void computeReference(float *C, const float *A, const float *B, unsigned int hA,
                      unsigned int wA, unsigned int wB) {
  unsigned int i, j, k;
  for (i = 0; i < hA; ++i)
    for (j = 0; j < wB; ++j) {
      double sum = 0;
      for (k = 0; k < wA; ++k) {
        double a = A[i * wA + k];
        double b = B[k * wB + j];
        sum += a * b;
      }
      C[i * wB + j] = (float)sum;
    }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<computeReference>:
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
jae    1201 <computeReference+0x101>
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0x24(%rbp),%eax
jae    11ee <computeReference+0xee>
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x38(%rbp)
movl   $0x0,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%eax
cmp    -0x20(%rbp),%eax
jae    11c2 <computeReference+0xc2>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%ecx
imul   -0x20(%rbp),%ecx
add    -0x30(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%ecx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
cvtss2sd %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x40(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x30(%rbp),%ecx
imul   -0x24(%rbp),%ecx
add    -0x2c(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%ecx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
cvtss2sd %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x48(%rbp)
movsd  -0x40(%rbp),%xmm0
movsd  -0x48(%rbp),%xmm2
movsd  -0x38(%rbp),%xmm1
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x38(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
jmp    1150 <computeReference+0x50>
movsd  -0x38(%rbp),%xmm0
cvtsd2ss %xmm0,%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%ecx
imul   -0x24(%rbp),%ecx
add    -0x2c(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%ecx
movss  %xmm0,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    1135 <computeReference+0x35>
jmp    11f3 <computeReference+0xf3>
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    1122 <computeReference+0x22>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<computeReference>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
mov    %ecx,-0xc(%rsp)
test   %ecx,%ecx
je     125c <computeReference+0x15c>
mov    %r9d,%r11d
mov    %r8d,%r10d
mov    %r10d,%eax
and    $0xfffffffe,%eax
lea    (%r9,%r9,1),%ebx
xor    %ecx,%ecx
mov    %rcx,-0x18(%rsp)
movl   $0x1,-0x1c(%rsp)
jmp    115c <computeReference+0x5c>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    -0x18(%rsp),%rcx
add    $0x1,%ecx
add    %r8d,-0x1c(%rsp)
mov    %rcx,-0x18(%rsp)
cmp    -0xc(%rsp),%ecx
je     125c <computeReference+0x15c>
test   %r9d,%r9d
je     1140 <computeReference+0x40>
mov    -0x18(%rsp),%rcx
mov    %ecx,%ebp
imul   %r8d,%ebp
mov    %rbp,-0x8(%rsp)
mov    %ecx,%r13d
imul   %r9d,%r13d
xor    %r12d,%r12d
jmp    1198 <computeReference+0x98>
nopl   (%rax)
mov    %r12d,%ecx
cvtsd2ss %xmm0,%xmm0
add    %r13d,%ecx
movss  %xmm0,(%rdi,%rcx,4)
add    $0x1,%r12
cmp    %r11,%r12
je     1140 <computeReference+0x40>
xorpd  %xmm0,%xmm0
test   %r8d,%r8d
je     1180 <computeReference+0x80>
cmp    $0x1,%r8d
jne    11b0 <computeReference+0xb0>
xor    %r14d,%r14d
jmp    1223 <computeReference+0x123>
nopl   0x0(%rax)
xorpd  %xmm0,%xmm0
mov    %r12d,%ebp
mov    -0x1c(%rsp),%ecx
mov    %ecx,%r15d
xor    %r14d,%r14d
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
lea    -0x1(%r15),%ecx
movss  (%rsi,%rcx,4),%xmm1
cvtss2sd %xmm1,%xmm1
mov    %ebp,%ecx
movss  (%rdx,%rcx,4),%xmm2
cvtss2sd %xmm2,%xmm2
mulsd  %xmm1,%xmm2
addsd  %xmm0,%xmm2
mov    %r15d,%ecx
movss  (%rsi,%rcx,4),%xmm0
xorps  %xmm1,%xmm1
cvtss2sd %xmm0,%xmm1
lea    (%r9,%rbp,1),%ecx
movss  (%rdx,%rcx,4),%xmm0
cvtss2sd %xmm0,%xmm0
mulsd  %xmm1,%xmm0
addsd  %xmm2,%xmm0
add    $0x2,%r14
add    $0x2,%r15d
add    %ebx,%ebp
cmp    %r14,%rax
jne    11d0 <computeReference+0xd0>
test   $0x1,%r10b
je     1180 <computeReference+0x80>
mov    -0x8(%rsp),%rcx
add    %r14d,%ecx
movss  (%rsi,%rcx,4),%xmm1
cvtss2sd %xmm1,%xmm1
imul   %r9d,%r14d
add    %r12d,%r14d
movss  (%rdx,%r14,4),%xmm2
cvtss2sd %xmm2,%xmm2
mulsd  %xmm1,%xmm2
addsd  %xmm2,%xmm0
jmp    1180 <computeReference+0x80>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

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

LLVM IR (-O2):
define void @computeReference(float* nocapture writeonly %0, float* nocapture %1, float* nocapture %2, i32 %3, i32 %4, i32 %5) {
%7 = icmp eq i32 %3, 0
br i1 %7, label %91, label %8
8: ; preds = %6
%9 = icmp eq i32 %5, 0
%10 = zext i32 %5 to i64
%11 = zext i32 %4 to i64
%12 = and i64 %11, 1
%13 = icmp eq i32 %4, 1
%14 = and i64 %11, 4294967294
%15 = icmp eq i64 %12, 0
br label %16
16: ; preds = %8, %88
%17 = phi i32 [ 0, %8 ], [ %89, %88 ]
br i1 %9, label %88, label %18
18: ; preds = %16
%19 = mul i32 %17, %4
%20 = mul i32 %17, %5
br label %21
21: ; preds = %18, %79
%22 = phi i64 [ 0, %18 ], [ %86, %79 ]
%23 = trunc i64 %22 to i32
switch i32 %4, label %24 [
i32 0, label %79
i32 1, label %58
]
24: ; preds = %21, %24
%25 = phi i64 [ %55, %24 ], [ 0, %21 ]
%26 = phi double [ %54, %24 ], [ 0.000000e+00, %21 ]
%27 = phi i64 [ %56, %24 ], [ 0, %21 ]
%28 = trunc i64 %25 to i32
%29 = add i32 %19, %28
%30 = zext i32 %29 to i64
%31 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 %30
%32 = load float, float* %31
%33 = fpext float %32 to double
%34 = mul i32 %28, %5
%35 = add i32 %34, %23
%36 = zext i32 %35 to i64
%37 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 %36
%38 = load float, float* %37
%39 = fpext float %38 to double
%40 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %33, double %39, double %26)
%41 = trunc i64 %25 to i32
%42 = or i32 %41, 1
%43 = add i32 %19, %42
%44 = zext i32 %43 to i64
%45 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 %44
%46 = load float, float* %45
%47 = fpext float %46 to double
%48 = mul i32 %42, %5
%49 = add i32 %48, %23
%50 = zext i32 %49 to i64
%51 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 %50
%52 = load float, float* %51
%53 = fpext float %52 to double
%54 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %47, double %53, double %40)
%55 = add nuw nsw i64 %25, 2
%56 = add i64 %27, 2
%57 = icmp eq i64 %56, %14
br i1 %57, label %58, label %24
58: ; preds = %24, %21
%59 = phi double [ undef, %21 ], [ %54, %24 ]
%60 = phi i64 [ 0, %21 ], [ %55, %24 ]
%61 = phi double [ 0.000000e+00, %21 ], [ %54, %24 ]
br i1 %15, label %76, label %62
62: ; preds = %58
%63 = trunc i64 %60 to i32
%64 = add i32 %19, %63
%65 = zext i32 %64 to i64
%66 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 %65
%67 = load float, float* %66
%68 = fpext float %67 to double
%69 = mul i32 %63, %5
%70 = add i32 %69, %23
%71 = zext i32 %70 to i64
%72 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 %71
%73 = load float, float* %72
%74 = fpext float %73 to double
%75 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %68, double %74, double %61)
br label %76
76: ; preds = %58, %62
%77 = phi double [ %59, %58 ], [ %75, %62 ]
%78 = trunc i64 %22 to i32
br label %79
79: ; preds = %21, %76
%80 = phi i32 [ %78, %76 ], [ %23, %21 ]
%81 = phi double [ %77, %76 ], [ 0.000000e+00, %21 ]
%82 = fptrunc double %81 to float
%83 = add i32 %80, %20
%84 = zext i32 %83 to i64
%85 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %84
store float %82, float* %85
%86 = add nuw nsw i64 %22, 1
%87 = icmp eq i64 %86, %10
br i1 %87, label %88, label %21
88: ; preds = %79, %16
%89 = add nuw i32 %17, 1
%90 = icmp eq i32 %89, %3
br i1 %90, label %91, label %16
91: ; preds = %88, %6
ret void
}