void mulMat_fukuda(const int matsize, const double *mata, const double *matb,
                   double *matc) {
  int i;
  int counter_a = 0, counter = 0;
  while (1) {
    for (i = 0; i < matsize; i++) {
      matc[matsize * counter_a + counter] +=
          mata[i + matsize * counter_a] * matb[i * matsize + counter];
    }
    counter++;
    if (counter == matsize) {
      counter_a++;
      counter = 0;
    }
    if (counter_a == matsize) {
      break;
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<mulMat_fukuda>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x28(%rbp)
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    1193 <mulMat_fukuda+0x93>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
mov    -0x4(%rbp),%edx
imul   -0x28(%rbp),%edx
add    %edx,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
imul   -0x4(%rbp),%ecx
add    -0x2c(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    -0x4(%rbp),%ecx
imul   -0x28(%rbp),%ecx
add    -0x2c(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm1
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    1128 <mulMat_fukuda+0x28>
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jne    11b8 <mulMat_fukuda+0xb8>
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jne    11c9 <mulMat_fukuda+0xc9>
jmp    11ce <mulMat_fukuda+0xce>
jmp    1121 <mulMat_fukuda+0x21>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<mulMat_fukuda>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
movslq %edi,%rax
mov    %eax,%r9d
mov    %r9d,%r11d
and    $0xfffffffe,%r11d
mov    %rsi,-0x8(%rsp)
add    $0x8,%rsi
mov    %rsi,-0x18(%rsp)
lea    (%rdx,%rax,8),%r12
mov    %rax,-0x10(%rsp)
lea    (%rax,%rax,1),%rbx
xor    %r15d,%r15d
xor    %ebp,%ebp
jmp    115e <mulMat_fukuda+0x5e>
nopl   0x0(%rax)
add    $0x1,%ebp
xor    %eax,%eax
cmp    %edi,%ebp
sete   %al
mov    $0x0,%esi
cmove  %esi,%ebp
add    %eax,%r15d
cmp    %edi,%r15d
je     120c <mulMat_fukuda+0x10c>
test   %edi,%edi
jle    1140 <mulMat_fukuda+0x40>
mov    %r15d,%esi
imul   %edi,%esi
lea    (%rsi,%rbp,1),%eax
cltq
movslq %esi,%r10
movslq %ebp,%r14
movsd  (%rcx,%rax,8),%xmm0
cmp    $0x1,%edi
jne    1190 <mulMat_fukuda+0x90>
xor    %r8d,%r8d
jmp    11d7 <mulMat_fukuda+0xd7>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
mov    -0x18(%rsp),%rsi
lea    (%rsi,%r10,8),%rsi
mov    %r14,%r13
xor    %r8d,%r8d
nop
movsd  -0x8(%rsi,%r8,8),%xmm1
mulsd  (%rdx,%r13,8),%xmm1
addsd  %xmm0,%xmm1
movsd  %xmm1,(%rcx,%rax,8)
movsd  (%rsi,%r8,8),%xmm0
mulsd  (%r12,%r13,8),%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,(%rcx,%rax,8)
add    $0x2,%r8
add    %rbx,%r13
cmp    %r8,%r11
jne    11a0 <mulMat_fukuda+0xa0>
test   $0x1,%r9b
je     1140 <mulMat_fukuda+0x40>
add    %r8,%r10
mov    -0x8(%rsp),%rsi
movsd  (%rsi,%r10,8),%xmm1
imul   -0x10(%rsp),%r8
add    %r14,%r8
mulsd  (%rdx,%r8,8),%xmm1
addsd  %xmm0,%xmm1
movsd  %xmm1,(%rcx,%rax,8)
jmp    1140 <mulMat_fukuda+0x40>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

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

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