void mulmm(float *result, const float *s1, const float *s2) {
  int i, j, k;
  for (i = 0; i < 4; i++)
    for (j = 0; j < 4; j++) {
      double dest = 0;
      for (k = 0; k < 4; k++)
        dest += s1[(i + (k << 2))] * s2[(k + (j << 2))];
      result[(i + (j << 2))] = (float)dest;
    }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<mulmm>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
cmpl   $0x4,-0x1c(%rbp)
jge    11d6 <mulmm+0xd6>
movl   $0x0,-0x20(%rbp)
cmpl   $0x4,-0x20(%rbp)
jge    11c3 <mulmm+0xc3>
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x30(%rbp)
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
cmpl   $0x4,-0x24(%rbp)
jge    1195 <mulmm+0x95>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
mov    -0x24(%rbp),%edx
shl    $0x2,%edx
add    %edx,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
mov    -0x20(%rbp),%edx
shl    $0x2,%edx
add    %edx,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mulss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
cvtss2sd %xmm0,%xmm0
addsd  -0x30(%rbp),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x30(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    1141 <mulmm+0x41>
movsd  -0x30(%rbp),%xmm0
cvtsd2ss %xmm0,%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
mov    -0x20(%rbp),%edx
shl    $0x2,%edx
add    %edx,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movss  %xmm0,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    1128 <mulmm+0x28>
jmp    11c8 <mulmm+0xc8>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1117 <mulmm+0x17>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<mulmm>:
mov    $0xfffffffffffffffc,%rax
xorpd  %xmm0,%xmm0
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movss  0x10(%rsi,%rax,4),%xmm1
movss  0x20(%rsi,%rax,4),%xmm2
mulss  (%rdx),%xmm1
cvtss2sd %xmm1,%xmm1
addsd  %xmm0,%xmm1
mulss  0x4(%rdx),%xmm2
cvtss2sd %xmm2,%xmm2
addsd  %xmm1,%xmm2
movss  0x30(%rsi,%rax,4),%xmm1
mulss  0x8(%rdx),%xmm1
cvtss2sd %xmm1,%xmm1
addsd  %xmm2,%xmm1
movss  0x40(%rsi,%rax,4),%xmm2
mulss  0xc(%rdx),%xmm2
cvtss2sd %xmm2,%xmm2
addsd  %xmm1,%xmm2
xorps  %xmm1,%xmm1
cvtsd2ss %xmm2,%xmm1
movss  %xmm1,0x10(%rdi,%rax,4)
movss  0x10(%rsi,%rax,4),%xmm1
movss  0x20(%rsi,%rax,4),%xmm2
mulss  0x10(%rdx),%xmm1
cvtss2sd %xmm1,%xmm1
addsd  %xmm0,%xmm1
mulss  0x14(%rdx),%xmm2
cvtss2sd %xmm2,%xmm2
addsd  %xmm1,%xmm2
movss  0x30(%rsi,%rax,4),%xmm1
mulss  0x18(%rdx),%xmm1
cvtss2sd %xmm1,%xmm1
addsd  %xmm2,%xmm1
movss  0x40(%rsi,%rax,4),%xmm2
mulss  0x1c(%rdx),%xmm2
cvtss2sd %xmm2,%xmm2
addsd  %xmm1,%xmm2
xorps  %xmm1,%xmm1
cvtsd2ss %xmm2,%xmm1
movss  %xmm1,0x20(%rdi,%rax,4)
movss  0x10(%rsi,%rax,4),%xmm1
mulss  0x20(%rdx),%xmm1
movss  0x20(%rsi,%rax,4),%xmm2
cvtss2sd %xmm1,%xmm1
mulss  0x24(%rdx),%xmm2
addsd  %xmm0,%xmm1
cvtss2sd %xmm2,%xmm2
addsd  %xmm1,%xmm2
movss  0x30(%rsi,%rax,4),%xmm1
mulss  0x28(%rdx),%xmm1
cvtss2sd %xmm1,%xmm1
addsd  %xmm2,%xmm1
movss  0x40(%rsi,%rax,4),%xmm2
mulss  0x2c(%rdx),%xmm2
cvtss2sd %xmm2,%xmm2
addsd  %xmm1,%xmm2
xorps  %xmm1,%xmm1
cvtsd2ss %xmm2,%xmm1
movss  %xmm1,0x30(%rdi,%rax,4)
movss  0x10(%rsi,%rax,4),%xmm1
movss  0x20(%rsi,%rax,4),%xmm2
mulss  0x30(%rdx),%xmm1
cvtss2sd %xmm1,%xmm1
addsd  %xmm0,%xmm1
mulss  0x34(%rdx),%xmm2
cvtss2sd %xmm2,%xmm2
movss  0x30(%rsi,%rax,4),%xmm3
mulss  0x38(%rdx),%xmm3
addsd  %xmm1,%xmm2
xorps  %xmm1,%xmm1
cvtss2sd %xmm3,%xmm1
addsd  %xmm2,%xmm1
movss  0x40(%rsi,%rax,4),%xmm2
mulss  0x3c(%rdx),%xmm2
cvtss2sd %xmm2,%xmm2
addsd  %xmm1,%xmm2
xorps  %xmm1,%xmm1
cvtsd2ss %xmm2,%xmm1
movss  %xmm1,0x40(%rdi,%rax,4)
inc    %rax
jne    1110 <mulmm+0x10>
ret

LLVM IR (-O0):
define void @mulmm(float* %0, float* %1, float* %2) {
%4 = alloca float*
%5 = alloca float*
%6 = alloca float*
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca double
store float* %0, float** %4
store float* %1, float** %5
store float* %2, float** %6
store i32 0, i32* %7
br label %11
11: ; preds = %60, %3
%12 = load i32, i32* %7
%13 = icmp slt i32 %12, 4
br i1 %13, label %14, label %63
14: ; preds = %11
store i32 0, i32* %8
br label %15
15: ; preds = %56, %14
%16 = load i32, i32* %8
%17 = icmp slt i32 %16, 4
br i1 %17, label %18, label %59
18: ; preds = %15
store double 0.000000e+00, double* %10
store i32 0, i32* %9
br label %19
19: ; preds = %43, %18
%20 = load i32, i32* %9
%21 = icmp slt i32 %20, 4
br i1 %21, label %22, label %46
22: ; preds = %19
%23 = load float*, float** %5
%24 = load i32, i32* %7
%25 = load i32, i32* %9
%26 = shl i32 %25, 2
%27 = add nsw i32 %24, %26
%28 = sext i32 %27 to i64
%29 = getelementptr inbounds float, float* %23, i64 %28
%30 = load float, float* %29
%31 = load float*, float** %6
%32 = load i32, i32* %9
%33 = load i32, i32* %8
%34 = shl i32 %33, 2
%35 = add nsw i32 %32, %34
%36 = sext i32 %35 to i64
%37 = getelementptr inbounds float, float* %31, i64 %36
%38 = load float, float* %37
%39 = fmul float %30, %38
%40 = fpext float %39 to double
%41 = load double, double* %10
%42 = fadd double %41, %40
store double %42, double* %10
br label %43
43: ; preds = %22
%44 = load i32, i32* %9
%45 = add nsw i32 %44, 1
store i32 %45, i32* %9
br label %19
46: ; preds = %19
%47 = load double, double* %10
%48 = fptrunc double %47 to float
%49 = load float*, float** %4
%50 = load i32, i32* %7
%51 = load i32, i32* %8
%52 = shl i32 %51, 2
%53 = add nsw i32 %50, %52
%54 = sext i32 %53 to i64
%55 = getelementptr inbounds float, float* %49, i64 %54
store float %48, float* %55
br label %56
56: ; preds = %46
%57 = load i32, i32* %8
%58 = add nsw i32 %57, 1
store i32 %58, i32* %8
br label %15
59: ; preds = %15
br label %60
60: ; preds = %59
%61 = load i32, i32* %7
%62 = add nsw i32 %61, 1
store i32 %62, i32* %7
br label %11
63: ; preds = %11
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @mulmm(float* nocapture writeonly %0, float* nocapture %1, float* nocapture %2) {
%4 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 1
%5 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 2
%6 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 3
%7 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 4
%8 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 5
%9 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 6
%10 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 7
%11 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 8
%12 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 9
%13 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 10
%14 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 11
%15 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 12
%16 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 13
%17 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 14
%18 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 15
br label %19
19: ; preds = %3, %19
%20 = phi i64 [ 0, %3 ], [ %116, %19 ]
%21 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 %20
%22 = load float, float* %21
%23 = load float, float* %2
%24 = fmul float %22, %23
%25 = fpext float %24 to double
%26 = fadd double %25, 0.000000e+00
%27 = add nuw nsw i64 %20, 4
%28 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 %27
%29 = load float, float* %28
%30 = load float, float* %4
%31 = fmul float %29, %30
%32 = fpext float %31 to double
%33 = fadd double %26, %32
%34 = add nuw nsw i64 %20, 8
%35 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 %34
%36 = load float, float* %35
%37 = load float, float* %5
%38 = fmul float %36, %37
%39 = fpext float %38 to double
%40 = fadd double %33, %39
%41 = add nuw nsw i64 %20, 12
%42 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 %41
%43 = load float, float* %42
%44 = load float, float* %6
%45 = fmul float %43, %44
%46 = fpext float %45 to double
%47 = fadd double %40, %46
%48 = fptrunc double %47 to float
%49 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %20
store float %48, float* %49
%50 = load float, float* %21
%51 = load float, float* %7
%52 = fmul float %50, %51
%53 = fpext float %52 to double
%54 = fadd double %53, 0.000000e+00
%55 = load float, float* %28
%56 = load float, float* %8
%57 = fmul float %55, %56
%58 = fpext float %57 to double
%59 = fadd double %54, %58
%60 = load float, float* %35
%61 = load float, float* %9
%62 = fmul float %60, %61
%63 = fpext float %62 to double
%64 = fadd double %59, %63
%65 = load float, float* %42
%66 = load float, float* %10
%67 = fmul float %65, %66
%68 = fpext float %67 to double
%69 = fadd double %64, %68
%70 = fptrunc double %69 to float
%71 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %27
store float %70, float* %71
%72 = load float, float* %21
%73 = load float, float* %11
%74 = fmul float %72, %73
%75 = fpext float %74 to double
%76 = fadd double %75, 0.000000e+00
%77 = load float, float* %28
%78 = load float, float* %12
%79 = fmul float %77, %78
%80 = fpext float %79 to double
%81 = fadd double %76, %80
%82 = load float, float* %35
%83 = load float, float* %13
%84 = fmul float %82, %83
%85 = fpext float %84 to double
%86 = fadd double %81, %85
%87 = load float, float* %42
%88 = load float, float* %14
%89 = fmul float %87, %88
%90 = fpext float %89 to double
%91 = fadd double %86, %90
%92 = fptrunc double %91 to float
%93 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %34
store float %92, float* %93
%94 = load float, float* %21
%95 = load float, float* %15
%96 = fmul float %94, %95
%97 = fpext float %96 to double
%98 = fadd double %97, 0.000000e+00
%99 = load float, float* %28
%100 = load float, float* %16
%101 = fmul float %99, %100
%102 = fpext float %101 to double
%103 = fadd double %98, %102
%104 = load float, float* %35
%105 = load float, float* %17
%106 = fmul float %104, %105
%107 = fpext float %106 to double
%108 = fadd double %103, %107
%109 = load float, float* %42
%110 = load float, float* %18
%111 = fmul float %109, %110
%112 = fpext float %111 to double
%113 = fadd double %108, %112
%114 = fptrunc double %113 to float
%115 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %41
store float %114, float* %115
%116 = add nuw nsw i64 %20, 1
%117 = icmp eq i64 %116, 4
br i1 %117, label %118, label %19
118: ; preds = %19
ret void
}