void mat_mult(int n_rowa, int n_cola, int n_colb, double *r, double *a,
              double *b) {
  int row, col, k;
  for (row = 0; row < n_rowa; row++) {
    for (col = 0; col < n_colb; col++) {
      int ridx = col + row * n_colb;
      r[ridx] = 0.;
      for (k = 0; k < n_cola; k++) {
        int aidx = k + row * n_cola;
        int bidx = col + k * n_colb;
        r[ridx] += a[aidx] * b[bidx];
      }
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<mat_mult>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %esi,-0x8(%rbp)
mov    %edx,-0xc(%rbp)
mov    %rcx,-0x18(%rbp)
mov    %r8,-0x20(%rbp)
mov    %r9,-0x28(%rbp)
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    11f7 <mat_mult+0xf7>
movl   $0x0,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    11e4 <mat_mult+0xe4>
mov    -0x30(%rbp),%eax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
imul   -0xc(%rbp),%ecx
add    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x38(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x38(%rbp),%rcx
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
movl   $0x0,-0x34(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
jge    11d1 <mat_mult+0xd1>
mov    -0x34(%rbp),%eax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
imul   -0x8(%rbp),%ecx
add    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%eax
mov    -0x34(%rbp),%ecx
imul   -0xc(%rbp),%ecx
add    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x40(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x3c(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0x40(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x38(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm1
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x34(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
jmp    1165 <mat_mult+0x65>
jmp    11d6 <mat_mult+0xd6>
mov    -0x30(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
jmp    1133 <mat_mult+0x33>
jmp    11e9 <mat_mult+0xe9>
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    1120 <mat_mult+0x20>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<mat_mult>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
mov    %r9,-0x28(%rsp)
mov    %r8,-0x30(%rsp)
mov    %edx,-0x3c(%rsp)
test   %edi,%edi
jle    1275 <mat_mult+0x175>
movslq -0x3c(%rsp),%r13
movslq %esi,%rdx
mov    %edi,%eax
mov    %rax,-0x10(%rsp)
mov    %r13d,%r15d
mov    %edx,%r14d
mov    %r14d,%ebx
and    $0xfffffffe,%ebx
mov    -0x30(%rsp),%rax
lea    0x8(%rax),%rdi
mov    %rdx,-0x20(%rsp)
lea    0x0(,%rdx,8),%rax
mov    %rax,-0x18(%rsp)
mov    %r13,%rax
shl    $0x4,%rax
xor    %edx,%edx
mov    %rdx,-0x38(%rsp)
jmp    1191 <mat_mult+0x91>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
mov    -0x38(%rsp),%rbp
add    $0x1,%rbp
add    -0x18(%rsp),%rdi
mov    %rbp,%rdx
mov    %rbp,-0x38(%rsp)
cmp    -0x10(%rsp),%rbp
je     1275 <mat_mult+0x175>
cmpl   $0x0,-0x3c(%rsp)
jle    1170 <mat_mult+0x70>
mov    -0x38(%rsp),%rdx
mov    %rdx,%r10
imul   %r13,%r10
imul   -0x20(%rsp),%rdx
mov    %rdx,-0x8(%rsp)
mov    -0x28(%rsp),%r8
xor    %edx,%edx
jmp    11cd <mat_mult+0xcd>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%rdx
add    $0x8,%r8
cmp    %r15,%rdx
je     1170 <mat_mult+0x70>
lea    (%rdx,%r10,1),%r12
movq   $0x0,(%rcx,%r12,8)
test   %esi,%esi
jle    11c0 <mat_mult+0xc0>
xorpd  %xmm0,%xmm0
cmp    $0x1,%esi
jne    11f0 <mat_mult+0xf0>
xor    %r11d,%r11d
jmp    1238 <mat_mult+0x138>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %r8,%r9
xor    %r11d,%r11d
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
movsd  -0x8(%rdi,%r11,8),%xmm1
mulsd  (%r9),%xmm1
addsd  %xmm0,%xmm1
movsd  %xmm1,(%rcx,%r12,8)
movsd  (%rdi,%r11,8),%xmm0
mulsd  (%r9,%r13,8),%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,(%rcx,%r12,8)
add    $0x2,%r11
add    %rax,%r9
cmp    %r11,%rbx
jne    1200 <mat_mult+0x100>
test   $0x1,%r14b
je     11c0 <mat_mult+0xc0>
mov    -0x8(%rsp),%rbp
lea    (%r11,%rbp,1),%r9
imul   %r13,%r11
add    %rdx,%r11
mov    -0x30(%rsp),%rbp
movsd  0x0(%rbp,%r9,8),%xmm1
mov    -0x28(%rsp),%rbp
mulsd  0x0(%rbp,%r11,8),%xmm1
addsd  %xmm0,%xmm1
movsd  %xmm1,(%rcx,%r12,8)
jmp    11c0 <mat_mult+0xc0>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @mat_mult(i32 %0, i32 %1, i32 %2, double* %3, double* %4, double* %5) {
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca double*
%11 = alloca double*
%12 = alloca double*
%13 = alloca i32
%14 = alloca i32
%15 = alloca i32
%16 = alloca i32
%17 = alloca i32
%18 = alloca i32
store i32 %0, i32* %7
store i32 %1, i32* %8
store i32 %2, i32* %9
store double* %3, double** %10
store double* %4, double** %11
store double* %5, double** %12
store i32 0, i32* %13
br label %19
19: ; preds = %77, %6
%20 = load i32, i32* %13
%21 = load i32, i32* %7
%22 = icmp slt i32 %20, %21
br i1 %22, label %23, label %80
23: ; preds = %19
store i32 0, i32* %14
br label %24
24: ; preds = %73, %23
%25 = load i32, i32* %14
%26 = load i32, i32* %9
%27 = icmp slt i32 %25, %26
br i1 %27, label %28, label %76
28: ; preds = %24
%29 = load i32, i32* %14
%30 = load i32, i32* %13
%31 = load i32, i32* %9
%32 = mul nsw i32 %30, %31
%33 = add nsw i32 %29, %32
store i32 %33, i32* %16
%34 = load double*, double** %10
%35 = load i32, i32* %16
%36 = sext i32 %35 to i64
%37 = getelementptr inbounds double, double* %34, i64 %36
store double 0.000000e+00, double* %37
store i32 0, i32* %15
br label %38
38: ; preds = %69, %28
%39 = load i32, i32* %15
%40 = load i32, i32* %8
%41 = icmp slt i32 %39, %40
br i1 %41, label %42, label %72
42: ; preds = %38
%43 = load i32, i32* %15
%44 = load i32, i32* %13
%45 = load i32, i32* %8
%46 = mul nsw i32 %44, %45
%47 = add nsw i32 %43, %46
store i32 %47, i32* %17
%48 = load i32, i32* %14
%49 = load i32, i32* %15
%50 = load i32, i32* %9
%51 = mul nsw i32 %49, %50
%52 = add nsw i32 %48, %51
store i32 %52, i32* %18
%53 = load double*, double** %11
%54 = load i32, i32* %17
%55 = sext i32 %54 to i64
%56 = getelementptr inbounds double, double* %53, i64 %55
%57 = load double, double* %56
%58 = load double*, double** %12
%59 = load i32, i32* %18
%60 = sext i32 %59 to i64
%61 = getelementptr inbounds double, double* %58, i64 %60
%62 = load double, double* %61
%63 = load double*, double** %10
%64 = load i32, i32* %16
%65 = sext i32 %64 to i64
%66 = getelementptr inbounds double, double* %63, i64 %65
%67 = load double, double* %66
%68 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %57, double %62, double %67)
store double %68, double* %66
br label %69
69: ; preds = %42
%70 = load i32, i32* %15
%71 = add nsw i32 %70, 1
store i32 %71, i32* %15
br label %38
72: ; preds = %38
br label %73
73: ; preds = %72
%74 = load i32, i32* %14
%75 = add nsw i32 %74, 1
store i32 %75, i32* %14
br label %24
76: ; preds = %24
br label %77
77: ; preds = %76
%78 = load i32, i32* %13
%79 = add nsw i32 %78, 1
store i32 %79, i32* %13
br label %19
80: ; preds = %19
ret void
}

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