void dgemm1(double *a, double *b, double *c, int n) {
  int i, j, k;
  for (i = 0; i < n; i++) {
    for (j = 0; j < n; j++) {
      register double r = c[i * n + j];
      for (k = 0; k < n; k++) {
        r += a[i * n + k] * b[k * n + j];
      }
      c[i * n + j] = r;
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<dgemm1>:
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    11ef <dgemm1+0xef>
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    11dc <dgemm1+0xdc>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%ecx
imul   -0x1c(%rbp),%ecx
add    -0x24(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x30(%rbp)
movl   $0x0,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    11b3 <dgemm1+0xb3>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%ecx
imul   -0x1c(%rbp),%ecx
add    -0x28(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%ecx
imul   -0x1c(%rbp),%ecx
add    -0x24(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
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    115b <dgemm1+0x5b>
movsd  -0x30(%rbp),%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%ecx
imul   -0x1c(%rbp),%ecx
add    -0x24(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    112d <dgemm1+0x2d>
jmp    11e1 <dgemm1+0xe1>
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    111a <dgemm1+0x1a>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<dgemm1>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
mov    %rsi,-0x10(%rsp)
test   %ecx,%ecx
jle    1208 <dgemm1+0x108>
mov    %ecx,%r8d
mov    %r8d,%r9d
and    $0xfffffffe,%r9d
lea    0x8(%rdi),%rax
lea    0x0(,%r8,8),%r10
mov    %r8,%r11
shl    $0x4,%r11
xor    %r15d,%r15d
jmp    1155 <dgemm1+0x55>
nopl   0x0(%rax)
mov    -0x8(%rsp),%r15
add    $0x1,%r15
add    %r10,%rax
cmp    %r8,%r15
je     1208 <dgemm1+0x108>
mov    %r15,-0x8(%rsp)
imul   %r8,%r15
mov    -0x10(%rsp),%r14
xor    %ebx,%ebx
jmp    1183 <dgemm1+0x83>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
movsd  %xmm0,(%rdx,%r13,8)
add    $0x1,%rbx
add    $0x8,%r14
cmp    %r8,%rbx
je     1140 <dgemm1+0x40>
lea    (%rbx,%r15,1),%r13
movsd  (%rdx,%r13,8),%xmm0
cmp    $0x1,%ecx
jne    11a0 <dgemm1+0xa0>
xor    %ebp,%ebp
jmp    11df <dgemm1+0xdf>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
mov    %r14,%r12
xor    %ebp,%ebp
movapd %xmm0,%xmm1
nopl   0x0(%rax)
movsd  -0x8(%rax,%rbp,8),%xmm2
mulsd  (%r12),%xmm2
movsd  (%rax,%rbp,8),%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm2
mulsd  (%r12,%r10,1),%xmm0
addsd  %xmm2,%xmm0
add    $0x2,%rbp
add    %r11,%r12
movapd %xmm0,%xmm1
cmp    %rbp,%r9
jne    11b0 <dgemm1+0xb0>
test   $0x1,%r8b
je     1170 <dgemm1+0x70>
lea    (%r15,%rbp,1),%rsi
movsd  (%rdi,%rsi,8),%xmm1
imul   %r8,%rbp
add    %rbx,%rbp
mov    -0x10(%rsp),%rsi
mulsd  (%rsi,%rbp,8),%xmm1
addsd  %xmm1,%xmm0
jmp    1170 <dgemm1+0x70>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @dgemm1(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 = %74, %4
%14 = load i32, i32* %9
%15 = load i32, i32* %8
%16 = icmp slt i32 %14, %15
br i1 %16, label %17, label %77
17: ; preds = %13
store i32 0, i32* %10
br label %18
18: ; preds = %70, %17
%19 = load i32, i32* %10
%20 = load i32, i32* %8
%21 = icmp slt i32 %19, %20
br i1 %21, label %22, label %73
22: ; preds = %18
%23 = load double*, double** %7
%24 = load i32, i32* %9
%25 = load i32, i32* %8
%26 = mul nsw i32 %24, %25
%27 = load i32, i32* %10
%28 = add nsw i32 %26, %27
%29 = sext i32 %28 to i64
%30 = getelementptr inbounds double, double* %23, i64 %29
%31 = load double, double* %30
store double %31, double* %12
store i32 0, i32* %11
br label %32
32: ; preds = %57, %22
%33 = load i32, i32* %11
%34 = load i32, i32* %8
%35 = icmp slt i32 %33, %34
br i1 %35, label %36, label %60
36: ; preds = %32
%37 = load double*, double** %5
%38 = load i32, i32* %9
%39 = load i32, i32* %8
%40 = mul nsw i32 %38, %39
%41 = load i32, i32* %11
%42 = add nsw i32 %40, %41
%43 = sext i32 %42 to i64
%44 = getelementptr inbounds double, double* %37, i64 %43
%45 = load double, double* %44
%46 = load double*, double** %6
%47 = load i32, i32* %11
%48 = load i32, i32* %8
%49 = mul nsw i32 %47, %48
%50 = load i32, i32* %10
%51 = add nsw i32 %49, %50
%52 = sext i32 %51 to i64
%53 = getelementptr inbounds double, double* %46, i64 %52
%54 = load double, double* %53
%55 = load double, double* %12
%56 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %45, double %54, double %55)
store double %56, double* %12
br label %57
57: ; preds = %36
%58 = load i32, i32* %11
%59 = add nsw i32 %58, 1
store i32 %59, i32* %11
br label %32
60: ; preds = %32
%61 = load double, double* %12
%62 = load double*, double** %7
%63 = load i32, i32* %9
%64 = load i32, i32* %8
%65 = mul nsw i32 %63, %64
%66 = load i32, i32* %10
%67 = add nsw i32 %65, %66
%68 = sext i32 %67 to i64
%69 = getelementptr inbounds double, double* %62, i64 %68
store double %61, double* %69
br label %70
70: ; preds = %60
%71 = load i32, i32* %10
%72 = add nsw i32 %71, 1
store i32 %72, i32* %10
br label %18
73: ; preds = %18
br label %74
74: ; preds = %73
%75 = load i32, i32* %9
%76 = add nsw i32 %75, 1
store i32 %76, i32* %9
br label %13
77: ; preds = %13
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @dgemm1(double* nocapture %0, double* nocapture %1, double* nocapture %2, i32 %3) {
%5 = icmp sgt i32 %3, 0
br i1 %5, label %6, label %65
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 = %62, %6
%14 = phi i64 [ 0, %6 ], [ %63, %62 ]
%15 = mul nsw i64 %14, %7
br label %16
16: ; preds = %58, %13
%17 = phi i64 [ 0, %13 ], [ %60, %58 ]
%18 = add nuw nsw i64 %17, %15
%19 = getelementptr inbounds double, double* %2, i64 %18
%20 = load double, double* %19
br i1 %10, label %45, label %21
21: ; preds = %16, %21
%22 = phi i64 [ %42, %21 ], [ 0, %16 ]
%23 = phi double [ %41, %21 ], [ %20, %16 ]
%24 = phi i64 [ %43, %21 ], [ 0, %16 ]
%25 = add nuw nsw i64 %22, %15
%26 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %25
%27 = load double, double* %26
%28 = mul nsw i64 %22, %7
%29 = add nuw nsw i64 %28, %17
%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 %23)
%33 = or i64 %22, 1
%34 = add nuw nsw i64 %33, %15
%35 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %34
%36 = load double, double* %35
%37 = mul nsw i64 %33, %7
%38 = add nuw nsw i64 %37, %17
%39 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %38
%40 = load double, double* %39
%41 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %36, double %40, double %32)
%42 = add nuw nsw i64 %22, 2
%43 = add i64 %24, 2
%44 = icmp eq i64 %43, %11
br i1 %44, label %45, label %21
45: ; preds = %21, %16
%46 = phi double [ undef, %16 ], [ %41, %21 ]
%47 = phi i64 [ 0, %16 ], [ %42, %21 ]
%48 = phi double [ %20, %16 ], [ %41, %21 ]
br i1 %12, label %58, label %49
49: ; preds = %45
%50 = add nuw nsw i64 %47, %15
%51 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %50
%52 = load double, double* %51
%53 = mul nsw i64 %47, %7
%54 = add nuw nsw i64 %53, %17
%55 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %54
%56 = load double, double* %55
%57 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %52, double %56, double %48)
br label %58
58: ; preds = %45, %49
%59 = phi double [ %46, %45 ], [ %57, %49 ]
store double %59, double* %19
%60 = add nuw nsw i64 %17, 1
%61 = icmp eq i64 %60, %8
br i1 %61, label %62, label %16
62: ; preds = %58
%63 = add nuw nsw i64 %14, 1
%64 = icmp eq i64 %63, %8
br i1 %64, label %65, label %13
65: ; preds = %62, %4
ret void
}