void matmul(double *a, double *b, double *c, int m, int n, int k, int m_large,
            int n_large) {
  int i, j, l;
  double x, *pa, *pb, *pc;
  for (i = 0; i < k; i++) {
    pb = b;
    pa = a++;
    for (j = 0; j < m; j++) {
      pc = c;
      x = 0.0;
      for (l = 0; l < n; l++) {
        x = x + *pb++ * *pc;
        pc += k;
      }
      for (l = 0; l < n_large - n; l++) {
        pb++;
        pc += k;
      }
      *pa = x;
      pa += k;
    }
    for (j = 0; j < m_large - m; j++) {
      pa += k;
    }
    c++;
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<matmul>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    0x18(%rbp),%eax
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)
movl   $0x0,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
cmp    -0x24(%rbp),%eax
jge    12a1 <matmul+0x1a1>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x48(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %rax,%rcx
add    $0x8,%rcx
mov    %rcx,-0x8(%rbp)
mov    %rax,-0x40(%rbp)
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    124c <matmul+0x14c>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x50(%rbp)
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x38(%rbp)
movl   $0x0,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%eax
cmp    -0x20(%rbp),%eax
jge    11d5 <matmul+0xd5>
movsd  -0x38(%rbp),%xmm1
mov    -0x48(%rbp),%rax
mov    %rax,%rcx
add    $0x8,%rcx
mov    %rcx,-0x48(%rbp)
movsd  (%rax),%xmm0
mov    -0x50(%rbp),%rax
movsd  (%rax),%xmm2
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x38(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%ecx
mov    -0x50(%rbp),%rax
movslq %ecx,%rcx
shl    $0x3,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x50(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
jmp    1179 <matmul+0x79>
movl   $0x0,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%eax
mov    0x18(%rbp),%ecx
sub    -0x20(%rbp),%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    121c <matmul+0x11c>
mov    -0x48(%rbp),%rax
add    $0x8,%rax
mov    %rax,-0x48(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%ecx
mov    -0x50(%rbp),%rax
movslq %ecx,%rcx
shl    $0x3,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x50(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
jmp    11dc <matmul+0xdc>
movsd  -0x38(%rbp),%xmm0
mov    -0x40(%rbp),%rax
movsd  %xmm0,(%rax)
mov    -0x24(%rbp),%ecx
mov    -0x40(%rbp),%rax
movslq %ecx,%rcx
shl    $0x3,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    1156 <matmul+0x56>
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
mov    0x10(%rbp),%ecx
sub    -0x1c(%rbp),%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    1287 <matmul+0x187>
mov    -0x24(%rbp),%ecx
mov    -0x40(%rbp),%rax
movslq %ecx,%rcx
shl    $0x3,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    1253 <matmul+0x153>
mov    -0x18(%rbp),%rax
add    $0x8,%rax
mov    %rax,-0x18(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    1128 <matmul+0x28>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<matmul>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
mov    %rsi,-0x10(%rsp)
mov    %rdi,-0x18(%rsp)
mov    %r9d,-0x20(%rsp)
test   %r9d,%r9d
jle    126e <matmul+0x16e>
mov    %rdx,%r15
mov    0x40(%rsp),%eax
mov    -0x20(%rsp),%r10d
mov    %r8d,%r13d
not    %r13d
add    %eax,%r13d
add    $0x1,%r13
lea    -0x1(%r8),%r11d
mov    %r8d,%ebx
and    $0x3,%ebx
mov    %r8d,%edx
and    $0xfffffffc,%edx
mov    %edx,-0x1c(%rsp)
xor    %r12d,%r12d
cmp    %r8d,%eax
cmovle %r12,%r13
mov    %r10,%rax
shl    $0x5,%rax
mov    %rax,-0x8(%rsp)
lea    0x0(,%r10,8),%rbp
jmp    1189 <matmul+0x89>
nop
addq   $0x8,-0x18(%rsp)
add    $0x8,%r15
add    $0x1,%r12d
cmp    -0x20(%rsp),%r12d
je     126e <matmul+0x16e>
test   %ecx,%ecx
jle    1170 <matmul+0x70>
xor    %eax,%eax
mov    -0x10(%rsp),%rsi
mov    -0x18(%rsp),%rdi
jmp    11b3 <matmul+0xb3>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
lea    (%rsi,%r13,8),%rsi
movsd  %xmm0,(%rdi)
lea    (%rdi,%r10,8),%rdi
add    $0x1,%eax
cmp    %ecx,%eax
je     1170 <matmul+0x70>
xorpd  %xmm0,%xmm0
test   %r8d,%r8d
jle    11a0 <matmul+0xa0>
cmp    $0x3,%r11d
jae    11d0 <matmul+0xd0>
mov    %r15,%r9
test   %ebx,%ebx
jne    123f <matmul+0x13f>
jmp    11a0 <matmul+0xa0>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
xorpd  %xmm0,%xmm0
mov    -0x1c(%rsp),%r14d
mov    %r15,%rdx
nopl   0x0(%rax)
mov    %rdx,%r9
movsd  (%rsi),%xmm1
movsd  0x8(%rsi),%xmm2
mulsd  (%rdx),%xmm1
addsd  %xmm0,%xmm1
add    %rbp,%rdx
mulsd  (%r9,%rbp,1),%xmm2
addsd  %xmm1,%xmm2
movsd  0x10(%rsi),%xmm1
mulsd  0x0(%rbp,%rdx,1),%xmm1
add    %rbp,%rdx
addsd  %xmm2,%xmm1
movsd  0x18(%rsi),%xmm0
add    $0x20,%rsi
mulsd  0x0(%rbp,%rdx,1),%xmm0
add    %rbp,%rdx
addsd  %xmm1,%xmm0
add    %rbp,%rdx
add    $0xfffffffc,%r14d
jne    11e0 <matmul+0xe0>
add    -0x8(%rsp),%r9
test   %ebx,%ebx
je     11a0 <matmul+0xa0>
mov    %ebx,%edx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movsd  (%rsi),%xmm1
mulsd  (%r9),%xmm1
add    $0x8,%rsi
addsd  %xmm1,%xmm0
add    %rbp,%r9
add    $0xffffffff,%edx
jne    1250 <matmul+0x150>
jmp    11a0 <matmul+0xa0>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @matmul(double* %0, double* %1, double* %2, i32 %3, i32 %4, i32 %5, i32 %6, i32 %7) {
%9 = alloca double*
%10 = alloca double*
%11 = alloca double*
%12 = alloca i32
%13 = alloca i32
%14 = alloca i32
%15 = alloca i32
%16 = alloca i32
%17 = alloca i32
%18 = alloca i32
%19 = alloca i32
%20 = alloca double
%21 = alloca double*
%22 = alloca double*
%23 = 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 i32 %7, i32* %16
store i32 0, i32* %17
br label %24
24: ; preds = %102, %8
%25 = load i32, i32* %17
%26 = load i32, i32* %14
%27 = icmp slt i32 %25, %26
br i1 %27, label %28, label %105
28: ; preds = %24
%29 = load double*, double** %10
store double* %29, double** %22
%30 = load double*, double** %9
%31 = getelementptr inbounds double, double* %30, i32 1
store double* %31, double** %9
store double* %30, double** %21
store i32 0, i32* %18
br label %32
32: ; preds = %81, %28
%33 = load i32, i32* %18
%34 = load i32, i32* %12
%35 = icmp slt i32 %33, %34
br i1 %35, label %36, label %84
36: ; preds = %32
%37 = load double*, double** %11
store double* %37, double** %23
store double 0.000000e+00, double* %20
store i32 0, i32* %19
br label %38
38: ; preds = %54, %36
%39 = load i32, i32* %19
%40 = load i32, i32* %13
%41 = icmp slt i32 %39, %40
br i1 %41, label %42, label %57
42: ; preds = %38
%43 = load double, double* %20
%44 = load double*, double** %22
%45 = getelementptr inbounds double, double* %44, i32 1
store double* %45, double** %22
%46 = load double, double* %44
%47 = load double*, double** %23
%48 = load double, double* %47
%49 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %46, double %48, double %43)
store double %49, double* %20
%50 = load i32, i32* %14
%51 = load double*, double** %23
%52 = sext i32 %50 to i64
%53 = getelementptr inbounds double, double* %51, i64 %52
store double* %53, double** %23
br label %54
54: ; preds = %42
%55 = load i32, i32* %19
%56 = add nsw i32 %55, 1
store i32 %56, i32* %19
br label %38
57: ; preds = %38
store i32 0, i32* %19
br label %58
58: ; preds = %71, %57
%59 = load i32, i32* %19
%60 = load i32, i32* %16
%61 = load i32, i32* %13
%62 = sub nsw i32 %60, %61
%63 = icmp slt i32 %59, %62
br i1 %63, label %64, label %74
64: ; preds = %58
%65 = load double*, double** %22
%66 = getelementptr inbounds double, double* %65, i32 1
store double* %66, double** %22
%67 = load i32, i32* %14
%68 = load double*, double** %23
%69 = sext i32 %67 to i64
%70 = getelementptr inbounds double, double* %68, i64 %69
store double* %70, double** %23
br label %71
71: ; preds = %64
%72 = load i32, i32* %19
%73 = add nsw i32 %72, 1
store i32 %73, i32* %19
br label %58
74: ; preds = %58
%75 = load double, double* %20
%76 = load double*, double** %21
store double %75, double* %76
%77 = load i32, i32* %14
%78 = load double*, double** %21
%79 = sext i32 %77 to i64
%80 = getelementptr inbounds double, double* %78, i64 %79
store double* %80, double** %21
br label %81
81: ; preds = %74
%82 = load i32, i32* %18
%83 = add nsw i32 %82, 1
store i32 %83, i32* %18
br label %32
84: ; preds = %32
store i32 0, i32* %18
br label %85
85: ; preds = %96, %84
%86 = load i32, i32* %18
%87 = load i32, i32* %15
%88 = load i32, i32* %12
%89 = sub nsw i32 %87, %88
%90 = icmp slt i32 %86, %89
br i1 %90, label %91, label %99
91: ; preds = %85
%92 = load i32, i32* %14
%93 = load double*, double** %21
%94 = sext i32 %92 to i64
%95 = getelementptr inbounds double, double* %93, i64 %94
store double* %95, double** %21
br label %96
96: ; preds = %91
%97 = load i32, i32* %18
%98 = add nsw i32 %97, 1
store i32 %98, i32* %18
br label %85
99: ; preds = %85
%100 = load double*, double** %11
%101 = getelementptr inbounds double, double* %100, i32 1
store double* %101, double** %11
br label %102
102: ; preds = %99
%103 = load i32, i32* %17
%104 = add nsw i32 %103, 1
store i32 %104, i32* %17
br label %24
105: ; preds = %24
ret void
}

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