void dgemm_def(double *a, double *b, double *c, int n, int m, int q) {
  for (int i = 0; i < n; i++) {
    for (int j = 0; j < q; j++) {
      double s = 0.0;
      for (int k = 0; k < m; k++)
        s += a[i * m + k] * b[k * q + j];
      c[i * q + j] = s;
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<dgemm_def>:
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    -0x1c(%rbp),%eax
jge    11e4 <dgemm_def+0xe4>
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0x24(%rbp),%eax
jge    11d1 <dgemm_def+0xd1>
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x38(%rbp)
movl   $0x0,-0x3c(%rbp)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
cmp    -0x20(%rbp),%eax
jge    11a8 <dgemm_def+0xa8>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%ecx
imul   -0x20(%rbp),%ecx
add    -0x3c(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x3c(%rbp),%ecx
imul   -0x24(%rbp),%ecx
add    -0x2c(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
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 <dgemm_def+0x50>
movsd  -0x38(%rbp),%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%ecx
imul   -0x24(%rbp),%ecx
add    -0x2c(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    1135 <dgemm_def+0x35>
jmp    11d6 <dgemm_def+0xd6>
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    1122 <dgemm_def+0x22>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<dgemm_def>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
mov    %r9d,-0x34(%rsp)
mov    %rsi,-0x20(%rsp)
mov    %rdi,-0x28(%rsp)
test   %ecx,%ecx
jle    125e <dgemm_def+0x15e>
movslq -0x34(%rsp),%r13
movslq %r8d,%rsi
mov    %ecx,%eax
mov    %rax,-0x8(%rsp)
mov    %r13d,%r15d
mov    %esi,%r14d
mov    %r14d,%ebx
and    $0xfffffffe,%ebx
mov    -0x28(%rsp),%rax
lea    0x8(%rax),%rcx
mov    %rsi,-0x18(%rsp)
lea    0x0(,%rsi,8),%rax
mov    %rax,-0x10(%rsp)
mov    %r13,%rax
shl    $0x4,%rax
xor    %esi,%esi
mov    %rsi,-0x30(%rsp)
jmp    1191 <dgemm_def+0x91>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    -0x30(%rsp),%rdi
add    $0x1,%rdi
add    -0x10(%rsp),%rcx
mov    %rdi,%rsi
mov    %rdi,-0x30(%rsp)
cmp    -0x8(%rsp),%rdi
je     125e <dgemm_def+0x15e>
cmpl   $0x0,-0x34(%rsp)
jle    1170 <dgemm_def+0x70>
mov    -0x30(%rsp),%r10
mov    %r10,%rbp
imul   -0x18(%rsp),%rbp
imul   %r13,%r10
mov    -0x20(%rsp),%r11
xor    %r12d,%r12d
jmp    11da <dgemm_def+0xda>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
xorpd  %xmm0,%xmm0
lea    (%r12,%r10,1),%rsi
movsd  %xmm0,(%rdx,%rsi,8)
add    $0x1,%r12
add    $0x8,%r11
cmp    %r15,%r12
je     1170 <dgemm_def+0x70>
test   %r8d,%r8d
jle    11c0 <dgemm_def+0xc0>
cmp    $0x1,%r8d
jne    11f0 <dgemm_def+0xf0>
xorpd  %xmm0,%xmm0
xor    %r9d,%r9d
jmp    122f <dgemm_def+0x12f>
xchg   %ax,%ax
xorpd  %xmm1,%xmm1
mov    %r11,%rsi
xor    %r9d,%r9d
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
movsd  -0x8(%rcx,%r9,8),%xmm2
mulsd  (%rsi),%xmm2
movsd  (%rcx,%r9,8),%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm2
mulsd  (%rsi,%r13,8),%xmm0
addsd  %xmm2,%xmm0
add    $0x2,%r9
add    %rax,%rsi
movapd %xmm0,%xmm1
cmp    %r9,%rbx
jne    1200 <dgemm_def+0x100>
test   $0x1,%r14b
je     11c4 <dgemm_def+0xc4>
lea    (%r9,%rbp,1),%rsi
mov    -0x28(%rsp),%rdi
movsd  (%rdi,%rsi,8),%xmm1
imul   %r13,%r9
add    %r12,%r9
mov    -0x20(%rsp),%rsi
mulsd  (%rsi,%r9,8),%xmm1
addsd  %xmm1,%xmm0
jmp    11c4 <dgemm_def+0xc4>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @dgemm_def(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* %10
%20 = icmp slt 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 slt 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* %11
%30 = icmp slt 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* %11
%35 = mul nsw i32 %33, %34
%36 = load i32, i32* %16
%37 = add nsw i32 %35, %36
%38 = sext 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* %12
%44 = mul nsw i32 %42, %43
%45 = load i32, i32* %14
%46 = add nsw i32 %44, %45
%47 = sext 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 nsw 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* %12
%60 = mul nsw i32 %58, %59
%61 = load i32, i32* %14
%62 = add nsw i32 %60, %61
%63 = sext 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 nsw 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 nsw i32 %70, 1
store i32 %71, i32* %13
br label %17
72: ; preds = %17
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @dgemm_def(double* nocapture %0, double* nocapture %1, double* nocapture writeonly %2, i32 %3, i32 %4, i32 %5) {
%7 = icmp sgt i32 %3, 0
br i1 %7, label %8, label %25
8: ; preds = %6
%9 = icmp sgt i32 %5, 0
%10 = icmp sgt i32 %4, 0
%11 = sext i32 %5 to i64
%12 = sext i32 %4 to i64
%13 = zext i32 %3 to i64
%14 = zext i32 %5 to i64
%15 = zext i32 %4 to i64
%16 = and i64 %15, 1
%17 = icmp eq i32 %4, 1
%18 = and i64 %15, 4294967294
%19 = icmp eq i64 %16, 0
br label %20
20: ; preds = %8, %29
%21 = phi i64 [ 0, %8 ], [ %30, %29 ]
br i1 %9, label %22, label %29
22: ; preds = %20
%23 = mul nsw i64 %21, %12
%24 = mul nsw i64 %21, %11
br label %26
25: ; preds = %29, %6
ret void
26: ; preds = %22, %45
%27 = phi i64 [ 0, %22 ], [ %49, %45 ]
br i1 %10, label %28, label %45
28: ; preds = %26
br i1 %17, label %32, label %51
29: ; preds = %45, %20
%30 = add nuw nsw i64 %21, 1
%31 = icmp eq i64 %30, %13
br i1 %31, label %25, label %20
32: ; preds = %51, %28
%33 = phi double [ undef, %28 ], [ %71, %51 ]
%34 = phi i64 [ 0, %28 ], [ %72, %51 ]
%35 = phi double [ 0.000000e+00, %28 ], [ %71, %51 ]
br i1 %19, label %45, label %36
36: ; preds = %32
%37 = add nsw i64 %34, %23
%38 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %37
%39 = load double, double* %38
%40 = mul nsw i64 %34, %11
%41 = add nsw i64 %40, %27
%42 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %41
%43 = load double, double* %42
%44 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %39, double %43, double %35)
br label %45
45: ; preds = %36, %32, %26
%46 = phi double [ 0.000000e+00, %26 ], [ %33, %32 ], [ %44, %36 ]
%47 = add nsw i64 %27, %24
%48 = getelementptr inbounds double, double* %2, i64 %47
store double %46, double* %48
%49 = add nuw nsw i64 %27, 1
%50 = icmp eq i64 %49, %14
br i1 %50, label %29, label %26
51: ; preds = %28, %51
%52 = phi i64 [ %72, %51 ], [ 0, %28 ]
%53 = phi double [ %71, %51 ], [ 0.000000e+00, %28 ]
%54 = phi i64 [ %73, %51 ], [ 0, %28 ]
%55 = add nsw i64 %52, %23
%56 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %55
%57 = load double, double* %56
%58 = mul nsw i64 %52, %11
%59 = add nsw i64 %58, %27
%60 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %59
%61 = load double, double* %60
%62 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %57, double %61, double %53)
%63 = or i64 %52, 1
%64 = add nsw i64 %63, %23
%65 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %64
%66 = load double, double* %65
%67 = mul nsw i64 %63, %11
%68 = add nsw i64 %67, %27
%69 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %68
%70 = load double, double* %69
%71 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %66, double %70, double %62)
%72 = add nuw nsw i64 %52, 2
%73 = add i64 %54, 2
%74 = icmp eq i64 %73, %18
br i1 %74, label %32, label %51
}