void multiply_matrix_3(int *a, int *b, int *c, int N) {
  int j;
  int k;
  for (j = 0; j < N; j++) {
    for (k = 0; k < N; k++) {
      int r = *((b + k * N) + j);
      int i;
      for (i = 0; i < N; i++) {
        *((c + i * N) + j) += *((a + i * N) + k) * r;
      }
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<multiply_matrix_3>:
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    11de <multiply_matrix_3+0xde>
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    11cb <multiply_matrix_3+0xcb>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
imul   -0x1c(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    11b8 <multiply_matrix_3+0xb8>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
imul   -0x1c(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
imul   -0x28(%rbp),%edx
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
imul   -0x1c(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
add    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    115f <multiply_matrix_3+0x5f>
jmp    11bd <multiply_matrix_3+0xbd>
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    112d <multiply_matrix_3+0x2d>
jmp    11d0 <multiply_matrix_3+0xd0>
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    111a <multiply_matrix_3+0x1a>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<multiply_matrix_3>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
mov    %rdx,-0x28(%rsp)
mov    %rsi,-0x18(%rsp)
mov    %rdi,-0x30(%rsp)
test   %ecx,%ecx
jle    1229 <multiply_matrix_3+0x129>
mov    %ecx,%r8d
mov    %r8d,%r9d
and    $0xfffffffe,%r9d
mov    -0x28(%rsp),%rbx
lea    (%rbx,%r8,4),%r13
lea    0x0(,%r8,8),%r10
mov    -0x30(%rsp),%rax
lea    (%rax,%r8,4),%rax
mov    %rax,-0x20(%rsp)
xor    %edx,%edx
jmp    116a <multiply_matrix_3+0x6a>
xchg   %ax,%ax
mov    -0x10(%rsp),%rdx
add    $0x1,%rdx
add    $0x4,%r13
add    $0x4,%rbx
cmp    %r8,%rdx
je     1229 <multiply_matrix_3+0x129>
mov    -0x18(%rsp),%rax
lea    (%rax,%rdx,4),%r15
mov    -0x28(%rsp),%rax
mov    %rdx,-0x10(%rsp)
lea    (%rax,%rdx,4),%rax
mov    %rax,-0x8(%rsp)
mov    -0x30(%rsp),%rax
mov    -0x20(%rsp),%rbp
xor    %r11d,%r11d
jmp    11b1 <multiply_matrix_3+0xb1>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
add    $0x1,%r11
add    $0x4,%rbp
add    $0x4,%rax
cmp    %r8,%r11
je     1150 <multiply_matrix_3+0x50>
mov    %r11,%rdx
imul   %r8,%rdx
mov    (%r15,%rdx,4),%esi
cmp    $0x1,%ecx
jne    11d0 <multiply_matrix_3+0xd0>
xor    %edx,%edx
jmp    1205 <multiply_matrix_3+0x105>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
xor    %r14d,%r14d
xor    %edx,%edx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
mov    (%rax,%r14,1),%r12d
imul   %esi,%r12d
add    %r12d,(%rbx,%r14,1)
mov    0x0(%rbp,%r14,1),%edi
imul   %esi,%edi
add    %edi,0x0(%r13,%r14,1)
add    $0x2,%rdx
add    %r10,%r14
cmp    %rdx,%r9
jne    11e0 <multiply_matrix_3+0xe0>
test   $0x1,%r8b
je     11a0 <multiply_matrix_3+0xa0>
mov    -0x30(%rsp),%rdi
lea    (%rdi,%r11,4),%rdi
imul   %r8,%rdx
imul   (%rdi,%rdx,4),%esi
mov    -0x8(%rsp),%rdi
add    %esi,(%rdi,%rdx,4)
jmp    11a0 <multiply_matrix_3+0xa0>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @multiply_matrix_3(i32* %0, i32* %1, i32* %2, i32 %3) {
%5 = alloca i32*
%6 = alloca i32*
%7 = alloca i32*
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
store i32* %0, i32** %5
store i32* %1, i32** %6
store i32* %2, i32** %7
store i32 %3, i32* %8
store i32 0, i32* %9
br label %13
13: ; preds = %69, %4
%14 = load i32, i32* %9
%15 = load i32, i32* %8
%16 = icmp slt i32 %14, %15
br i1 %16, label %17, label %72
17: ; preds = %13
store i32 0, i32* %10
br label %18
18: ; preds = %65, %17
%19 = load i32, i32* %10
%20 = load i32, i32* %8
%21 = icmp slt i32 %19, %20
br i1 %21, label %22, label %68
22: ; preds = %18
%23 = load i32*, i32** %6
%24 = load i32, i32* %10
%25 = load i32, i32* %8
%26 = mul nsw i32 %24, %25
%27 = sext i32 %26 to i64
%28 = getelementptr inbounds i32, i32* %23, i64 %27
%29 = load i32, i32* %9
%30 = sext i32 %29 to i64
%31 = getelementptr inbounds i32, i32* %28, i64 %30
%32 = load i32, i32* %31
store i32 %32, i32* %11
store i32 0, i32* %12
br label %33
33: ; preds = %61, %22
%34 = load i32, i32* %12
%35 = load i32, i32* %8
%36 = icmp slt i32 %34, %35
br i1 %36, label %37, label %64
37: ; preds = %33
%38 = load i32*, i32** %5
%39 = load i32, i32* %12
%40 = load i32, i32* %8
%41 = mul nsw i32 %39, %40
%42 = sext i32 %41 to i64
%43 = getelementptr inbounds i32, i32* %38, i64 %42
%44 = load i32, i32* %10
%45 = sext i32 %44 to i64
%46 = getelementptr inbounds i32, i32* %43, i64 %45
%47 = load i32, i32* %46
%48 = load i32, i32* %11
%49 = mul nsw i32 %47, %48
%50 = load i32*, i32** %7
%51 = load i32, i32* %12
%52 = load i32, i32* %8
%53 = mul nsw i32 %51, %52
%54 = sext i32 %53 to i64
%55 = getelementptr inbounds i32, i32* %50, i64 %54
%56 = load i32, i32* %9
%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 = %37
%62 = load i32, i32* %12
%63 = add nsw i32 %62, 1
store i32 %63, i32* %12
br label %33
64: ; preds = %33
br label %65
65: ; preds = %64
%66 = load i32, i32* %10
%67 = add nsw i32 %66, 1
store i32 %67, i32* %10
br label %18
68: ; preds = %18
br label %69
69: ; preds = %68
%70 = load i32, i32* %9
%71 = add nsw i32 %70, 1
store i32 %71, i32* %9
br label %13
72: ; preds = %13
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @multiply_matrix_3(i32* nocapture %0, i32* nocapture %1, i32* nocapture %2, i32 %3) {
%5 = icmp sgt i32 %3, 0
br i1 %5, label %6, label %60
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 = %57, %6
%14 = phi i64 [ 0, %6 ], [ %58, %57 ]
%15 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %14
%16 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %14
br label %17
17: ; preds = %54, %13
%18 = phi i64 [ 0, %13 ], [ %55, %54 ]
%19 = mul nsw i64 %18, %7
%20 = getelementptr inbounds i32, i32* %15, i64 %19
%21 = load i32, i32* %20
%22 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %18
br i1 %10, label %44, label %23
23: ; preds = %17, %23
%24 = phi i64 [ %41, %23 ], [ 0, %17 ]
%25 = phi i64 [ %42, %23 ], [ 0, %17 ]
%26 = mul nsw i64 %24, %7
%27 = getelementptr inbounds i32, i32* %22, i64 %26
%28 = load i32, i32* %27
%29 = mul nsw i32 %28, %21
%30 = getelementptr inbounds i32, i32* %16, i64 %26
%31 = load i32, i32* %30
%32 = add nsw i32 %31, %29
store i32 %32, i32* %30
%33 = or i64 %24, 1
%34 = mul nsw i64 %33, %7
%35 = getelementptr inbounds i32, i32* %22, i64 %34
%36 = load i32, i32* %35
%37 = mul nsw i32 %36, %21
%38 = getelementptr inbounds i32, i32* %16, i64 %34
%39 = load i32, i32* %38
%40 = add nsw i32 %39, %37
store i32 %40, i32* %38
%41 = add nuw nsw i64 %24, 2
%42 = add i64 %25, 2
%43 = icmp eq i64 %42, %11
br i1 %43, label %44, label %23
44: ; preds = %23, %17
%45 = phi i64 [ 0, %17 ], [ %41, %23 ]
br i1 %12, label %54, label %46
46: ; preds = %44
%47 = mul nsw i64 %45, %7
%48 = getelementptr inbounds i32, i32* %22, i64 %47
%49 = load i32, i32* %48
%50 = mul nsw i32 %49, %21
%51 = getelementptr inbounds i32, i32* %16, i64 %47
%52 = load i32, i32* %51
%53 = add nsw i32 %52, %50
store i32 %53, i32* %51
br label %54
54: ; preds = %44, %46
%55 = add nuw nsw i64 %18, 1
%56 = icmp eq i64 %55, %8
br i1 %56, label %57, label %17
57: ; preds = %54
%58 = add nuw nsw i64 %14, 1
%59 = icmp eq i64 %58, %8
br i1 %59, label %60, label %13
60: ; preds = %57, %4
ret void
}