void matrix(int *a, int *b, int *c, int n, int m) {
  int i, j, k, sum;
  for (i = 0; i < n; i++) {
    for (j = 0; j < n; j++) {
      sum = 0;
      for (k = 0; k < m; k++) {
        sum = sum + (a[i * m + k] * b[k * n + j]);
      }
      c[i * n + j] = sum;
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<matrix>:
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    11ce <matrix+0xce>
movl   $0x0,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    11bb <matrix+0xbb>
movl   $0x0,-0x30(%rbp)
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0x20(%rbp),%eax
jge    1196 <matrix+0x96>
mov    -0x30(%rbp),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
mov    -0x24(%rbp),%edx
imul   -0x20(%rbp),%edx
add    -0x2c(%rbp),%edx
movslq %edx,%rdx
mov    (%rcx,%rdx,4),%ecx
mov    -0x10(%rbp),%rdx
mov    -0x2c(%rbp),%esi
imul   -0x1c(%rbp),%esi
add    -0x28(%rbp),%esi
movslq %esi,%rsi
imul   (%rdx,%rsi,4),%ecx
add    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    114b <matrix+0x4b>
mov    -0x30(%rbp),%edx
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
imul   -0x1c(%rbp),%ecx
add    -0x28(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    1131 <matrix+0x31>
jmp    11c0 <matrix+0xc0>
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    111e <matrix+0x1e>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<matrix>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
mov    %rsi,-0x28(%rsp)
mov    %rdi,-0x30(%rsp)
test   %ecx,%ecx
jle    1237 <matrix+0x137>
mov    %ecx,%eax
movslq %r8d,%rsi
mov    %esi,%r10d
mov    %r10d,%r11d
and    $0xfffffffe,%r11d
mov    -0x30(%rsp),%rcx
add    $0x4,%rcx
mov    %rsi,-0x18(%rsp)
lea    0x0(,%rsi,4),%rsi
mov    %rsi,-0x20(%rsp)
lea    0x0(,%rax,8),%rbx
xor    %r13d,%r13d
jmp    1177 <matrix+0x77>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
mov    -0x10(%rsp),%r13
add    $0x1,%r13
add    -0x20(%rsp),%rcx
cmp    %rax,%r13
je     1237 <matrix+0x137>
mov    %r13,%rsi
imul   -0x18(%rsp),%rsi
mov    %rsi,-0x8(%rsp)
mov    %r13,-0x10(%rsp)
imul   %rax,%r13
mov    -0x28(%rsp),%rsi
xor    %r9d,%r9d
jmp    11b8 <matrix+0xb8>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
xor    %r14d,%r14d
lea    (%r9,%r13,1),%rdi
mov    %r14d,(%rdx,%rdi,4)
add    $0x1,%r9
add    $0x4,%rsi
cmp    %rax,%r9
je     1160 <matrix+0x60>
test   %r8d,%r8d
jle    11a0 <matrix+0xa0>
xor    %r15d,%r15d
cmp    $0x1,%r8d
jne    11d0 <matrix+0xd0>
xor    %r14d,%r14d
jmp    1205 <matrix+0x105>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %rsi,%rbp
xor    %r14d,%r14d
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
mov    0x0(%rbp),%edi
imul   -0x4(%rcx,%r15,4),%edi
add    %r14d,%edi
mov    0x0(%rbp,%rax,4),%r14d
imul   (%rcx,%r15,4),%r14d
add    %edi,%r14d
add    $0x2,%r15
add    %rbx,%rbp
cmp    %r15,%r11
jne    11e0 <matrix+0xe0>
test   $0x1,%r10b
je     11a3 <matrix+0xa3>
mov    -0x8(%rsp),%rdi
lea    (%r15,%rdi,1),%r12
imul   %rax,%r15
add    %r9,%r15
mov    -0x28(%rsp),%rbp
mov    0x0(%rbp,%r15,4),%ebp
mov    -0x30(%rsp),%rdi
imul   (%rdi,%r12,4),%ebp
add    %ebp,%r14d
jmp    11a3 <matrix+0xa3>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

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

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