void SENNA_nn_linear(float *output, int output_size, float *weights,
                     float *biases, float *input, int input_size) {
  int i, j;
  for (i = 0; i < output_size; i++) {
    float z = (biases ? biases[i] : 0);
    float *weights_row = weights + i * input_size;
    for (j = 0; j < input_size; j++)
      z += input[j] * weights_row[j];
    output[i] = z;
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<SENNA_nn_linear>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
mov    %r8,-0x28(%rbp)
mov    %r9d,-0x2c(%rbp)
movl   $0x0,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    11ed <SENNA_nn_linear+0xed>
cmpq   $0x0,-0x20(%rbp)
je     1150 <SENNA_nn_linear+0x50>
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x30(%rbp),%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
movss  %xmm0,-0x44(%rbp)
jmp    115d <SENNA_nn_linear+0x5d>
xorps  %xmm0,%xmm0
movss  %xmm0,-0x44(%rbp)
jmp    115d <SENNA_nn_linear+0x5d>
movss  -0x44(%rbp),%xmm0
movss  %xmm0,-0x38(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x30(%rbp),%ecx
imul   -0x2c(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
movl   $0x0,-0x34(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
cmp    -0x2c(%rbp),%eax
jge    11cd <SENNA_nn_linear+0xcd>
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0x34(%rbp),%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
mov    -0x40(%rbp),%rax
movslq -0x34(%rbp),%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm2
movss  -0x38(%rbp),%xmm1
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
movss  %xmm0,-0x38(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
jmp    1187 <SENNA_nn_linear+0x87>
movss  -0x38(%rbp),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x30(%rbp),%rcx
movss  %xmm0,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x30(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
jmp    1122 <SENNA_nn_linear+0x22>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<SENNA_nn_linear>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
test   %esi,%esi
jle    11fc <SENNA_nn_linear+0xfc>
movslq %r9d,%r14
mov    %esi,%r10d
mov    %r14d,%r12d
lea    -0x1(%r12),%r11
mov    %r12d,%r13d
and    $0x3,%r13d
and    $0xfffffffc,%r12d
lea    0xc(%rdx),%rax
shl    $0x2,%r14
xor    %r15d,%r15d
jmp    1159 <SENNA_nn_linear+0x59>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movss  %xmm0,(%rdi,%r15,4)
add    $0x1,%r15
add    %r14,%rax
add    %r14,%rdx
cmp    %r10,%r15
je     11fc <SENNA_nn_linear+0xfc>
test   %rcx,%rcx
je     1170 <SENNA_nn_linear+0x70>
movss  (%rcx,%r15,4),%xmm0
test   %r9d,%r9d
jg     1178 <SENNA_nn_linear+0x78>
jmp    1140 <SENNA_nn_linear+0x40>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
xorps  %xmm0,%xmm0
test   %r9d,%r9d
jle    1140 <SENNA_nn_linear+0x40>
xor    %esi,%esi
cmp    $0x3,%r11
jb     11cb <SENNA_nn_linear+0xcb>
movss  (%r8,%rsi,4),%xmm1
movss  0x4(%r8,%rsi,4),%xmm2
mulss  -0xc(%rax,%rsi,4),%xmm1
mulss  -0x8(%rax,%rsi,4),%xmm2
addss  %xmm0,%xmm1
movss  0x8(%r8,%rsi,4),%xmm3
mulss  -0x4(%rax,%rsi,4),%xmm3
addss  %xmm1,%xmm2
movss  0xc(%r8,%rsi,4),%xmm0
mulss  (%rax,%rsi,4),%xmm0
addss  %xmm2,%xmm3
addss  %xmm3,%xmm0
add    $0x4,%rsi
cmp    %rsi,%r12
jne    1180 <SENNA_nn_linear+0x80>
test   %r13,%r13
je     1140 <SENNA_nn_linear+0x40>
lea    (%rdx,%rsi,4),%rbx
lea    (%r8,%rsi,4),%rsi
xor    %ebp,%ebp
xchg   %ax,%ax
movss  (%rsi,%rbp,4),%xmm1
mulss  (%rbx,%rbp,4),%xmm1
addss  %xmm1,%xmm0
add    $0x1,%rbp
cmp    %rbp,%r13
jne    11e0 <SENNA_nn_linear+0xe0>
jmp    1140 <SENNA_nn_linear+0x40>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

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

LLVM IR (-O2):
define void @SENNA_nn_linear(float* nocapture writeonly %0, i32 %1, float* nocapture %2, float* %3, float* nocapture %4, i32 %5) {
%7 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %7, label %8, label %80
8: ; preds = %6
%9 = icmp eq float* %3, null
%10 = icmp sgt i32 %5, 0
%11 = sext i32 %5 to i64
%12 = zext i32 %1 to i64
%13 = zext i32 %5 to i64
%14 = add nsw i64 %13, -1
%15 = and i64 %13, 3
%16 = icmp ult i64 %14, 3
%17 = and i64 %13, 4294967292
%18 = icmp eq i64 %15, 0
br label %19
19: ; preds = %8, %75
%20 = phi i64 [ 0, %8 ], [ %78, %75 ]
br i1 %9, label %24, label %21
21: ; preds = %19
%22 = getelementptr inbounds float, float* %3, i64 %20
%23 = load float, float* %22
br label %24
24: ; preds = %19, %21
%25 = phi float [ %23, %21 ], [ 0.000000e+00, %19 ]
%26 = mul nsw i64 %20, %11
%27 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 %26
br i1 %10, label %28, label %75
28: ; preds = %24
br i1 %16, label %59, label %29
29: ; preds = %28, %29
%30 = phi i64 [ %56, %29 ], [ 0, %28 ]
%31 = phi float [ %55, %29 ], [ %25, %28 ]
%32 = phi i64 [ %57, %29 ], [ 0, %28 ]
%33 = getelementptr inbounds float, float* %4, i64 %30
%34 = load float, float* %33
%35 = getelementptr inbounds float, float* %27, i64 %30
%36 = load float, float* %35
%37 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %34, float %36, float %31)
%38 = or i64 %30, 1
%39 = getelementptr inbounds float, float* %4, i64 %38
%40 = load float, float* %39
%41 = getelementptr inbounds float, float* %27, i64 %38
%42 = load float, float* %41
%43 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %40, float %42, float %37)
%44 = or i64 %30, 2
%45 = getelementptr inbounds float, float* %4, i64 %44
%46 = load float, float* %45
%47 = getelementptr inbounds float, float* %27, i64 %44
%48 = load float, float* %47
%49 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %46, float %48, float %43)
%50 = or i64 %30, 3
%51 = getelementptr inbounds float, float* %4, i64 %50
%52 = load float, float* %51
%53 = getelementptr inbounds float, float* %27, i64 %50
%54 = load float, float* %53
%55 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %52, float %54, float %49)
%56 = add nuw nsw i64 %30, 4
%57 = add i64 %32, 4
%58 = icmp eq i64 %57, %17
br i1 %58, label %59, label %29
59: ; preds = %29, %28
%60 = phi float [ undef, %28 ], [ %55, %29 ]
%61 = phi i64 [ 0, %28 ], [ %56, %29 ]
%62 = phi float [ %25, %28 ], [ %55, %29 ]
br i1 %18, label %75, label %63
63: ; preds = %59, %63
%64 = phi i64 [ %72, %63 ], [ %61, %59 ]
%65 = phi float [ %71, %63 ], [ %62, %59 ]
%66 = phi i64 [ %73, %63 ], [ 0, %59 ]
%67 = getelementptr inbounds float, float* %4, i64 %64
%68 = load float, float* %67
%69 = getelementptr inbounds float, float* %27, i64 %64
%70 = load float, float* %69
%71 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %68, float %70, float %65)
%72 = add nuw nsw i64 %64, 1
%73 = add i64 %66, 1
%74 = icmp eq i64 %73, %15
br i1 %74, label %75, label %63
75: ; preds = %59, %63, %24
%76 = phi float [ %25, %24 ], [ %60, %59 ], [ %71, %63 ]
%77 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %20
store float %76, float* %77
%78 = add nuw nsw i64 %20, 1
%79 = icmp eq i64 %78, %12
br i1 %79, label %80, label %19
80: ; preds = %75, %6
ret void
}