void mmul3(int *a, int *b, int *res, int h, int w) {
  for (int i = 0; i < h; i++) {
    for (int j = 0; j < w; j++) {
      for (int k = 0; k < w; k += 4) {
        (res + i * w)[j] += (a + i * w)[k] * (b + k * w)[j];
        (res + i * w)[j] += (a + i * w)[k + 1] * (b + (k + 1) * w)[j];
        (res + i * w)[j] += (a + i * w)[k + 2] * (b + (k + 2) * w)[j];
        (res + i * w)[j] += (a + i * w)[k + 3] * (b + (k + 3) * w)[j];
      }
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<mmul3>:
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)
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    12fc <mmul3+0x1fc>
movl   $0x0,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
cmp    -0x20(%rbp),%eax
jge    12e9 <mmul3+0x1e9>
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0x20(%rbp),%eax
jge    12d6 <mmul3+0x1d6>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
imul   -0x20(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
imul   -0x20(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
imul   (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
imul   -0x20(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
add    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
imul   -0x20(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
imul   -0x20(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
imul   (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
imul   -0x20(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
add    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
imul   -0x20(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
add    $0x2,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
add    $0x2,%ecx
imul   -0x20(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
imul   (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
imul   -0x20(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
add    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
imul   -0x20(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
add    $0x3,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
add    $0x3,%ecx
imul   -0x20(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
imul   (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
imul   -0x20(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
add    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x4,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    1144 <mmul3+0x44>
jmp    12db <mmul3+0x1db>
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    1131 <mmul3+0x31>
jmp    12ee <mmul3+0x1ee>
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    111e <mmul3+0x1e>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<mmul3>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
mov    %r8d,-0x14(%rsp)
mov    %rdx,-0x8(%rsp)
mov    %rsi,-0x10(%rsp)
test   %ecx,%ecx
jle    11e9 <mmul3+0xe9>
movslq -0x14(%rsp),%rax
mov    %ecx,%r8d
mov    %eax,%r10d
mov    %rax,%r15
shl    $0x4,%r15
add    $0xc,%rdi
lea    0x0(,%rax,4),%r11
lea    (%r11,%r11,2),%r13
xor    %r14d,%r14d
jmp    1160 <mmul3+0x60>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%r14
add    %r11,%rdi
cmp    %r8,%r14
je     11e9 <mmul3+0xe9>
cmpl   $0x0,-0x14(%rsp)
jle    1150 <mmul3+0x50>
mov    %r14,%rcx
imul   %rax,%rcx
mov    -0x8(%rsp),%rdx
lea    (%rdx,%rcx,4),%rcx
mov    -0x10(%rsp),%r12
xor    %ebx,%ebx
xchg   %ax,%ax
mov    (%rcx,%rbx,4),%edx
mov    %r12,%rbp
xor    %r9d,%r9d
nopl   0x0(%rax)
mov    0x0(%rbp),%esi
imul   -0xc(%rdi,%r9,4),%esi
add    %edx,%esi
mov    %esi,(%rcx,%rbx,4)
mov    0x0(%rbp,%rax,4),%edx
imul   -0x8(%rdi,%r9,4),%edx
add    %esi,%edx
mov    %edx,(%rcx,%rbx,4)
mov    0x0(%rbp,%rax,8),%esi
imul   -0x4(%rdi,%r9,4),%esi
add    %edx,%esi
mov    %esi,(%rcx,%rbx,4)
mov    0x0(%rbp,%r13,1),%edx
imul   (%rdi,%r9,4),%edx
add    %esi,%edx
mov    %edx,(%rcx,%rbx,4)
add    $0x4,%r9
add    %r15,%rbp
cmp    %rax,%r9
jl     1190 <mmul3+0x90>
add    $0x1,%rbx
add    $0x4,%r12
cmp    %r10,%rbx
jne    1180 <mmul3+0x80>
jmp    1150 <mmul3+0x50>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @mmul3(i32* %0, i32* %1, i32* %2, i32 %3, i32 %4) {
%6 = alloca i32*
%7 = alloca i32*
%8 = alloca i32*
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
%13 = alloca i32
store i32* %0, i32** %6
store i32* %1, i32** %7
store i32* %2, i32** %8
store i32 %3, i32* %9
store i32 %4, i32* %10
store i32 0, i32* %11
br label %14
14: ; preds = %171, %5
%15 = load i32, i32* %11
%16 = load i32, i32* %9
%17 = icmp slt i32 %15, %16
br i1 %17, label %18, label %174
18: ; preds = %14
store i32 0, i32* %12
br label %19
19: ; preds = %167, %18
%20 = load i32, i32* %12
%21 = load i32, i32* %10
%22 = icmp slt i32 %20, %21
br i1 %22, label %23, label %170
23: ; preds = %19
store i32 0, i32* %13
br label %24
24: ; preds = %163, %23
%25 = load i32, i32* %13
%26 = load i32, i32* %10
%27 = icmp slt i32 %25, %26
br i1 %27, label %28, label %166
28: ; preds = %24
%29 = load i32*, i32** %6
%30 = load i32, i32* %11
%31 = load i32, i32* %10
%32 = mul nsw i32 %30, %31
%33 = sext i32 %32 to i64
%34 = getelementptr inbounds i32, i32* %29, i64 %33
%35 = load i32, i32* %13
%36 = sext i32 %35 to i64
%37 = getelementptr inbounds i32, i32* %34, i64 %36
%38 = load i32, i32* %37
%39 = load i32*, i32** %7
%40 = load i32, i32* %13
%41 = load i32, i32* %10
%42 = mul nsw i32 %40, %41
%43 = sext i32 %42 to i64
%44 = getelementptr inbounds i32, i32* %39, i64 %43
%45 = load i32, i32* %12
%46 = sext i32 %45 to i64
%47 = getelementptr inbounds i32, i32* %44, i64 %46
%48 = load i32, i32* %47
%49 = mul nsw i32 %38, %48
%50 = load i32*, i32** %8
%51 = load i32, i32* %11
%52 = load i32, i32* %10
%53 = mul nsw i32 %51, %52
%54 = sext i32 %53 to i64
%55 = getelementptr inbounds i32, i32* %50, i64 %54
%56 = load i32, i32* %12
%57 = sext i32 %56 to i64
%58 = getelementptr inbounds i32, i32* %55, i64 %57
%59 = load i32, i32* %58
%60 = add nsw i32 %59, %49
store i32 %60, i32* %58
%61 = load i32*, i32** %6
%62 = load i32, i32* %11
%63 = load i32, i32* %10
%64 = mul nsw i32 %62, %63
%65 = sext i32 %64 to i64
%66 = getelementptr inbounds i32, i32* %61, i64 %65
%67 = load i32, i32* %13
%68 = add nsw i32 %67, 1
%69 = sext i32 %68 to i64
%70 = getelementptr inbounds i32, i32* %66, i64 %69
%71 = load i32, i32* %70
%72 = load i32*, i32** %7
%73 = load i32, i32* %13
%74 = add nsw i32 %73, 1
%75 = load i32, i32* %10
%76 = mul nsw i32 %74, %75
%77 = sext i32 %76 to i64
%78 = getelementptr inbounds i32, i32* %72, i64 %77
%79 = load i32, i32* %12
%80 = sext i32 %79 to i64
%81 = getelementptr inbounds i32, i32* %78, i64 %80
%82 = load i32, i32* %81
%83 = mul nsw i32 %71, %82
%84 = load i32*, i32** %8
%85 = load i32, i32* %11
%86 = load i32, i32* %10
%87 = mul nsw i32 %85, %86
%88 = sext i32 %87 to i64
%89 = getelementptr inbounds i32, i32* %84, i64 %88
%90 = load i32, i32* %12
%91 = sext i32 %90 to i64
%92 = getelementptr inbounds i32, i32* %89, i64 %91
%93 = load i32, i32* %92
%94 = add nsw i32 %93, %83
store i32 %94, i32* %92
%95 = load i32*, i32** %6
%96 = load i32, i32* %11
%97 = load i32, i32* %10
%98 = mul nsw i32 %96, %97
%99 = sext i32 %98 to i64
%100 = getelementptr inbounds i32, i32* %95, i64 %99
%101 = load i32, i32* %13
%102 = add nsw i32 %101, 2
%103 = sext i32 %102 to i64
%104 = getelementptr inbounds i32, i32* %100, i64 %103
%105 = load i32, i32* %104
%106 = load i32*, i32** %7
%107 = load i32, i32* %13
%108 = add nsw i32 %107, 2
%109 = load i32, i32* %10
%110 = mul nsw i32 %108, %109
%111 = sext i32 %110 to i64
%112 = getelementptr inbounds i32, i32* %106, i64 %111
%113 = load i32, i32* %12
%114 = sext i32 %113 to i64
%115 = getelementptr inbounds i32, i32* %112, i64 %114
%116 = load i32, i32* %115
%117 = mul nsw i32 %105, %116
%118 = load i32*, i32** %8
%119 = load i32, i32* %11
%120 = load i32, i32* %10
%121 = mul nsw i32 %119, %120
%122 = sext i32 %121 to i64
%123 = getelementptr inbounds i32, i32* %118, i64 %122
%124 = load i32, i32* %12
%125 = sext i32 %124 to i64
%126 = getelementptr inbounds i32, i32* %123, i64 %125
%127 = load i32, i32* %126
%128 = add nsw i32 %127, %117
store i32 %128, i32* %126
%129 = load i32*, i32** %6
%130 = load i32, i32* %11
%131 = load i32, i32* %10
%132 = mul nsw i32 %130, %131
%133 = sext i32 %132 to i64
%134 = getelementptr inbounds i32, i32* %129, i64 %133
%135 = load i32, i32* %13
%136 = add nsw i32 %135, 3
%137 = sext i32 %136 to i64
%138 = getelementptr inbounds i32, i32* %134, i64 %137
%139 = load i32, i32* %138
%140 = load i32*, i32** %7
%141 = load i32, i32* %13
%142 = add nsw i32 %141, 3
%143 = load i32, i32* %10
%144 = mul nsw i32 %142, %143
%145 = sext i32 %144 to i64
%146 = getelementptr inbounds i32, i32* %140, i64 %145
%147 = load i32, i32* %12
%148 = sext i32 %147 to i64
%149 = getelementptr inbounds i32, i32* %146, i64 %148
%150 = load i32, i32* %149
%151 = mul nsw i32 %139, %150
%152 = load i32*, i32** %8
%153 = load i32, i32* %11
%154 = load i32, i32* %10
%155 = mul nsw i32 %153, %154
%156 = sext i32 %155 to i64
%157 = getelementptr inbounds i32, i32* %152, i64 %156
%158 = load i32, i32* %12
%159 = sext i32 %158 to i64
%160 = getelementptr inbounds i32, i32* %157, i64 %159
%161 = load i32, i32* %160
%162 = add nsw i32 %161, %151
store i32 %162, i32* %160
br label %163
163: ; preds = %28
%164 = load i32, i32* %13
%165 = add nsw i32 %164, 4
store i32 %165, i32* %13
br label %24
166: ; preds = %24
br label %167
167: ; preds = %166
%168 = load i32, i32* %12
%169 = add nsw i32 %168, 1
store i32 %169, i32* %12
br label %19
170: ; preds = %19
br label %171
171: ; preds = %170
%172 = load i32, i32* %11
%173 = add nsw i32 %172, 1
store i32 %173, i32* %11
br label %14
174: ; preds = %14
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @mmul3(i32* nocapture %0, i32* nocapture %1, i32* nocapture %2, i32 %3, i32 %4) {
%6 = icmp sgt i32 %3, 0
br i1 %6, label %7, label %18
7: ; preds = %5
%8 = icmp sgt i32 %4, 0
%9 = sext i32 %4 to i64
%10 = zext i32 %3 to i64
%11 = zext i32 %4 to i64
br label %12
12: ; preds = %7, %27
%13 = phi i64 [ 0, %7 ], [ %28, %27 ]
br i1 %8, label %14, label %27
14: ; preds = %12
%15 = mul nsw i64 %13, %9
%16 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %15
%17 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %15
br label %19
18: ; preds = %27, %5
ret void
19: ; preds = %30, %14
%20 = phi i64 [ 0, %14 ], [ %31, %30 ]
%21 = getelementptr inbounds i32, i32* %17, i64 %20
%22 = load i32, i32* %21
%23 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %20
%24 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %20
%25 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %20
%26 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %20
br label %33
27: ; preds = %30, %12
%28 = add nuw nsw i64 %13, 1
%29 = icmp eq i64 %28, %10
br i1 %29, label %18, label %12
30: ; preds = %33
%31 = add nuw nsw i64 %20, 1
%32 = icmp eq i64 %31, %11
br i1 %32, label %27, label %19
33: ; preds = %19, %33
%34 = phi i32 [ %22, %19 ], [ %66, %33 ]
%35 = phi i64 [ 0, %19 ], [ %67, %33 ]
%36 = getelementptr inbounds i32, i32* %16, i64 %35
%37 = load i32, i32* %36
%38 = mul nsw i64 %35, %9
%39 = getelementptr inbounds i32, i32* %23, i64 %38
%40 = load i32, i32* %39
%41 = mul nsw i32 %40, %37
%42 = add nsw i32 %34, %41
store i32 %42, i32* %21
%43 = or i64 %35, 1
%44 = getelementptr inbounds i32, i32* %16, i64 %43
%45 = load i32, i32* %44
%46 = mul nsw i64 %43, %9
%47 = getelementptr inbounds i32, i32* %24, i64 %46
%48 = load i32, i32* %47
%49 = mul nsw i32 %48, %45
%50 = add nsw i32 %49, %42
store i32 %50, i32* %21
%51 = or i64 %35, 2
%52 = getelementptr inbounds i32, i32* %16, i64 %51
%53 = load i32, i32* %52
%54 = mul nsw i64 %51, %9
%55 = getelementptr inbounds i32, i32* %25, i64 %54
%56 = load i32, i32* %55
%57 = mul nsw i32 %56, %53
%58 = add nsw i32 %57, %50
store i32 %58, i32* %21
%59 = or i64 %35, 3
%60 = getelementptr inbounds i32, i32* %16, i64 %59
%61 = load i32, i32* %60
%62 = mul nsw i64 %59, %9
%63 = getelementptr inbounds i32, i32* %26, i64 %62
%64 = load i32, i32* %63
%65 = mul nsw i32 %64, %61
%66 = add nsw i32 %65, %58
store i32 %66, i32* %21
%67 = add nuw nsw i64 %35, 4
%68 = icmp slt i64 %67, %9
br i1 %68, label %33, label %30
}