void matrix_matrix_product(const double *a, const double *b, double *product,
                           int rows1, int cols1, int rows2, int cols2,
                           double weight) {
  int i, j, k;
  for (i = 0; i < rows1; ++i)
    for (j = 0; j < cols2; ++j) {
      double res = 0.0;
      for (k = 0; k < cols1; ++k)
        res += a[i * cols1 + k] * b[k * cols2 + j] * weight;
      product[i * cols2 + j] = res;
    }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<matrix_matrix_product>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    0x10(%rbp),%eax
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %ecx,-0x1c(%rbp)
mov    %r8d,-0x20(%rbp)
mov    %r9d,-0x24(%rbp)
movsd  %xmm0,-0x30(%rbp)
movl   $0x0,-0x34(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    11f1 <matrix_matrix_product+0xf1>
movl   $0x0,-0x38(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%eax
cmp    0x10(%rbp),%eax
jge    11de <matrix_matrix_product+0xde>
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x48(%rbp)
movl   $0x0,-0x3c(%rbp)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
cmp    -0x20(%rbp),%eax
jge    11b5 <matrix_matrix_product+0xb5>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x34(%rbp),%ecx
imul   -0x20(%rbp),%ecx
add    -0x3c(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x3c(%rbp),%ecx
imul   0x10(%rbp),%ecx
add    -0x38(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
mulsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
movsd  -0x30(%rbp),%xmm2
movsd  -0x48(%rbp),%xmm1
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x48(%rbp)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
jmp    1158 <matrix_matrix_product+0x58>
movsd  -0x48(%rbp),%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x34(%rbp),%ecx
imul   0x10(%rbp),%ecx
add    -0x38(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x38(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x38(%rbp)
jmp    113d <matrix_matrix_product+0x3d>
jmp    11e3 <matrix_matrix_product+0xe3>
mov    -0x34(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
jmp    112a <matrix_matrix_product+0x2a>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<matrix_matrix_product>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
mov    %rsi,-0x20(%rsp)
mov    %rdi,-0x28(%rsp)
test   %ecx,%ecx
jle    126a <matrix_matrix_product+0x16a>
movslq 0x38(%rsp),%r13
movslq %r8d,%rsi
mov    %ecx,%eax
mov    %rax,-0x8(%rsp)
mov    %r13d,%r15d
mov    %esi,%r14d
mov    %r14d,%ebx
and    $0xfffffffe,%ebx
mov    -0x28(%rsp),%rax
lea    0x8(%rax),%rcx
mov    %rsi,-0x18(%rsp)
lea    0x0(,%rsi,8),%rax
mov    %rax,-0x10(%rsp)
mov    %r13,%rax
shl    $0x4,%rax
xor    %esi,%esi
mov    %rsi,-0x30(%rsp)
jmp    1191 <matrix_matrix_product+0x91>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
mov    -0x30(%rsp),%rdi
add    $0x1,%rdi
add    -0x10(%rsp),%rcx
mov    %rdi,%rsi
mov    %rdi,-0x30(%rsp)
cmp    -0x8(%rsp),%rdi
je     126a <matrix_matrix_product+0x16a>
cmpl   $0x0,0x38(%rsp)
jle    1170 <matrix_matrix_product+0x70>
mov    -0x30(%rsp),%r9
mov    %r9,%rbp
imul   -0x18(%rsp),%rbp
imul   %r13,%r9
mov    -0x20(%rsp),%r10
xor    %r12d,%r12d
jmp    11da <matrix_matrix_product+0xda>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
xorpd  %xmm1,%xmm1
lea    (%r12,%r9,1),%rsi
movsd  %xmm1,(%rdx,%rsi,8)
add    $0x1,%r12
add    $0x8,%r10
cmp    %r15,%r12
je     1170 <matrix_matrix_product+0x70>
test   %r8d,%r8d
jle    11c0 <matrix_matrix_product+0xc0>
cmp    $0x1,%r8d
jne    11f0 <matrix_matrix_product+0xf0>
xorpd  %xmm1,%xmm1
xor    %r11d,%r11d
jmp    1237 <matrix_matrix_product+0x137>
xchg   %ax,%ax
xorpd  %xmm2,%xmm2
mov    %r10,%rsi
xor    %r11d,%r11d
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
movsd  -0x8(%rcx,%r11,8),%xmm3
movsd  (%rcx,%r11,8),%xmm1
mulsd  (%rsi),%xmm3
mulsd  %xmm0,%xmm3
addsd  %xmm2,%xmm3
mulsd  (%rsi,%r13,8),%xmm1
mulsd  %xmm0,%xmm1
addsd  %xmm3,%xmm1
add    $0x2,%r11
add    %rax,%rsi
movapd %xmm1,%xmm2
cmp    %r11,%rbx
jne    1200 <matrix_matrix_product+0x100>
test   $0x1,%r14b
je     11c4 <matrix_matrix_product+0xc4>
lea    (%r11,%rbp,1),%rsi
mov    -0x28(%rsp),%rdi
movsd  (%rdi,%rsi,8),%xmm2
imul   %r13,%r11
add    %r12,%r11
mov    -0x20(%rsp),%rsi
mulsd  (%rsi,%r11,8),%xmm2
mulsd  %xmm0,%xmm2
addsd  %xmm2,%xmm1
jmp    11c4 <matrix_matrix_product+0xc4>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

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

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