void matrix_multiply3(double a[3][3], double b[3][3], double m[3][3]) {
  double op[3];
  for (int i = 0; i < 3; ++i) {
    for (int j = 0; j < 3; ++j) {
      for (int k = 0; k < 3; ++k) {
        op[k] = a[i][k] * b[k][j];
      }
      m[i][j] = op[0] + op[1] + op[2];
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<matrix_multiply3>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
movl   $0x0,-0x34(%rbp)
cmpl   $0x3,-0x34(%rbp)
jge    11d3 <matrix_multiply3+0xd3>
movl   $0x0,-0x38(%rbp)
cmpl   $0x3,-0x38(%rbp)
jge    11c0 <matrix_multiply3+0xc0>
movl   $0x0,-0x3c(%rbp)
cmpl   $0x3,-0x3c(%rbp)
jge    118b <matrix_multiply3+0x8b>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x34(%rbp),%rcx
imul   $0x18,%rcx,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x3c(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x3c(%rbp),%rcx
imul   $0x18,%rcx,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x38(%rbp),%rcx
mulsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
movslq -0x3c(%rbp),%rax
movsd  %xmm0,-0x30(%rbp,%rax,8)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
jmp    1139 <matrix_multiply3+0x39>
movsd  -0x30(%rbp),%xmm0
addsd  -0x28(%rbp),%xmm0
addsd  -0x20(%rbp),%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x34(%rbp),%rcx
imul   $0x18,%rcx,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x38(%rbp),%rcx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x38(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x38(%rbp)
jmp    1128 <matrix_multiply3+0x28>
jmp    11c5 <matrix_multiply3+0xc5>
mov    -0x34(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
jmp    1117 <matrix_multiply3+0x17>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<matrix_multiply3>:
movsd  (%rdi),%xmm0
movsd  0x8(%rdi),%xmm1
mulsd  (%rsi),%xmm0
mulsd  0x18(%rsi),%xmm1
addsd  %xmm0,%xmm1
movsd  0x10(%rdi),%xmm0
mulsd  0x30(%rsi),%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,(%rdx)
movsd  (%rdi),%xmm0
movsd  0x8(%rdi),%xmm1
mulsd  0x8(%rsi),%xmm0
mulsd  0x20(%rsi),%xmm1
addsd  %xmm0,%xmm1
movsd  0x10(%rdi),%xmm0
mulsd  0x38(%rsi),%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,0x8(%rdx)
movsd  (%rdi),%xmm0
movsd  0x8(%rdi),%xmm1
mulsd  0x10(%rsi),%xmm0
mulsd  0x28(%rsi),%xmm1
addsd  %xmm0,%xmm1
movsd  0x10(%rdi),%xmm0
mulsd  0x40(%rsi),%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,0x10(%rdx)
movsd  0x18(%rdi),%xmm0
movsd  0x20(%rdi),%xmm1
mulsd  (%rsi),%xmm0
mulsd  0x18(%rsi),%xmm1
addsd  %xmm0,%xmm1
movsd  0x28(%rdi),%xmm0
mulsd  0x30(%rsi),%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,0x18(%rdx)
movsd  0x18(%rdi),%xmm0
movsd  0x20(%rdi),%xmm1
mulsd  0x8(%rsi),%xmm0
mulsd  0x20(%rsi),%xmm1
addsd  %xmm0,%xmm1
movsd  0x28(%rdi),%xmm0
mulsd  0x38(%rsi),%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,0x20(%rdx)
movsd  0x18(%rdi),%xmm0
movsd  0x20(%rdi),%xmm1
mulsd  0x10(%rsi),%xmm0
mulsd  0x28(%rsi),%xmm1
addsd  %xmm0,%xmm1
movsd  0x28(%rdi),%xmm0
mulsd  0x40(%rsi),%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,0x28(%rdx)
movsd  0x30(%rdi),%xmm0
movsd  0x38(%rdi),%xmm1
mulsd  (%rsi),%xmm0
mulsd  0x18(%rsi),%xmm1
addsd  %xmm0,%xmm1
movsd  0x40(%rdi),%xmm0
mulsd  0x30(%rsi),%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,0x30(%rdx)
movsd  0x30(%rdi),%xmm0
movsd  0x38(%rdi),%xmm1
mulsd  0x8(%rsi),%xmm0
mulsd  0x20(%rsi),%xmm1
addsd  %xmm0,%xmm1
movsd  0x40(%rdi),%xmm0
mulsd  0x38(%rsi),%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,0x38(%rdx)
movsd  0x30(%rdi),%xmm0
movsd  0x38(%rdi),%xmm1
mulsd  0x10(%rsi),%xmm0
mulsd  0x28(%rsi),%xmm1
addsd  %xmm0,%xmm1
movsd  0x40(%rdi),%xmm0
mulsd  0x40(%rsi),%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,0x40(%rdx)
ret

LLVM IR (-O0):
define void @matrix_multiply3([3 x double]* %0, [3 x double]* %1, [3 x double]* %2) {
%4 = alloca [3 x double]*
%5 = alloca [3 x double]*
%6 = alloca [3 x double]*
%7 = alloca [3 x double]
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
store [3 x double]* %0, [3 x double]** %4
store [3 x double]* %1, [3 x double]** %5
store [3 x double]* %2, [3 x double]** %6
store i32 0, i32* %8
br label %11
11: ; preds = %66, %3
%12 = load i32, i32* %8
%13 = icmp slt i32 %12, 3
br i1 %13, label %14, label %69
14: ; preds = %11
store i32 0, i32* %9
br label %15
15: ; preds = %62, %14
%16 = load i32, i32* %9
%17 = icmp slt i32 %16, 3
br i1 %17, label %18, label %65
18: ; preds = %15
store i32 0, i32* %10
br label %19
19: ; preds = %43, %18
%20 = load i32, i32* %10
%21 = icmp slt i32 %20, 3
br i1 %21, label %22, label %46
22: ; preds = %19
%23 = load [3 x double]*, [3 x double]** %4
%24 = load i32, i32* %8
%25 = sext i32 %24 to i64
%26 = getelementptr inbounds [3 x double], [3 x double]* %23, i64 %25
%27 = load i32, i32* %10
%28 = sext i32 %27 to i64
%29 = getelementptr inbounds [3 x double], [3 x double]* %26, i64 0, i64 %28
%30 = load double, double* %29
%31 = load [3 x double]*, [3 x double]** %5
%32 = load i32, i32* %10
%33 = sext i32 %32 to i64
%34 = getelementptr inbounds [3 x double], [3 x double]* %31, i64 %33
%35 = load i32, i32* %9
%36 = sext i32 %35 to i64
%37 = getelementptr inbounds [3 x double], [3 x double]* %34, i64 0, i64 %36
%38 = load double, double* %37
%39 = fmul double %30, %38
%40 = load i32, i32* %10
%41 = sext i32 %40 to i64
%42 = getelementptr inbounds [3 x double], [3 x double]* %7, i64 0, i64 %41
store double %39, double* %42
br label %43
43: ; preds = %22
%44 = load i32, i32* %10
%45 = add nsw i32 %44, 1
store i32 %45, i32* %10
br label %19
46: ; preds = %19
%47 = getelementptr inbounds [3 x double], [3 x double]* %7, i64 0, i64 0
%48 = load double, double* %47
%49 = getelementptr inbounds [3 x double], [3 x double]* %7, i64 0, i64 1
%50 = load double, double* %49
%51 = fadd double %48, %50
%52 = getelementptr inbounds [3 x double], [3 x double]* %7, i64 0, i64 2
%53 = load double, double* %52
%54 = fadd double %51, %53
%55 = load [3 x double]*, [3 x double]** %6
%56 = load i32, i32* %8
%57 = sext i32 %56 to i64
%58 = getelementptr inbounds [3 x double], [3 x double]* %55, i64 %57
%59 = load i32, i32* %9
%60 = sext i32 %59 to i64
%61 = getelementptr inbounds [3 x double], [3 x double]* %58, i64 0, i64 %60
store double %54, double* %61
br label %62
62: ; preds = %46
%63 = load i32, i32* %9
%64 = add nsw i32 %63, 1
store i32 %64, i32* %9
br label %15
65: ; preds = %15
br label %66
66: ; preds = %65
%67 = load i32, i32* %8
%68 = add nsw i32 %67, 1
store i32 %68, i32* %8
br label %11
69: ; preds = %11
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @matrix_multiply3([3 x double]* nocapture %0, [3 x double]* nocapture %1, [3 x double]* nocapture writeonly %2) {
%4 = getelementptr inbounds [3 x double], [3 x double]* %1, i64 0, i64 0
%5 = getelementptr inbounds [3 x double], [3 x double]* %1, i64 1, i64 0
%6 = getelementptr inbounds [3 x double], [3 x double]* %1, i64 2, i64 0
%7 = getelementptr inbounds [3 x double], [3 x double]* %1, i64 0, i64 1
%8 = getelementptr inbounds [3 x double], [3 x double]* %1, i64 1, i64 1
%9 = getelementptr inbounds [3 x double], [3 x double]* %1, i64 2, i64 1
%10 = getelementptr inbounds [3 x double], [3 x double]* %1, i64 0, i64 2
%11 = getelementptr inbounds [3 x double], [3 x double]* %1, i64 1, i64 2
%12 = getelementptr inbounds [3 x double], [3 x double]* %1, i64 2, i64 2
%13 = getelementptr inbounds [3 x double], [3 x double]* %0, i64 0, i64 0
%14 = load double, double* %13
%15 = load double, double* %4
%16 = fmul double %14, %15
%17 = getelementptr inbounds [3 x double], [3 x double]* %0, i64 0, i64 1
%18 = load double, double* %17
%19 = load double, double* %5
%20 = fmul double %18, %19
%21 = getelementptr inbounds [3 x double], [3 x double]* %0, i64 0, i64 2
%22 = load double, double* %21
%23 = load double, double* %6
%24 = fmul double %22, %23
%25 = fadd double %16, %20
%26 = fadd double %25, %24
%27 = getelementptr inbounds [3 x double], [3 x double]* %2, i64 0, i64 0
store double %26, double* %27
%28 = load double, double* %13
%29 = load double, double* %7
%30 = fmul double %28, %29
%31 = load double, double* %17
%32 = load double, double* %8
%33 = fmul double %31, %32
%34 = load double, double* %21
%35 = load double, double* %9
%36 = fmul double %34, %35
%37 = fadd double %30, %33
%38 = fadd double %37, %36
%39 = getelementptr inbounds [3 x double], [3 x double]* %2, i64 0, i64 1
store double %38, double* %39
%40 = load double, double* %13
%41 = load double, double* %10
%42 = fmul double %40, %41
%43 = load double, double* %17
%44 = load double, double* %11
%45 = fmul double %43, %44
%46 = load double, double* %21
%47 = load double, double* %12
%48 = fmul double %46, %47
%49 = fadd double %42, %45
%50 = fadd double %49, %48
%51 = getelementptr inbounds [3 x double], [3 x double]* %2, i64 0, i64 2
store double %50, double* %51
%52 = getelementptr inbounds [3 x double], [3 x double]* %0, i64 1, i64 0
%53 = load double, double* %52
%54 = load double, double* %4
%55 = fmul double %53, %54
%56 = getelementptr inbounds [3 x double], [3 x double]* %0, i64 1, i64 1
%57 = load double, double* %56
%58 = load double, double* %5
%59 = fmul double %57, %58
%60 = getelementptr inbounds [3 x double], [3 x double]* %0, i64 1, i64 2
%61 = load double, double* %60
%62 = load double, double* %6
%63 = fmul double %61, %62
%64 = fadd double %55, %59
%65 = fadd double %64, %63
%66 = getelementptr inbounds [3 x double], [3 x double]* %2, i64 1, i64 0
store double %65, double* %66
%67 = load double, double* %52
%68 = load double, double* %7
%69 = fmul double %67, %68
%70 = load double, double* %56
%71 = load double, double* %8
%72 = fmul double %70, %71
%73 = load double, double* %60
%74 = load double, double* %9
%75 = fmul double %73, %74
%76 = fadd double %69, %72
%77 = fadd double %76, %75
%78 = getelementptr inbounds [3 x double], [3 x double]* %2, i64 1, i64 1
store double %77, double* %78
%79 = load double, double* %52
%80 = load double, double* %10
%81 = fmul double %79, %80
%82 = load double, double* %56
%83 = load double, double* %11
%84 = fmul double %82, %83
%85 = load double, double* %60
%86 = load double, double* %12
%87 = fmul double %85, %86
%88 = fadd double %81, %84
%89 = fadd double %88, %87
%90 = getelementptr inbounds [3 x double], [3 x double]* %2, i64 1, i64 2
store double %89, double* %90
%91 = getelementptr inbounds [3 x double], [3 x double]* %0, i64 2, i64 0
%92 = load double, double* %91
%93 = load double, double* %4
%94 = fmul double %92, %93
%95 = getelementptr inbounds [3 x double], [3 x double]* %0, i64 2, i64 1
%96 = load double, double* %95
%97 = load double, double* %5
%98 = fmul double %96, %97
%99 = getelementptr inbounds [3 x double], [3 x double]* %0, i64 2, i64 2
%100 = load double, double* %99
%101 = load double, double* %6
%102 = fmul double %100, %101
%103 = fadd double %94, %98
%104 = fadd double %103, %102
%105 = getelementptr inbounds [3 x double], [3 x double]* %2, i64 2, i64 0
store double %104, double* %105
%106 = load double, double* %91
%107 = load double, double* %7
%108 = fmul double %106, %107
%109 = load double, double* %95
%110 = load double, double* %8
%111 = fmul double %109, %110
%112 = load double, double* %99
%113 = load double, double* %9
%114 = fmul double %112, %113
%115 = fadd double %108, %111
%116 = fadd double %115, %114
%117 = getelementptr inbounds [3 x double], [3 x double]* %2, i64 2, i64 1
store double %116, double* %117
%118 = load double, double* %91
%119 = load double, double* %10
%120 = fmul double %118, %119
%121 = load double, double* %95
%122 = load double, double* %11
%123 = fmul double %121, %122
%124 = load double, double* %99
%125 = load double, double* %12
%126 = fmul double %124, %125
%127 = fadd double %120, %123
%128 = fadd double %127, %126
%129 = getelementptr inbounds [3 x double], [3 x double]* %2, i64 2, i64 2
store double %128, double* %129
ret void
}