void dgemm(const int M, const int N, const int K, const double alpha,
           const double *A, const int lda, const double *B, const int ldb,
           const double beta, double *C, const int ldc) {
  int i, j, k;
  for (j = 0; j < N; ++j)
    for (i = 0; i < M; ++i) {
      double cij = 0.;
      for (k = 0; k < K; ++k)
        cij += A[i + k * lda] * B[k + j * ldb];
      C[j * ldc + i] += cij;
    }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<dgemm>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    0x20(%rbp),%eax
mov    0x18(%rbp),%rax
mov    0x10(%rbp),%eax
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %esi,-0x8(%rbp)
mov    %edx,-0xc(%rbp)
movsd  %xmm0,-0x18(%rbp)
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
mov    %r8d,-0x24(%rbp)
mov    %r9,-0x30(%rbp)
movsd  %xmm1,-0x38(%rbp)
movl   $0x0,-0x40(%rbp)
mov    -0x40(%rbp),%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
jge    11ff <dgemm+0xff>
movl   $0x0,-0x3c(%rbp)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    11ec <dgemm+0xec>
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x50(%rbp)
movl   $0x0,-0x44(%rbp)
mov    -0x44(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    11be <dgemm+0xbe>
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    -0x3c(%rbp),%ecx
mov    -0x44(%rbp),%edx
imul   -0x24(%rbp),%edx
add    %edx,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    -0x44(%rbp),%ecx
mov    -0x40(%rbp),%edx
imul   0x10(%rbp),%edx
add    %edx,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
movsd  -0x50(%rbp),%xmm1
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x50(%rbp)
mov    -0x44(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x44(%rbp)
jmp    1162 <dgemm+0x62>
movsd  -0x50(%rbp),%xmm0
mov    0x18(%rbp),%rax
mov    -0x40(%rbp),%ecx
imul   0x20(%rbp),%ecx
add    -0x3c(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
addsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
jmp    1147 <dgemm+0x47>
jmp    11f1 <dgemm+0xf1>
mov    -0x40(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x40(%rbp)
jmp    1134 <dgemm+0x34>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<dgemm>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
mov    %r9,-0x30(%rsp)
mov    %rcx,-0x28(%rsp)
mov    %edi,-0x3c(%rsp)
test   %esi,%esi
jle    1265 <dgemm+0x165>
mov    0x40(%rsp),%r10
movslq %r8d,%r13
movslq 0x38(%rsp),%rdi
movslq 0x48(%rsp),%rax
mov    %rax,-0x20(%rsp)
mov    %esi,%eax
mov    %rax,-0x8(%rsp)
mov    -0x3c(%rsp),%r12d
mov    %edx,%r15d
mov    %r15d,%esi
and    $0xfffffffe,%esi
mov    %r13,%rax
shl    $0x4,%rax
mov    -0x30(%rsp),%rcx
lea    0x8(%rcx),%rbx
mov    %rdi,-0x18(%rsp)
lea    0x0(,%rdi,8),%rcx
mov    %rcx,-0x10(%rsp)
xor    %ecx,%ecx
mov    %rcx,-0x38(%rsp)
mov    -0x28(%rsp),%r14
jmp    11a1 <dgemm+0xa1>
nopl   0x0(%rax)
mov    -0x38(%rsp),%rdi
add    $0x1,%rdi
add    -0x10(%rsp),%rbx
mov    %rdi,%rcx
mov    %rdi,-0x38(%rsp)
cmp    -0x8(%rsp),%rdi
je     1265 <dgemm+0x165>
cmpl   $0x0,-0x3c(%rsp)
jle    1180 <dgemm+0x80>
mov    -0x38(%rsp),%r8
mov    %r8,%r11
imul   -0x18(%rsp),%r11
imul   -0x20(%rsp),%r8
mov    -0x28(%rsp),%r9
xor    %edi,%edi
jmp    11ed <dgemm+0xed>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
lea    (%rdi,%r8,1),%rcx
addsd  (%r10,%rcx,8),%xmm0
movsd  %xmm0,(%r10,%rcx,8)
add    $0x1,%rdi
add    $0x8,%r9
cmp    %r12,%rdi
je     1180 <dgemm+0x80>
xorpd  %xmm0,%xmm0
test   %edx,%edx
jle    11d0 <dgemm+0xd0>
cmp    $0x1,%edx
jne    1200 <dgemm+0x100>
xor    %ebp,%ebp
jmp    1239 <dgemm+0x139>
xchg   %ax,%ax
mov    %r9,%rcx
xor    %ebp,%ebp
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
movsd  (%rcx),%xmm1
mulsd  -0x8(%rbx,%rbp,8),%xmm1
addsd  %xmm0,%xmm1
movsd  (%rcx,%r13,8),%xmm0
mulsd  (%rbx,%rbp,8),%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
add    $0x2,%rbp
add    %rax,%rcx
cmp    %rbp,%rsi
jne    1210 <dgemm+0x110>
test   $0x1,%r15b
je     11d0 <dgemm+0xd0>
mov    %rbp,%rcx
imul   %r13,%rcx
add    %rdi,%rcx
movsd  (%r14,%rcx,8),%xmm1
add    %r11,%rbp
mov    -0x30(%rsp),%rcx
mulsd  (%rcx,%rbp,8),%xmm1
addsd  %xmm1,%xmm0
jmp    11d0 <dgemm+0xd0>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @dgemm(i32 %0, i32 %1, i32 %2, double %3, double* %4, i32 %5, double* %6, i32 %7, double %8, double* %9, i32 %10) {
%12 = alloca i32
%13 = alloca i32
%14 = alloca i32
%15 = alloca double
%16 = alloca double*
%17 = alloca i32
%18 = alloca double*
%19 = alloca i32
%20 = alloca double
%21 = alloca double*
%22 = alloca i32
%23 = alloca i32
%24 = alloca i32
%25 = alloca i32
%26 = alloca double
store i32 %0, i32* %12
store i32 %1, i32* %13
store i32 %2, i32* %14
store double %3, double* %15
store double* %4, double** %16
store i32 %5, i32* %17
store double* %6, double** %18
store i32 %7, i32* %19
store double %8, double* %20
store double* %9, double** %21
store i32 %10, i32* %22
store i32 0, i32* %24
br label %27
27: ; preds = %81, %11
%28 = load i32, i32* %24
%29 = load i32, i32* %13
%30 = icmp slt i32 %28, %29
br i1 %30, label %31, label %84
31: ; preds = %27
store i32 0, i32* %23
br label %32
32: ; preds = %77, %31
%33 = load i32, i32* %23
%34 = load i32, i32* %12
%35 = icmp slt i32 %33, %34
br i1 %35, label %36, label %80
36: ; preds = %32
store double 0.000000e+00, double* %26
store i32 0, i32* %25
br label %37
37: ; preds = %62, %36
%38 = load i32, i32* %25
%39 = load i32, i32* %14
%40 = icmp slt i32 %38, %39
br i1 %40, label %41, label %65
41: ; preds = %37
%42 = load double*, double** %16
%43 = load i32, i32* %23
%44 = load i32, i32* %25
%45 = load i32, i32* %17
%46 = mul nsw i32 %44, %45
%47 = add nsw i32 %43, %46
%48 = sext i32 %47 to i64
%49 = getelementptr inbounds double, double* %42, i64 %48
%50 = load double, double* %49
%51 = load double*, double** %18
%52 = load i32, i32* %25
%53 = load i32, i32* %24
%54 = load i32, i32* %19
%55 = mul nsw i32 %53, %54
%56 = add nsw i32 %52, %55
%57 = sext i32 %56 to i64
%58 = getelementptr inbounds double, double* %51, i64 %57
%59 = load double, double* %58
%60 = load double, double* %26
%61 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %50, double %59, double %60)
store double %61, double* %26
br label %62
62: ; preds = %41
%63 = load i32, i32* %25
%64 = add nsw i32 %63, 1
store i32 %64, i32* %25
br label %37
65: ; preds = %37
%66 = load double, double* %26
%67 = load double*, double** %21
%68 = load i32, i32* %24
%69 = load i32, i32* %22
%70 = mul nsw i32 %68, %69
%71 = load i32, i32* %23
%72 = add nsw i32 %70, %71
%73 = sext i32 %72 to i64
%74 = getelementptr inbounds double, double* %67, i64 %73
%75 = load double, double* %74
%76 = fadd double %75, %66
store double %76, double* %74
br label %77
77: ; preds = %65
%78 = load i32, i32* %23
%79 = add nsw i32 %78, 1
store i32 %79, i32* %23
br label %32
80: ; preds = %32
br label %81
81: ; preds = %80
%82 = load i32, i32* %24
%83 = add nsw i32 %82, 1
store i32 %83, i32* %24
br label %27
84: ; preds = %27
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @dgemm(i32 %0, i32 %1, i32 %2, double %3, double* nocapture %4, i32 %5, double* nocapture %6, i32 %7, double %8, double* nocapture %9, i32 %10) {
%12 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %12, label %13, label %82
13: ; preds = %11
%14 = icmp sgt i32 %0, 0
%15 = icmp sgt i32 %2, 0
%16 = sext i32 %5 to i64
%17 = sext i32 %7 to i64
%18 = sext i32 %10 to i64
%19 = zext i32 %1 to i64
%20 = zext i32 %0 to i64
%21 = zext i32 %2 to i64
%22 = and i64 %21, 1
%23 = icmp eq i32 %2, 1
%24 = and i64 %21, 4294967294
%25 = icmp eq i64 %22, 0
br label %26
26: ; preds = %13, %79
%27 = phi i64 [ 0, %13 ], [ %80, %79 ]
br i1 %14, label %28, label %79
28: ; preds = %26
%29 = mul nsw i64 %27, %17
%30 = mul nsw i64 %27, %18
br label %31
31: ; preds = %28, %71
%32 = phi i64 [ 0, %28 ], [ %77, %71 ]
br i1 %15, label %33, label %71
33: ; preds = %31
br i1 %23, label %58, label %34
34: ; preds = %33, %34
%35 = phi i64 [ %55, %34 ], [ 0, %33 ]
%36 = phi double [ %54, %34 ], [ 0.000000e+00, %33 ]
%37 = phi i64 [ %56, %34 ], [ 0, %33 ]
%38 = mul nsw i64 %35, %16
%39 = add nsw i64 %38, %32
%40 = getelementptr inbounds double, double* %4, i64 %39
%41 = load double, double* %40
%42 = add nsw i64 %35, %29
%43 = getelementptr inbounds double, double* %6, i64 %42
%44 = load double, double* %43
%45 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %41, double %44, double %36)
%46 = or i64 %35, 1
%47 = mul nsw i64 %46, %16
%48 = add nsw i64 %47, %32
%49 = getelementptr inbounds double, double* %4, i64 %48
%50 = load double, double* %49
%51 = add nsw i64 %46, %29
%52 = getelementptr inbounds double, double* %6, i64 %51
%53 = load double, double* %52
%54 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %50, double %53, double %45)
%55 = add nuw nsw i64 %35, 2
%56 = add i64 %37, 2
%57 = icmp eq i64 %56, %24
br i1 %57, label %58, label %34
58: ; preds = %34, %33
%59 = phi double [ undef, %33 ], [ %54, %34 ]
%60 = phi i64 [ 0, %33 ], [ %55, %34 ]
%61 = phi double [ 0.000000e+00, %33 ], [ %54, %34 ]
br i1 %25, label %71, label %62
62: ; preds = %58
%63 = mul nsw i64 %60, %16
%64 = add nsw i64 %63, %32
%65 = getelementptr inbounds double, double* %4, i64 %64
%66 = load double, double* %65
%67 = add nsw i64 %60, %29
%68 = getelementptr inbounds double, double* %6, i64 %67
%69 = load double, double* %68
%70 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %66, double %69, double %61)
br label %71
71: ; preds = %62, %58, %31
%72 = phi double [ 0.000000e+00, %31 ], [ %59, %58 ], [ %70, %62 ]
%73 = add nsw i64 %32, %30
%74 = getelementptr inbounds double, double* %9, i64 %73
%75 = load double, double* %74
%76 = fadd double %72, %75
store double %76, double* %74
%77 = add nuw nsw i64 %32, 1
%78 = icmp eq i64 %77, %20
br i1 %78, label %79, label %31
79: ; preds = %71, %26
%80 = add nuw nsw i64 %27, 1
%81 = icmp eq i64 %80, %19
br i1 %81, label %82, label %26
82: ; preds = %79, %11
ret void
}