void mmul1(int *a, int *b, int *res, int h, int w) {
  for (int i = 0; i < h; i++) {
    for (int j = 0; j < w; j++) {
      for (int k = 0; k < w; k++) {
        (res + i * w)[j] += (a + i * w)[k] * (b + k * w)[j];
      }
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<mmul1>:
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)
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    11dc <mmul1+0xdc>
movl   $0x0,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
cmp    -0x20(%rbp),%eax
jge    11c9 <mmul1+0xc9>
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0x20(%rbp),%eax
jge    11b6 <mmul1+0xb6>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
imul   -0x20(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
imul   -0x20(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
imul   (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
imul   -0x20(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
add    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    1144 <mmul1+0x44>
jmp    11bb <mmul1+0xbb>
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    1131 <mmul1+0x31>
jmp    11ce <mmul1+0xce>
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    111e <mmul1+0x1e>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<mmul1>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
mov    %rdx,-0x10(%rsp)
mov    %rsi,-0x18(%rsp)
mov    %rdi,-0x20(%rsp)
test   %ecx,%ecx
jle    1235 <mmul1+0x135>
movslq %r8d,%r10
mov    %ecx,%eax
mov    %rax,-0x8(%rsp)
mov    %r10d,%r11d
mov    %r11d,%r14d
and    $0xfffffffe,%r14d
mov    -0x20(%rsp),%rax
add    $0x4,%rax
lea    0x0(,%r10,4),%r13
lea    0x0(,%r10,8),%rcx
xor    %edx,%edx
mov    %rdx,-0x28(%rsp)
jmp    117f <mmul1+0x7f>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    -0x28(%rsp),%rsi
add    $0x1,%rsi
add    %r13,%rax
mov    %rsi,%rdx
mov    %rsi,-0x28(%rsp)
cmp    -0x8(%rsp),%rsi
je     1235 <mmul1+0x135>
test   %r8d,%r8d
jle    1160 <mmul1+0x60>
mov    -0x28(%rsp),%rdx
imul   %r10,%rdx
mov    -0x20(%rsp),%rsi
lea    (%rsi,%rdx,4),%r12
mov    -0x10(%rsp),%rsi
lea    (%rsi,%rdx,4),%rbx
mov    -0x18(%rsp),%rsi
xor    %r9d,%r9d
jmp    11bd <mmul1+0xbd>
nopl   0x0(%rax)
add    $0x1,%r9
add    $0x4,%rsi
cmp    %r11,%r9
je     1160 <mmul1+0x60>
mov    (%rbx,%r9,4),%edx
cmp    $0x1,%r8d
jne    11d0 <mmul1+0xd0>
xor    %r15d,%r15d
jmp    120b <mmul1+0x10b>
nopl   0x0(%rax)
mov    %rsi,%rbp
xor    %r15d,%r15d
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
mov    0x0(%rbp),%edi
imul   -0x4(%rax,%r15,4),%edi
add    %edx,%edi
mov    %edi,(%rbx,%r9,4)
mov    0x0(%rbp,%r13,1),%edx
imul   (%rax,%r15,4),%edx
add    %edi,%edx
mov    %edx,(%rbx,%r9,4)
add    $0x2,%r15
add    %rcx,%rbp
cmp    %r15,%r14
jne    11e0 <mmul1+0xe0>
test   $0x1,%r11b
je     11b0 <mmul1+0xb0>
mov    -0x18(%rsp),%rdi
lea    (%rdi,%r9,4),%rbp
mov    %r15,%rdi
imul   %r10,%rdi
mov    0x0(%rbp,%rdi,4),%edi
imul   (%r12,%r15,4),%edi
add    %edi,%edx
mov    %edx,(%rbx,%r9,4)
jmp    11b0 <mmul1+0xb0>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @mmul1(i32* %0, i32* %1, i32* %2, i32 %3, i32 %4) {
%6 = alloca i32*
%7 = alloca i32*
%8 = alloca i32*
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
%13 = alloca i32
store i32* %0, i32** %6
store i32* %1, i32** %7
store i32* %2, i32** %8
store i32 %3, i32* %9
store i32 %4, i32* %10
store i32 0, i32* %11
br label %14
14: ; preds = %69, %5
%15 = load i32, i32* %11
%16 = load i32, i32* %9
%17 = icmp slt i32 %15, %16
br i1 %17, label %18, label %72
18: ; preds = %14
store i32 0, i32* %12
br label %19
19: ; preds = %65, %18
%20 = load i32, i32* %12
%21 = load i32, i32* %10
%22 = icmp slt i32 %20, %21
br i1 %22, label %23, label %68
23: ; preds = %19
store i32 0, i32* %13
br label %24
24: ; preds = %61, %23
%25 = load i32, i32* %13
%26 = load i32, i32* %10
%27 = icmp slt i32 %25, %26
br i1 %27, label %28, label %64
28: ; preds = %24
%29 = load i32*, i32** %6
%30 = load i32, i32* %11
%31 = load i32, i32* %10
%32 = mul nsw i32 %30, %31
%33 = sext i32 %32 to i64
%34 = getelementptr inbounds i32, i32* %29, i64 %33
%35 = load i32, i32* %13
%36 = sext i32 %35 to i64
%37 = getelementptr inbounds i32, i32* %34, i64 %36
%38 = load i32, i32* %37
%39 = load i32*, i32** %7
%40 = load i32, i32* %13
%41 = load i32, i32* %10
%42 = mul nsw i32 %40, %41
%43 = sext i32 %42 to i64
%44 = getelementptr inbounds i32, i32* %39, i64 %43
%45 = load i32, i32* %12
%46 = sext i32 %45 to i64
%47 = getelementptr inbounds i32, i32* %44, i64 %46
%48 = load i32, i32* %47
%49 = mul nsw i32 %38, %48
%50 = load i32*, i32** %8
%51 = load i32, i32* %11
%52 = load i32, i32* %10
%53 = mul nsw i32 %51, %52
%54 = sext i32 %53 to i64
%55 = getelementptr inbounds i32, i32* %50, i64 %54
%56 = load i32, i32* %12
%57 = sext i32 %56 to i64
%58 = getelementptr inbounds i32, i32* %55, i64 %57
%59 = load i32, i32* %58
%60 = add nsw i32 %59, %49
store i32 %60, i32* %58
br label %61
61: ; preds = %28
%62 = load i32, i32* %13
%63 = add nsw i32 %62, 1
store i32 %63, i32* %13
br label %24
64: ; preds = %24
br label %65
65: ; preds = %64
%66 = load i32, i32* %12
%67 = add nsw i32 %66, 1
store i32 %67, i32* %12
br label %19
68: ; preds = %19
br label %69
69: ; preds = %68
%70 = load i32, i32* %11
%71 = add nsw i32 %70, 1
store i32 %71, i32* %11
br label %14
72: ; preds = %14
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @mmul1(i32* nocapture %0, i32* nocapture %1, i32* nocapture %2, i32 %3, i32 %4) {
%6 = icmp sgt i32 %3, 0
br i1 %6, label %7, label %22
7: ; preds = %5
%8 = icmp sgt i32 %4, 0
%9 = sext i32 %4 to i64
%10 = zext i32 %3 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 = %7, %28
%17 = phi i64 [ 0, %7 ], [ %29, %28 ]
br i1 %8, label %18, label %28
18: ; preds = %16
%19 = mul nsw i64 %17, %9
%20 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %19
%21 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %19
br label %23
22: ; preds = %28, %5
ret void
23: ; preds = %42, %18
%24 = phi i64 [ 0, %18 ], [ %43, %42 ]
%25 = getelementptr inbounds i32, i32* %21, i64 %24
%26 = load i32, i32* %25
%27 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %24
br i1 %13, label %31, label %45
28: ; preds = %42, %16
%29 = add nuw nsw i64 %17, 1
%30 = icmp eq i64 %29, %10
br i1 %30, label %22, label %16
31: ; preds = %45, %23
%32 = phi i32 [ %26, %23 ], [ %63, %45 ]
%33 = phi i64 [ 0, %23 ], [ %64, %45 ]
br i1 %15, label %42, label %34
34: ; preds = %31
%35 = getelementptr inbounds i32, i32* %20, i64 %33
%36 = load i32, i32* %35
%37 = mul nsw i64 %33, %9
%38 = getelementptr inbounds i32, i32* %27, i64 %37
%39 = load i32, i32* %38
%40 = mul nsw i32 %39, %36
%41 = add nsw i32 %32, %40
store i32 %41, i32* %25
br label %42
42: ; preds = %31, %34
%43 = add nuw nsw i64 %24, 1
%44 = icmp eq i64 %43, %11
br i1 %44, label %28, label %23
45: ; preds = %23, %45
%46 = phi i32 [ %63, %45 ], [ %26, %23 ]
%47 = phi i64 [ %64, %45 ], [ 0, %23 ]
%48 = phi i64 [ %65, %45 ], [ 0, %23 ]
%49 = getelementptr inbounds i32, i32* %20, i64 %47
%50 = load i32, i32* %49
%51 = mul nsw i64 %47, %9
%52 = getelementptr inbounds i32, i32* %27, i64 %51
%53 = load i32, i32* %52
%54 = mul nsw i32 %53, %50
%55 = add nsw i32 %46, %54
store i32 %55, i32* %25
%56 = or i64 %47, 1
%57 = getelementptr inbounds i32, i32* %20, i64 %56
%58 = load i32, i32* %57
%59 = mul nsw i64 %56, %9
%60 = getelementptr inbounds i32, i32* %27, i64 %59
%61 = load i32, i32* %60
%62 = mul nsw i32 %61, %58
%63 = add nsw i32 %55, %62
store i32 %63, i32* %25
%64 = add nuw nsw i64 %47, 2
%65 = add i64 %48, 2
%66 = icmp eq i64 %65, %14
br i1 %66, label %31, label %45
}