void gfks_multiply_matrices(float result[], float m1[], float m2[],
                            int matrix_size) {
  int r;
  for (r = 0; r < matrix_size; r++) {
    int c;
    for (c = 0; c < matrix_size; c++) {
      result[r + (matrix_size * c)] = 0;
      int i;
      for (i = 0; i < matrix_size; i++) {
        result[r + (matrix_size * c)] +=
            m1[r + (i * matrix_size)] * m2[i + (c * matrix_size)];
      }
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<gfks_multiply_matrices>:
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
jge    11f0 <gfks_multiply_matrices+0xf0>
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    11dd <gfks_multiply_matrices+0xdd>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%ecx
mov    -0x1c(%rbp),%edx
imul   -0x24(%rbp),%edx
add    %edx,%ecx
movslq %ecx,%rcx
xorps  %xmm0,%xmm0
movss  %xmm0,(%rax,%rcx,4)
movl   $0x0,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    11ca <gfks_multiply_matrices+0xca>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%ecx
mov    -0x28(%rbp),%edx
imul   -0x1c(%rbp),%edx
add    %edx,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%ecx
mov    -0x24(%rbp),%edx
imul   -0x1c(%rbp),%edx
add    %edx,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm2
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%ecx
mov    -0x1c(%rbp),%edx
imul   -0x24(%rbp),%edx
add    %edx,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm1
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
movss  %xmm0,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    115b <gfks_multiply_matrices+0x5b>
jmp    11cf <gfks_multiply_matrices+0xcf>
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    112d <gfks_multiply_matrices+0x2d>
jmp    11e2 <gfks_multiply_matrices+0xe2>
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    111a <gfks_multiply_matrices+0x1a>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<gfks_multiply_matrices>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
mov    %rdx,-0x18(%rsp)
mov    %rsi,-0x20(%rsp)
test   %ecx,%ecx
jle    1226 <gfks_multiply_matrices+0x126>
mov    %ecx,%r8d
mov    %r8d,%r9d
and    $0xfffffffe,%r9d
lea    0x0(,%r8,4),%r13
lea    0x0(,%r8,8),%r10
mov    -0x18(%rsp),%rax
add    $0x4,%rax
mov    %rax,-0x8(%rsp)
xor    %r15d,%r15d
mov    -0x20(%rsp),%rax
mov    %rax,-0x10(%rsp)
mov    -0x20(%rsp),%rsi
jmp    1173 <gfks_multiply_matrices+0x73>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%r15
addq   $0x4,-0x10(%rsp)
cmp    %r8,%r15
je     1226 <gfks_multiply_matrices+0x126>
mov    -0x8(%rsp),%rbx
xor    %r12d,%r12d
jmp    118c <gfks_multiply_matrices+0x8c>
nopl   (%rax)
add    $0x1,%r12
add    %r13,%rbx
cmp    %r8,%r12
je     1160 <gfks_multiply_matrices+0x60>
mov    %r12,%rbp
imul   %r8,%rbp
lea    (%r15,%rbp,1),%rax
movl   $0x0,(%rdi,%rax,4)
xorps  %xmm0,%xmm0
cmp    $0x1,%ecx
jne    11b0 <gfks_multiply_matrices+0xb0>
xor    %r11d,%r11d
jmp    11f6 <gfks_multiply_matrices+0xf6>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    -0x10(%rsp),%r14
xor    %r11d,%r11d
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movss  (%r14),%xmm1
mulss  -0x4(%rbx,%r11,4),%xmm1
addss  %xmm0,%xmm1
movss  %xmm1,(%rdi,%rax,4)
movss  (%r14,%r13,1),%xmm0
mulss  (%rbx,%r11,4),%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
movss  %xmm0,(%rdi,%rax,4)
add    $0x2,%r11
add    %r10,%r14
cmp    %r11,%r9
jne    11c0 <gfks_multiply_matrices+0xc0>
test   $0x1,%r8b
je     1180 <gfks_multiply_matrices+0x80>
mov    %r11,%rdx
imul   %r8,%rdx
add    %r15,%rdx
movss  (%rsi,%rdx,4),%xmm1
add    %r11,%rbp
mov    -0x18(%rsp),%rdx
mulss  (%rdx,%rbp,4),%xmm1
addss  %xmm0,%xmm1
movss  %xmm1,(%rdi,%rax,4)
jmp    1180 <gfks_multiply_matrices+0x80>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @gfks_multiply_matrices(float* %0, float* %1, float* %2, i32 %3) {
%5 = alloca float*
%6 = alloca float*
%7 = alloca float*
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
store float* %0, float** %5
store float* %1, float** %6
store float* %2, float** %7
store i32 %3, i32* %8
store i32 0, i32* %9
br label %12
12: ; preds = %71, %4
%13 = load i32, i32* %9
%14 = load i32, i32* %8
%15 = icmp slt i32 %13, %14
br i1 %15, label %16, label %74
16: ; preds = %12
store i32 0, i32* %10
br label %17
17: ; preds = %67, %16
%18 = load i32, i32* %10
%19 = load i32, i32* %8
%20 = icmp slt i32 %18, %19
br i1 %20, label %21, label %70
21: ; preds = %17
%22 = load float*, float** %5
%23 = load i32, i32* %9
%24 = load i32, i32* %8
%25 = load i32, i32* %10
%26 = mul nsw i32 %24, %25
%27 = add nsw i32 %23, %26
%28 = sext i32 %27 to i64
%29 = getelementptr inbounds float, float* %22, i64 %28
store float 0.000000e+00, float* %29
store i32 0, i32* %11
br label %30
30: ; preds = %63, %21
%31 = load i32, i32* %11
%32 = load i32, i32* %8
%33 = icmp slt i32 %31, %32
br i1 %33, label %34, label %66
34: ; preds = %30
%35 = load float*, float** %6
%36 = load i32, i32* %9
%37 = load i32, i32* %11
%38 = load i32, i32* %8
%39 = mul nsw i32 %37, %38
%40 = add nsw i32 %36, %39
%41 = sext i32 %40 to i64
%42 = getelementptr inbounds float, float* %35, i64 %41
%43 = load float, float* %42
%44 = load float*, float** %7
%45 = load i32, i32* %11
%46 = load i32, i32* %10
%47 = load i32, i32* %8
%48 = mul nsw i32 %46, %47
%49 = add nsw i32 %45, %48
%50 = sext i32 %49 to i64
%51 = getelementptr inbounds float, float* %44, i64 %50
%52 = load float, float* %51
%53 = load float*, float** %5
%54 = load i32, i32* %9
%55 = load i32, i32* %8
%56 = load i32, i32* %10
%57 = mul nsw i32 %55, %56
%58 = add nsw i32 %54, %57
%59 = sext i32 %58 to i64
%60 = getelementptr inbounds float, float* %53, i64 %59
%61 = load float, float* %60
%62 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %43, float %52, float %61)
store float %62, float* %60
br label %63
63: ; preds = %34
%64 = load i32, i32* %11
%65 = add nsw i32 %64, 1
store i32 %65, i32* %11
br label %30
66: ; preds = %30
br label %67
67: ; preds = %66
%68 = load i32, i32* %10
%69 = add nsw i32 %68, 1
store i32 %69, i32* %10
br label %17
70: ; preds = %17
br label %71
71: ; preds = %70
%72 = load i32, i32* %9
%73 = add nsw i32 %72, 1
store i32 %73, i32* %9
br label %12
74: ; preds = %12
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @gfks_multiply_matrices(float* nocapture %0, float* nocapture %1, float* nocapture %2, i32 %3) {
%5 = icmp sgt i32 %3, 0
br i1 %5, label %6, label %62
6: ; preds = %4
%7 = zext i32 %3 to i64
%8 = zext i32 %3 to i64
%9 = and i64 %8, 1
%10 = icmp eq i32 %3, 1
%11 = and i64 %8, 4294967294
%12 = icmp eq i64 %9, 0
br label %13
13: ; preds = %59, %6
%14 = phi i64 [ 0, %6 ], [ %60, %59 ]
br label %15
15: ; preds = %56, %13
%16 = phi i64 [ 0, %13 ], [ %57, %56 ]
%17 = mul nsw i64 %16, %7
%18 = add nuw nsw i64 %17, %14
%19 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %18
store float 0.000000e+00, float* %19
br i1 %10, label %44, label %20
20: ; preds = %15, %20
%21 = phi float [ %40, %20 ], [ 0.000000e+00, %15 ]
%22 = phi i64 [ %41, %20 ], [ 0, %15 ]
%23 = phi i64 [ %42, %20 ], [ 0, %15 ]
%24 = mul nsw i64 %22, %7
%25 = add nuw nsw i64 %24, %14
%26 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 %25
%27 = load float, float* %26
%28 = add nuw nsw i64 %22, %17
%29 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 %28
%30 = load float, float* %29
%31 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %27, float %30, float %21)
store float %31, float* %19
%32 = or i64 %22, 1
%33 = mul nsw i64 %32, %7
%34 = add nuw nsw i64 %33, %14
%35 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 %34
%36 = load float, float* %35
%37 = add nuw nsw i64 %32, %17
%38 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 %37
%39 = load float, float* %38
%40 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %36, float %39, float %31)
store float %40, float* %19
%41 = add nuw nsw i64 %22, 2
%42 = add i64 %23, 2
%43 = icmp eq i64 %42, %11
br i1 %43, label %44, label %20
44: ; preds = %20, %15
%45 = phi float [ 0.000000e+00, %15 ], [ %40, %20 ]
%46 = phi i64 [ 0, %15 ], [ %41, %20 ]
br i1 %12, label %56, label %47
47: ; preds = %44
%48 = mul nsw i64 %46, %7
%49 = add nuw nsw i64 %48, %14
%50 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 %49
%51 = load float, float* %50
%52 = add nuw nsw i64 %46, %17
%53 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 %52
%54 = load float, float* %53
%55 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %51, float %54, float %45)
store float %55, float* %19
br label %56
56: ; preds = %44, %47
%57 = add nuw nsw i64 %16, 1
%58 = icmp eq i64 %57, %8
br i1 %58, label %59, label %15
59: ; preds = %56
%60 = add nuw nsw i64 %14, 1
%61 = icmp eq i64 %60, %8
br i1 %61, label %62, label %13
62: ; preds = %59, %4
ret void
}