void matrix_multiply(long n, float matrix1[][2 * 250], float matrix2[][2 * 250],
                     float result[][2 * 250]) {
  long i, j, k;
  for (i = 0; i < n; i++)
    for (j = 0; j < n; j++) {
      result[i][j] = 0;
      for (k = 0; k < n; k++) {
        result[i][j] += (matrix1[i][k] * matrix2[k][j]);
      }
    }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<matrix_multiply>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
movq   $0x0,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
cmp    -0x8(%rbp),%rax
jge    1203 <matrix_multiply+0x103>
movq   $0x0,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rax
cmp    -0x8(%rbp),%rax
jge    11ed <matrix_multiply+0xed>
mov    -0x20(%rbp),%rax
imul   $0x7d0,-0x28(%rbp),%rcx
add    %rcx,%rax
mov    -0x30(%rbp),%rcx
xorps  %xmm0,%xmm0
movss  %xmm0,(%rax,%rcx,4)
movq   $0x0,-0x38(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%rax
cmp    -0x8(%rbp),%rax
jge    11d7 <matrix_multiply+0xd7>
mov    -0x10(%rbp),%rax
imul   $0x7d0,-0x28(%rbp),%rcx
add    %rcx,%rax
mov    -0x38(%rbp),%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
imul   $0x7d0,-0x38(%rbp),%rcx
add    %rcx,%rax
mov    -0x30(%rbp),%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm2
mov    -0x20(%rbp),%rax
imul   $0x7d0,-0x28(%rbp),%rcx
add    %rcx,%rax
mov    -0x30(%rbp),%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm1
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
movss  %xmm0,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x38(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
jmp    1163 <matrix_multiply+0x63>
jmp    11dc <matrix_multiply+0xdc>
mov    -0x30(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
jmp    1132 <matrix_multiply+0x32>
jmp    11f2 <matrix_multiply+0xf2>
mov    -0x28(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
jmp    111c <matrix_multiply+0x1c>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<matrix_multiply>:
push   %r15
push   %r14
push   %r12
push   %rbx
test   %rdi,%rdi
jle    11ff <matrix_multiply+0xff>
mov    %rdi,%r8
and    $0xfffffffffffffffe,%r8
lea    0x4(%rsi),%r15
xor    %r9d,%r9d
jmp    1134 <matrix_multiply+0x34>
add    $0x1,%r9
add    $0x7d0,%r15
cmp    %rdi,%r9
je     11ff <matrix_multiply+0xff>
mov    %rdx,%r10
xor    %r11d,%r11d
jmp    114d <matrix_multiply+0x4d>
nopl   0x0(%rax)
add    $0x1,%r11
add    $0x4,%r10
cmp    %rdi,%r11
je     1120 <matrix_multiply+0x20>
imul   $0x7d0,%r9,%r14
lea    (%rcx,%r14,1),%rax
lea    (%rax,%r11,4),%r12
movl   $0x0,(%rax,%r11,4)
xorps  %xmm0,%xmm0
cmp    $0x1,%rdi
jne    1180 <matrix_multiply+0x80>
xor    %eax,%eax
jmp    11cd <matrix_multiply+0xcd>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %r10,%rbx
xor    %eax,%eax
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
movss  -0x4(%r15,%rax,4),%xmm1
mulss  (%rbx),%xmm1
addss  %xmm0,%xmm1
movss  %xmm1,(%r12)
movss  (%r15,%rax,4),%xmm0
mulss  0x7d0(%rbx),%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
movss  %xmm0,(%r12)
add    $0x2,%rax
add    $0xfa0,%rbx
cmp    %rax,%r8
jne    1190 <matrix_multiply+0x90>
test   $0x1,%dil
je     1140 <matrix_multiply+0x40>
add    %rsi,%r14
movss  (%r14,%rax,4),%xmm1
imul   $0x7d0,%rax,%rax
add    %rdx,%rax
mulss  (%rax,%r11,4),%xmm1
addss  %xmm0,%xmm1
movss  %xmm1,(%r12)
jmp    1140 <matrix_multiply+0x40>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r14
pop    %r15
ret

LLVM IR (-O0):
define void @matrix_multiply(i64 %0, [500 x float]* %1, [500 x float]* %2, [500 x float]* %3) {
%5 = alloca i64
%6 = alloca [500 x float]*
%7 = alloca [500 x float]*
%8 = alloca [500 x float]*
%9 = alloca i64
%10 = alloca i64
%11 = alloca i64
store i64 %0, i64* %5
store [500 x float]* %1, [500 x float]** %6
store [500 x float]* %2, [500 x float]** %7
store [500 x float]* %3, [500 x float]** %8
store i64 0, i64* %9
br label %12
12: ; preds = %59, %4
%13 = load i64, i64* %9
%14 = load i64, i64* %5
%15 = icmp slt i64 %13, %14
br i1 %15, label %16, label %62
16: ; preds = %12
store i64 0, i64* %10
br label %17
17: ; preds = %55, %16
%18 = load i64, i64* %10
%19 = load i64, i64* %5
%20 = icmp slt i64 %18, %19
br i1 %20, label %21, label %58
21: ; preds = %17
%22 = load [500 x float]*, [500 x float]** %8
%23 = load i64, i64* %9
%24 = getelementptr inbounds [500 x float], [500 x float]* %22, i64 %23
%25 = load i64, i64* %10
%26 = getelementptr inbounds [500 x float], [500 x float]* %24, i64 0, i64 %25
store float 0.000000e+00, float* %26
store i64 0, i64* %11
br label %27
27: ; preds = %51, %21
%28 = load i64, i64* %11
%29 = load i64, i64* %5
%30 = icmp slt i64 %28, %29
br i1 %30, label %31, label %54
31: ; preds = %27
%32 = load [500 x float]*, [500 x float]** %6
%33 = load i64, i64* %9
%34 = getelementptr inbounds [500 x float], [500 x float]* %32, i64 %33
%35 = load i64, i64* %11
%36 = getelementptr inbounds [500 x float], [500 x float]* %34, i64 0, i64 %35
%37 = load float, float* %36
%38 = load [500 x float]*, [500 x float]** %7
%39 = load i64, i64* %11
%40 = getelementptr inbounds [500 x float], [500 x float]* %38, i64 %39
%41 = load i64, i64* %10
%42 = getelementptr inbounds [500 x float], [500 x float]* %40, i64 0, i64 %41
%43 = load float, float* %42
%44 = load [500 x float]*, [500 x float]** %8
%45 = load i64, i64* %9
%46 = getelementptr inbounds [500 x float], [500 x float]* %44, i64 %45
%47 = load i64, i64* %10
%48 = getelementptr inbounds [500 x float], [500 x float]* %46, i64 0, i64 %47
%49 = load float, float* %48
%50 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %37, float %43, float %49)
store float %50, float* %48
br label %51
51: ; preds = %31
%52 = load i64, i64* %11
%53 = add nsw i64 %52, 1
store i64 %53, i64* %11
br label %27
54: ; preds = %27
br label %55
55: ; preds = %54
%56 = load i64, i64* %10
%57 = add nsw i64 %56, 1
store i64 %57, i64* %10
br label %17
58: ; preds = %17
br label %59
59: ; preds = %58
%60 = load i64, i64* %9
%61 = add nsw i64 %60, 1
store i64 %61, i64* %9
br label %12
62: ; preds = %12
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @matrix_multiply(i64 %0, [500 x float]* nocapture %1, [500 x float]* nocapture %2, [500 x float]* nocapture %3) {
%5 = icmp sgt i64 %0, 0
br i1 %5, label %6, label %49
6: ; preds = %4
%7 = and i64 %0, 1
%8 = icmp eq i64 %0, 1
%9 = and i64 %0, -2
%10 = icmp eq i64 %7, 0
br label %11
11: ; preds = %6, %46
%12 = phi i64 [ %47, %46 ], [ 0, %6 ]
br label %13
13: ; preds = %43, %11
%14 = phi i64 [ %44, %43 ], [ 0, %11 ]
%15 = getelementptr inbounds [500 x float], [500 x float]* %3, i64 %12, i64 %14
store float 0.000000e+00, float* %15
br i1 %8, label %34, label %16
16: ; preds = %13, %16
%17 = phi float [ %30, %16 ], [ 0.000000e+00, %13 ]
%18 = phi i64 [ %31, %16 ], [ 0, %13 ]
%19 = phi i64 [ %32, %16 ], [ 0, %13 ]
%20 = getelementptr inbounds [500 x float], [500 x float]* %1, i64 %12, i64 %18
%21 = load float, float* %20
%22 = getelementptr inbounds [500 x float], [500 x float]* %2, i64 %18, i64 %14
%23 = load float, float* %22
%24 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %21, float %23, float %17)
store float %24, float* %15
%25 = or i64 %18, 1
%26 = getelementptr inbounds [500 x float], [500 x float]* %1, i64 %12, i64 %25
%27 = load float, float* %26
%28 = getelementptr inbounds [500 x float], [500 x float]* %2, i64 %25, i64 %14
%29 = load float, float* %28
%30 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %27, float %29, float %24)
store float %30, float* %15
%31 = add nuw nsw i64 %18, 2
%32 = add i64 %19, 2
%33 = icmp eq i64 %32, %9
br i1 %33, label %34, label %16
34: ; preds = %16, %13
%35 = phi float [ 0.000000e+00, %13 ], [ %30, %16 ]
%36 = phi i64 [ 0, %13 ], [ %31, %16 ]
br i1 %10, label %43, label %37
37: ; preds = %34
%38 = getelementptr inbounds [500 x float], [500 x float]* %1, i64 %12, i64 %36
%39 = load float, float* %38
%40 = getelementptr inbounds [500 x float], [500 x float]* %2, i64 %36, i64 %14
%41 = load float, float* %40
%42 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %39, float %41, float %35)
store float %42, float* %15
br label %43
43: ; preds = %34, %37
%44 = add nuw nsw i64 %14, 1
%45 = icmp eq i64 %44, %0
br i1 %45, label %46, label %13
46: ; preds = %43
%47 = add nuw nsw i64 %12, 1
%48 = icmp eq i64 %47, %0
br i1 %48, label %49, label %11
49: ; preds = %46, %4
ret void
}