void basic_prod(float *a, float *b, float *res, int size) {
  int i, j, k;
  for (i = 0; i < size; i++) {
    for (j = 0; j < size; j++) {
      res[i * size + j] = 0;
      for (k = 0; k < size; k++) {
        res[i * size + j] += a[i * size + k] * b[k * size + j];
      }
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<basic_prod>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %ecx,-0x1c(%rbp)
movl   $0x0,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    11e8 <basic_prod+0xe8>
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    11d5 <basic_prod+0xd5>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%ecx
imul   -0x1c(%rbp),%ecx
add    -0x24(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
xorps  %xmm0,%xmm0
movss  %xmm0,(%rax,%rcx,4)
movl   $0x0,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    11c2 <basic_prod+0xc2>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%ecx
imul   -0x1c(%rbp),%ecx
add    -0x28(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%ecx
imul   -0x1c(%rbp),%ecx
add    -0x24(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm2
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%ecx
imul   -0x1c(%rbp),%ecx
add    -0x24(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm1
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
movss  %xmm0,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    1159 <basic_prod+0x59>
jmp    11c7 <basic_prod+0xc7>
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    112d <basic_prod+0x2d>
jmp    11da <basic_prod+0xda>
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    111a <basic_prod+0x1a>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<basic_prod>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
mov    %rsi,-0x10(%rsp)
test   %ecx,%ecx
jle    1213 <basic_prod+0x113>
mov    %ecx,%r8d
mov    %r8d,%r9d
and    $0xfffffffe,%r9d
lea    0x4(%rdi),%rax
lea    0x0(,%r8,4),%r10
lea    0x0(,%r8,8),%r11
xor    %r15d,%r15d
jmp    1155 <basic_prod+0x55>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    -0x8(%rsp),%r15
add    $0x1,%r15
add    %r10,%rax
cmp    %r8,%r15
je     1213 <basic_prod+0x113>
mov    %r15,-0x8(%rsp)
imul   %r8,%r15
mov    -0x10(%rsp),%r14
xor    %r13d,%r13d
jmp    117d <basic_prod+0x7d>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%r13
add    $0x4,%r14
cmp    %r8,%r13
je     1140 <basic_prod+0x40>
lea    (%r15,%r13,1),%rbx
movl   $0x0,(%rdx,%rbx,4)
xorps  %xmm0,%xmm0
cmp    $0x1,%ecx
jne    11a0 <basic_prod+0xa0>
xor    %ebp,%ebp
jmp    11e5 <basic_prod+0xe5>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
mov    %r14,%r12
xor    %ebp,%ebp
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
movss  -0x4(%rax,%rbp,4),%xmm1
mulss  (%r12),%xmm1
addss  %xmm0,%xmm1
movss  %xmm1,(%rdx,%rbx,4)
movss  (%rax,%rbp,4),%xmm0
mulss  (%r12,%r10,1),%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
movss  %xmm0,(%rdx,%rbx,4)
add    $0x2,%rbp
add    %r11,%r12
cmp    %rbp,%r9
jne    11b0 <basic_prod+0xb0>
test   $0x1,%r8b
je     1170 <basic_prod+0x70>
lea    (%r15,%rbp,1),%rsi
movss  (%rdi,%rsi,4),%xmm1
imul   %r8,%rbp
add    %r13,%rbp
mov    -0x10(%rsp),%rsi
mulss  (%rsi,%rbp,4),%xmm1
addss  %xmm0,%xmm1
movss  %xmm1,(%rdx,%rbx,4)
jmp    1170 <basic_prod+0x70>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @basic_prod(float* %0, float* %1, float* %2, i32 %3) {
%5 = alloca float*
%6 = alloca float*
%7 = alloca float*
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
store float* %0, float** %5
store float* %1, float** %6
store float* %2, float** %7
store i32 %3, i32* %8
store i32 0, i32* %9
br label %12
12: ; preds = %71, %4
%13 = load i32, i32* %9
%14 = load i32, i32* %8
%15 = icmp slt i32 %13, %14
br i1 %15, label %16, label %74
16: ; preds = %12
store i32 0, i32* %10
br label %17
17: ; preds = %67, %16
%18 = load i32, i32* %10
%19 = load i32, i32* %8
%20 = icmp slt i32 %18, %19
br i1 %20, label %21, label %70
21: ; preds = %17
%22 = load float*, float** %7
%23 = load i32, i32* %9
%24 = load i32, i32* %8
%25 = mul nsw i32 %23, %24
%26 = load i32, i32* %10
%27 = add nsw i32 %25, %26
%28 = sext i32 %27 to i64
%29 = getelementptr inbounds float, float* %22, i64 %28
store float 0.000000e+00, float* %29
store i32 0, i32* %11
br label %30
30: ; preds = %63, %21
%31 = load i32, i32* %11
%32 = load i32, i32* %8
%33 = icmp slt i32 %31, %32
br i1 %33, label %34, label %66
34: ; preds = %30
%35 = load float*, float** %5
%36 = load i32, i32* %9
%37 = load i32, i32* %8
%38 = mul nsw i32 %36, %37
%39 = load i32, i32* %11
%40 = add nsw i32 %38, %39
%41 = sext i32 %40 to i64
%42 = getelementptr inbounds float, float* %35, i64 %41
%43 = load float, float* %42
%44 = load float*, float** %6
%45 = load i32, i32* %11
%46 = load i32, i32* %8
%47 = mul nsw i32 %45, %46
%48 = load i32, i32* %10
%49 = add nsw i32 %47, %48
%50 = sext i32 %49 to i64
%51 = getelementptr inbounds float, float* %44, i64 %50
%52 = load float, float* %51
%53 = load float*, float** %7
%54 = load i32, i32* %9
%55 = load i32, i32* %8
%56 = mul nsw i32 %54, %55
%57 = load i32, i32* %10
%58 = add nsw i32 %56, %57
%59 = sext i32 %58 to i64
%60 = getelementptr inbounds float, float* %53, i64 %59
%61 = load float, float* %60
%62 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %43, float %52, float %61)
store float %62, float* %60
br label %63
63: ; preds = %34
%64 = load i32, i32* %11
%65 = add nsw i32 %64, 1
store i32 %65, i32* %11
br label %30
66: ; preds = %30
br label %67
67: ; preds = %66
%68 = load i32, i32* %10
%69 = add nsw i32 %68, 1
store i32 %69, i32* %10
br label %17
70: ; preds = %17
br label %71
71: ; preds = %70
%72 = load i32, i32* %9
%73 = add nsw i32 %72, 1
store i32 %73, i32* %9
br label %12
74: ; preds = %12
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @basic_prod(float* nocapture %0, float* nocapture %1, float* nocapture %2, i32 %3) {
%5 = icmp sgt i32 %3, 0
br i1 %5, label %6, label %62
6: ; preds = %4
%7 = zext i32 %3 to i64
%8 = zext i32 %3 to i64
%9 = and i64 %8, 1
%10 = icmp eq i32 %3, 1
%11 = and i64 %8, 4294967294
%12 = icmp eq i64 %9, 0
br label %13
13: ; preds = %59, %6
%14 = phi i64 [ 0, %6 ], [ %60, %59 ]
%15 = mul nsw i64 %14, %7
br label %16
16: ; preds = %56, %13
%17 = phi i64 [ 0, %13 ], [ %57, %56 ]
%18 = add nuw nsw i64 %17, %15
%19 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 %18
store float 0.000000e+00, float* %19
br i1 %10, label %44, label %20
20: ; preds = %16, %20
%21 = phi float [ %40, %20 ], [ 0.000000e+00, %16 ]
%22 = phi i64 [ %41, %20 ], [ 0, %16 ]
%23 = phi i64 [ %42, %20 ], [ 0, %16 ]
%24 = add nuw nsw i64 %22, %15
%25 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %24
%26 = load float, float* %25
%27 = mul nsw i64 %22, %7
%28 = add nuw nsw i64 %27, %17
%29 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 %28
%30 = load float, float* %29
%31 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %26, float %30, float %21)
store float %31, float* %19
%32 = or i64 %22, 1
%33 = add nuw nsw i64 %32, %15
%34 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %33
%35 = load float, float* %34
%36 = mul nsw i64 %32, %7
%37 = add nuw nsw i64 %36, %17
%38 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 %37
%39 = load float, float* %38
%40 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %35, float %39, float %31)
store float %40, float* %19
%41 = add nuw nsw i64 %22, 2
%42 = add i64 %23, 2
%43 = icmp eq i64 %42, %11
br i1 %43, label %44, label %20
44: ; preds = %20, %16
%45 = phi float [ 0.000000e+00, %16 ], [ %40, %20 ]
%46 = phi i64 [ 0, %16 ], [ %41, %20 ]
br i1 %12, label %56, label %47
47: ; preds = %44
%48 = add nuw nsw i64 %46, %15
%49 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %48
%50 = load float, float* %49
%51 = mul nsw i64 %46, %7
%52 = add nuw nsw i64 %51, %17
%53 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 %52
%54 = load float, float* %53
%55 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %50, float %54, float %45)
store float %55, float* %19
br label %56
56: ; preds = %44, %47
%57 = add nuw nsw i64 %17, 1
%58 = icmp eq i64 %57, %8
br i1 %58, label %59, label %16
59: ; preds = %56
%60 = add nuw nsw i64 %14, 1
%61 = icmp eq i64 %60, %8
br i1 %61, label %62, label %13
62: ; preds = %59, %4
ret void
}