246 <matrix_mul_double+0x146>
test   %r9d,%r9d
je     1140 <matrix_mul_double+0x40>
mov    -0x18(%rsp),%rax
mov    %eax,%ebp
imul   -0x20(%rsp),%ebp
mov    %rbp,-0x8(%rsp)
mov    %eax,%r13d
imul   %ecx,%r13d
xor    %r8d,%r8d
jmp    11a4 <matrix_mul_double+0xa4>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
mov    %r8d,%ebp
add    %r13d,%ebp
movsd  %xmm0,(%rdx,%rbp,8)
add    $0x1,%r8
cmp    %r11,%r8
je     1140 <matrix_mul_double+0x40>
xorpd  %xmm0,%xmm0
test   %ecx,%ecx
je     1190 <matrix_mul_double+0x90>
cmp    $0x1,%ecx
jne    11c0 <matrix_mul_double+0xc0>
xor    %r14d,%r14d
jmp    1218 <matrix_mul_double+0x118>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xorpd  %xmm0,%xmm0
mov    %r8d,%ebp
mov    -0x1c(%rsp),%eax
mov    %eax,%r9d
xor    %r14d,%r14d
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
lea    -0x1(%r9),%r15d
movsd  (%rdi,%r15,8),%xmm1
mov    %ebp,%eax
mulsd  (%rsi,%rax,8),%xmm1
addsd  %xmm0,%xmm1
mov    %r9d,%eax
movsd  (%rdi,%rax,8),%xmm0
lea    (%rcx,%rbp,1),%eax
mulsd  (%rsi,%rax,8),%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
add    $0x2,%r14
add    $0x2,%r9d
add    %ebx,%ebp
cmp    %r14,%r10
jne    11e0 <matrix_mul_double+0xe0>
test   $0x1,%r12b
je     1190 <matrix_mul_double+0x90>
mov    -0x8(%rsp),%rax
lea    (%rax,%r14,1),%ebp
movsd  (%rdi,%rbp,8),%xmm1
imul   %ecx,%r14d
add    %r8d,%r14d
mulsd  (%rsi,%r14,8),%xmm1
addsd  %xmm1,%xmm0
jmp    1190 <matrix_mul_double+0x90>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @matrix_mul_double(double* %0, double* %1, double* %2, i32 %3, i32 %4, i32 %5) {
%7 = alloca double*
%8 = alloca double*
%9 = alloca double*
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
%13 = alloca i32
%14 = alloca i32
%15 = alloca double
%16 = alloca i32
store double* %0, double** %7
store double* %1, double** %8
store double* %2, double** %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 = %69, %6
%18 = load i32, i32* %13
%19 = load i32, i32* %11
%20 = icmp ult i32 %18, %19
br i1 %20, label %21, label %72
21: ; preds = %17
store i32 0, i32* %14
br label %22
22: ; preds = %65, %21
%23 = load i32, i32* %14
%24 = load i32, i32* %12
%25 = icmp ult i32 %23, %24
br i1 %25, label %26, label %68
26: ; preds = %22
store double 0.000000e+00, double* %15
store i32 0, i32* %16
br label %27
27: ; preds = %52, %26
%28 = load i32, i32* %16
%29 = load i32, i32* %10
%30 = icmp ult i32 %28, %29
br i1 %30, label %31, label %55
31: ; preds = %27
%32 = load double*, double** %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 double, double* %32, i64 %38
%40 = load double, double* %39
%41 = load double*, double** %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 double, double* %41, i64 %47
%49 = load double, double* %48
%50 = load double, double* %15
%51 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %40, double %49, double %50)
store double %51, double* %15
br label %52
52: ; preds = %31
%53 = load i32, i32* %16
%54 = add i32 %53, 1
store i32 %54, i32* %16
br label %27
55: ; preds = %27
%56 = load double, double* %15
%57 = load double*, double** %9
%58 = load i32, i32* %13
%59 = load i32, i32* %10
%60 = mul i32 %58, %59
%61 = load i32, i32* %14
%62 = add i32 %60, %61
%63 = zext i32 %62 to i64
%64 = getelementptr inbounds double, double* %57, i64 %63
store double %56, double* %64
br label %65
65: ; preds = %55
%66 = load i32, i32* %14
%67 = add i32 %66, 1
store i32 %67, i32* %14
br label %22
68: ; preds = %22
br label %69
69: ; preds = %68
%70 = load i32, i32* %13
%71 = add i32 %70, 1
store i32 %71, i32* %13
br label %17
72: ; preds = %17
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @matrix_mul_double(double* nocapture %0, double* nocapture %1, double* 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, %47
%23 = phi i64 [ 0, %18 ], [ %53, %47 ]
%24 = trunc i64 %23 to i32
switch i32 %3, label %55 [
i32 0, label %47
i32 1, label %28
]
25: ; preds = %47, %16
%26 = add nuw i32 %17, 1
%27 = icmp eq i32 %26, %4
br i1 %27, label %21, label %16
28: ; preds = %55, %22
%29 = phi double [ undef, %22 ], [ %81, %55 ]
%30 = phi i64 [ 0, %22 ], [ %82, %55 ]
%31 = phi double [ 0.000000e+00, %22 ], [ %81, %55 ]
br i1 %15, label %44, 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 double, double* %0, i64 %35
%37 = load double, double* %36
%38 = mul i32 %33, %3
%39 = add i32 %38, %24
%40 = zext i32 %39 to i64
%41 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %40
%42 = load double, double* %41
%43 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %37, double %42, double %31)
br label %44
44: ; preds = %28, %32
%45 = phi double [ %29, %28 ], [ %43, %32 ]
%46 = trunc i64 %23 to i32
br label %47
47: ; preds = %22, %44
%48 = phi i32 [ %46, %44 ], [ %24, %22 ]
%49 = phi double [ %45, %44 ], [ 0.000000e+00, %22 ]
%50 = add i32 %48, %20
%51 = zext i32 %50 to i64
%52 = getelementptr inbounds double, double* %2, i64 %51
store double %49, double* %52
%53 = add nuw nsw i64 %23, 1
%54 = icmp eq i64 %53, %10
br i1 %54, label %25, label %22
55: ; preds = %22, %55
%56 = phi i64 [ %82, %55 ], [ 0, %22 ]
%57 = phi double [ %81, %55 ], [ 0.000000e+00, %22 ]
%58 = phi i64 [ %83, %55 ], [ 0, %22 ]
%59 = trunc i64 %56 to i32
%60 = add i32 %19, %59
%61 = zext i32 %60 to i64
%62 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %61
%63 = load double, double* %62
%64 = mul i32 %59, %3
%65 = add i32 %64, %24
%66 = zext i32 %65 to i64
%67 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %66
%68 = load double, double* %67
%69 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %63, double %68, double %57)
%70 = trunc i64 %56 to i32
%71 = or i32 %70, 1
%72 = add i32 %19, %71
%73 = zext i32 %72 to i64
%74 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %73
%75 = load double, double* %74
%76 = mul i32 %71, %3
%77 = add i32 %76, %24
%78 = zext i32 %77 to i64
%79 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %78
%80 = load double, double* %79
%81 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %75, double %80, double %69)
%82 = add nuw nsw i64 %56, 2
%83 = add i64 %58, 2
%84 = icmp eq i64 %83, %14
br i1 %84, label %28, label %55
}