void matrixMult(double *A, double *B, double *C, unsigned int N) {
  unsigned int i, j, k;
  double sum;
#pragma omp parallel for private(j, k, sum) default(none)                      \
    shared(A, B, C, N) if (N > 100)
  for (i = 0; i < N; i++) {
    for (j = 0; j < N; j++) {
      sum = 0.0;
      for (k = 0; k < N; k++)
        sum += A[k * N + i] * B[j * N + k];
      C[j * N + i] = sum;
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<matrixMult>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %ecx,-0x1c(%rbp)
movl   $0x0,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jae    11d9 <matrixMult+0xd9>
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jae    11c6 <matrixMult+0xc6>
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x30(%rbp)
movl   $0x0,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jae    119e <matrixMult+0x9e>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%ecx
imul   -0x1c(%rbp),%ecx
add    -0x20(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%ecx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
imul   -0x1c(%rbp),%ecx
add    -0x28(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%ecx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
movsd  -0x30(%rbp),%xmm1
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x30(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    1148 <matrixMult+0x48>
movsd  -0x30(%rbp),%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
imul   -0x1c(%rbp),%ecx
add    -0x20(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%ecx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    112d <matrixMult+0x2d>
jmp    11cb <matrixMult+0xcb>
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    111a <matrixMult+0x1a>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<matrixMult>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r12
push   %rbx
test   %ecx,%ecx
je     11f4 <matrixMult+0xf4>
mov    %ecx,%r8d
mov    %r8d,%r9d
and    $0xfffffffe,%r9d
lea    (%rcx,%rcx,1),%r15d
xor    %r10d,%r10d
jmp    113d <matrixMult+0x3d>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
add    $0x1,%r10d
cmp    %ecx,%r10d
je     11f4 <matrixMult+0xf4>
mov    $0x1,%r11d
xor    %r14d,%r14d
jmp    1164 <matrixMult+0x64>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    %r10d,%eax
movsd  %xmm0,(%rdx,%rax,8)
add    $0x1,%r14
add    %ecx,%r11d
cmp    %r8,%r14
je     1130 <matrixMult+0x30>
xorpd  %xmm0,%xmm0
cmp    $0x1,%ecx
jne    1180 <matrixMult+0x80>
xor    %r12d,%r12d
jmp    11c5 <matrixMult+0xc5>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
mov    %r11d,%eax
mov    %r10d,%ebp
xor    %r12d,%r12d
nopl   0x0(%rax)
mov    %ebp,%ebx
movsd  (%rdi,%rbx,8),%xmm1
lea    -0x1(%rax),%ebx
mulsd  (%rsi,%rbx,8),%xmm1
addsd  %xmm0,%xmm1
lea    (%rcx,%rbp,1),%ebx
movsd  (%rdi,%rbx,8),%xmm0
mov    %eax,%ebx
mulsd  (%rsi,%rbx,8),%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
add    $0x2,%r12
add    %r15d,%ebp
add    $0x2,%eax
cmp    %r12,%r9
jne    1190 <matrixMult+0x90>
mov    %r14d,%eax
imul   %ecx,%eax
test   $0x1,%r8b
je     1150 <matrixMult+0x50>
lea    (%rax,%r12,1),%ebx
imul   %ecx,%r12d
add    %r10d,%r12d
movsd  (%rdi,%r12,8),%xmm1
mulsd  (%rsi,%rbx,8),%xmm1
addsd  %xmm1,%xmm0
jmp    1150 <matrixMult+0x50>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

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

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