void multiply16(int n, int a, int tab1[n][n], int tab2[n][n], int tab3[n][n]) {
  int i, j, k;
  for (i = 0; i < n; i++) {
    for (j = 0; j < n; j++) {
      tab3[i][j] = a * tab1[i][j] + tab2[i][j];
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<multiply16>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %esi,-0x8(%rbp)
mov    %rdx,-0x10(%rbp)
mov    %rcx,-0x18(%rbp)
mov    %r8,-0x20(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    %rax,-0x48(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    11d0 <multiply16+0xd0>
movl   $0x0,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    11bd <multiply16+0xbd>
mov    -0x38(%rbp),%rsi
mov    -0x40(%rbp),%rdi
mov    -0x48(%rbp),%r8
mov    -0x8(%rbp),%edx
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
imul   %r8,%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
imul   (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
imul   %rdi,%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
add    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
imul   %rsi,%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    1145 <multiply16+0x45>
jmp    11c2 <multiply16+0xc2>
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    1132 <multiply16+0x32>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<multiply16>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
mov    %r8,-0x48(%rsp)
mov    %edi,-0x6c(%rsp)
test   %edi,%edi
jle    147f <multiply16+0x37f>
mov    -0x6c(%rsp),%r13d
mov    %r13d,%eax
and    $0xfffffff8,%eax
mov    %rax,-0x20(%rsp)
add    $0xfffffffffffffff8,%rax
mov    %rax,-0x28(%rsp)
mov    %rax,%rdi
shr    $0x3,%rdi
add    $0x1,%rdi
movd   %esi,%xmm0
pshufd $0x0,%xmm0,%xmm0
mov    %rdi,%rax
mov    %rdi,-0x30(%rsp)
and    $0xfffffffffffffffe,%rdi
mov    %rdi,-0x38(%rsp)
mov    %r13,%rax
neg    %rax
mov    %rax,-0x18(%rsp)
lea    0x30(%rdx),%r12
lea    0x0(,%r13,4),%rax
mov    %rax,-0x8(%rsp)
lea    0x30(%rcx),%rax
mov    -0x48(%rsp),%rdi
lea    0x30(%rdi),%rbp
lea    0x4(%rdi),%r14
xor    %r9d,%r9d
pshufd $0xf5,%xmm0,%xmm1
mov    %rdx,%r10
mov    %rcx,%r8
mov    %rcx,-0x58(%rsp)
mov    %rdx,-0x60(%rsp)
jmp    11c4 <multiply16+0xc4>
add    $0x1,%r9
mov    -0x8(%rsp),%rdi
add    %rdi,%r12
add    %rdi,%rax
add    %rdi,%rbp
add    %rdi,%r14
add    %rdi,%r8
add    %rdi,%r10
cmp    %r13,%r9
je     147f <multiply16+0x37f>
mov    %r9,%rdi
imul   %r13,%rdi
mov    -0x48(%rsp),%rbx
lea    (%rbx,%rdi,4),%r11
lea    (%rdx,%rdi,4),%rbx
lea    (%rcx,%rdi,4),%r15
cmpl   $0x8,-0x6c(%rsp)
mov    %rbx,-0x40(%rsp)
jae    1250 <multiply16+0x150>
xor    %ebx,%ebx
mov    %rbx,%rdi
test   $0x1,%r13b
je     120d <multiply16+0x10d>
mov    -0x40(%rsp),%rdi
mov    (%rdi,%rbx,4),%edi
imul   %esi,%edi
add    (%r15,%rbx,4),%edi
mov    %edi,(%r11,%rbx,4)
mov    %rbx,%rdi
or     $0x1,%rdi
not    %rbx
cmp    -0x18(%rsp),%rbx
je     11a0 <multiply16+0xa0>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    (%r10,%rdi,4),%ebx
imul   %esi,%ebx
add    (%r8,%rdi,4),%ebx
mov    %ebx,-0x4(%r14,%rdi,4)
mov    0x4(%r10,%rdi,4),%ebx
imul   %esi,%ebx
add    0x4(%r8,%rdi,4),%ebx
mov    %ebx,(%r14,%rdi,4)
add    $0x2,%rdi
cmp    %rdi,%r13
jne    1220 <multiply16+0x120>
jmp    11a0 <multiply16+0xa0>
nop
mov    %r9,-0x50(%rsp)
add    %r13,%rdi
mov    %rbx,%r9
mov    -0x48(%rsp),%rbx
lea    (%rbx,%rdi,4),%rbx
lea    (%rcx,%rdi,4),%rcx
mov    %rcx,-0x10(%rsp)
lea    (%rdx,%rdi,4),%rdi
cmp    %rdi,%r11
mov    %r11,%rcx
setb   %r11b
cmp    %rbx,%r9
setb   %dl
mov    %rcx,-0x68(%rsp)
cmp    -0x10(%rsp),%rcx
setb   %dil
cmp    %rbx,%r15
setb   %r9b
test   %dl,%r11b
jne    13be <multiply16+0x2be>
mov    $0x0,%ebx
and    %r9b,%dil
mov    -0x58(%rsp),%rcx
mov    -0x60(%rsp),%rdx
mov    -0x50(%rsp),%r9
mov    -0x68(%rsp),%r11
jne    11ea <multiply16+0xea>
cmpq   $0x0,-0x28(%rsp)
je     13d9 <multiply16+0x2d9>
mov    -0x38(%rsp),%r9
xor    %r11d,%r11d
mov    -0x40(%rsp),%rdx
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
movdqu -0x30(%r12,%r11,4),%xmm2
movdqu -0x20(%r12,%r11,4),%xmm3
pshufd $0xf5,%xmm2,%xmm4
pmuludq %xmm0,%xmm2
pshufd $0xe8,%xmm2,%xmm2
pmuludq %xmm1,%xmm4
pshufd $0xe8,%xmm4,%xmm4
punpckldq %xmm4,%xmm2
pshufd $0xf5,%xmm3,%xmm4
pmuludq %xmm0,%xmm3
pshufd $0xe8,%xmm3,%xmm3
pmuludq %xmm1,%xmm4
pshufd $0xe8,%xmm4,%xmm4
punpckldq %xmm4,%xmm3
movdqu -0x30(%rax,%r11,4),%xmm4
paddd  %xmm2,%xmm4
movdqu -0x20(%rax,%r11,4),%xmm2
paddd  %xmm3,%xmm2
movdqu %xmm4,-0x30(%rbp,%r11,4)
movdqu %xmm2,-0x20(%rbp,%r11,4)
movdqu -0x10(%r12,%r11,4),%xmm2
movdqu (%r12,%r11,4),%xmm3
pshufd $0xf5,%xmm2,%xmm4
pmuludq %xmm0,%xmm2
pshufd $0xe8,%xmm2,%xmm2
pmuludq %xmm1,%xmm4
pshufd $0xe8,%xmm4,%xmm4
punpckldq %xmm4,%xmm2
pshufd $0xf5,%xmm3,%xmm4
pmuludq %xmm0,%xmm3
pshufd $0xe8,%xmm3,%xmm3
pmuludq %xmm1,%xmm4
pshufd $0xe8,%xmm4,%xmm4
punpckldq %xmm4,%xmm3
movdqu -0x10(%rax,%r11,4),%xmm4
paddd  %xmm2,%xmm4
movdqu (%rax,%r11,4),%xmm2
paddd  %xmm3,%xmm2
movdqu %xmm4,-0x10(%rbp,%r11,4)
movdqu %xmm2,0x0(%rbp,%r11,4)
add    $0x10,%r11
add    $0xfffffffffffffffe,%r9
jne    12e0 <multiply16+0x1e0>
jmp    13e1 <multiply16+0x2e1>
xor    %ebx,%ebx
mov    -0x58(%rsp),%rcx
mov    -0x60(%rsp),%rdx
mov    -0x50(%rsp),%r9
mov    -0x68(%rsp),%r11
jmp    11ea <multiply16+0xea>
xor    %r11d,%r11d
mov    -0x40(%rsp),%rdx
testb  $0x1,-0x30(%rsp)
mov    -0x58(%rsp),%rcx
mov    -0x50(%rsp),%r9
je     145f <multiply16+0x35f>
movdqu (%rdx,%r11,4),%xmm2
movdqu 0x10(%rdx,%r11,4),%xmm3
pshufd $0xf5,%xmm2,%xmm4
pmuludq %xmm0,%xmm2
pshufd $0xe8,%xmm2,%xmm2
pmuludq %xmm1,%xmm4
pshufd $0xe8,%xmm4,%xmm4
punpckldq %xmm4,%xmm2
pshufd $0xf5,%xmm3,%xmm4
pmuludq %xmm0,%xmm3
pshufd $0xe8,%xmm3,%xmm3
pmuludq %xmm1,%xmm4
pshufd $0xe8,%xmm4,%xmm4
punpckldq %xmm4,%xmm3
mov    %r15,%rdx
movdqu (%r15,%r11,4),%xmm4
paddd  %xmm2,%xmm4
movdqu 0x10(%r15,%r11,4),%xmm2
paddd  %xmm3,%xmm2
mov    -0x68(%rsp),%rdx
movdqu %xmm4,(%rdx,%r11,4)
movdqu %xmm2,0x10(%rdx,%r11,4)
mov    -0x20(%rsp),%rdx
mov    %rdx,%rbx
cmp    %r13,%rdx
mov    -0x60(%rsp),%rdx
mov    -0x68(%rsp),%r11
je     11a0 <multiply16+0xa0>
jmp    11ea <multiply16+0xea>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @multiply16(i32 %0, i32 %1, i32* %2, i32* %3, i32* %4) {
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32*
%9 = alloca i32*
%10 = alloca i32*
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
%13 = alloca i32
store i32 %0, i32* %6
store i32 %1, i32* %7
store i32* %2, i32** %8
store i32* %3, i32** %9
store i32* %4, i32** %10
%14 = load i32, i32* %6
%15 = zext i32 %14 to i64
%16 = load i32, i32* %6
%17 = zext i32 %16 to i64
%18 = load i32, i32* %6
%19 = zext i32 %18 to i64
%20 = load i32, i32* %6
%21 = zext i32 %20 to i64
%22 = load i32, i32* %6
%23 = zext i32 %22 to i64
%24 = load i32, i32* %6
%25 = zext i32 %24 to i64
store i32 0, i32* %11
br label %26
26: ; preds = %69, %5
%27 = load i32, i32* %11
%28 = load i32, i32* %6
%29 = icmp slt i32 %27, %28
br i1 %29, label %30, label %72
30: ; preds = %26
store i32 0, i32* %12
br label %31
31: ; preds = %65, %30
%32 = load i32, i32* %12
%33 = load i32, i32* %6
%34 = icmp slt i32 %32, %33
br i1 %34, label %35, label %68
35: ; preds = %31
%36 = load i32, i32* %7
%37 = load i32*, i32** %8
%38 = load i32, i32* %11
%39 = sext i32 %38 to i64
%40 = mul nsw i64 %39, %17
%41 = getelementptr inbounds i32, i32* %37, i64 %40
%42 = load i32, i32* %12
%43 = sext i32 %42 to i64
%44 = getelementptr inbounds i32, i32* %41, i64 %43
%45 = load i32, i32* %44
%46 = mul nsw i32 %36, %45
%47 = load i32*, i32** %9
%48 = load i32, i32* %11
%49 = sext i32 %48 to i64
%50 = mul nsw i64 %49, %21
%51 = getelementptr inbounds i32, i32* %47, i64 %50
%52 = load i32, i32* %12
%53 = sext i32 %52 to i64
%54 = getelementptr inbounds i32, i32* %51, i64 %53
%55 = load i32, i32* %54
%56 = add nsw i32 %46, %55
%57 = load i32*, i32** %10
%58 = load i32, i32* %11
%59 = sext i32 %58 to i64
%60 = mul nsw i64 %59, %25
%61 = getelementptr inbounds i32, i32* %57, i64 %60
%62 = load i32, i32* %12
%63 = sext i32 %62 to i64
%64 = getelementptr inbounds i32, i32* %61, i64 %63
store i32 %56, i32* %64
br label %65
65: ; preds = %35
%66 = load i32, i32* %12
%67 = add nsw i32 %66, 1
store i32 %67, i32* %12
br label %31
68: ; preds = %31
br label %69
69: ; preds = %68
%70 = load i32, i32* %11
%71 = add nsw i32 %70, 1
store i32 %71, i32* %11
br label %26
72: ; preds = %26
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @multiply16(i32 %0, i32 %1, i32* nocapture %2, i32* nocapture %3, i32* nocapture writeonly %4) {
%6 = zext i32 %0 to i64
%7 = icmp sgt i32 %0, 0
br i1 %7, label %8, label %158
8: ; preds = %5
%9 = and i64 %6, 4294967288
%10 = add nsw i64 %9, -8
%11 = lshr exact i64 %10, 3
%12 = add nuw nsw i64 %11, 1
%13 = icmp ult i32 %0, 8
%14 = and i64 %6, 4294967288
%15 = insertelement <4 x i32> poison, i32 %1, i64 0
%16 = shufflevector <4 x i32> %15, <4 x i32> poison, <4 x i32> zeroinitializer
%17 = insertelement <4 x i32> poison, i32 %1, i64 0
%18 = shufflevector <4 x i32> %17, <4 x i32> poison, <4 x i32> zeroinitializer
%19 = and i64 %12, 1
%20 = icmp eq i64 %10, 0
%21 = and i64 %12, 4611686018427387902
%22 = icmp eq i64 %19, 0
%23 = icmp eq i64 %14, %6
%24 = and i64 %6, 1
%25 = icmp eq i64 %24, 0
%26 = sub nsw i64 0, %6
br label %27
27: ; preds = %8, %155
%28 = phi i64 [ %156, %155 ], [ 0, %8 ]
%29 = mul i64 %28, %6
%30 = getelementptr i32, i32* %4, i64 %29
%31 = add i64 %29, %6
%32 = getelementptr i32, i32* %4, i64 %31
%33 = mul nuw nsw i64 %28, %6
%34 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %33
%35 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 %33
%36 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %33
br i1 %13, label %121, label %37
37: ; preds = %27
%38 = getelementptr i32, i32* %3, i64 %31
%39 = getelementptr i32, i32* %3, i64 %29
%40 = getelementptr i32, i32* %2, i64 %31
%41 = getelementptr i32, i32* %2, i64 %29
%42 = icmp ult i32* %30, %40
%43 = icmp ult i32* %41, %32
%44 = and i1 %42, %43
%45 = icmp ult i32* %30, %38
%46 = icmp ult i32* %39, %32
%47 = and i1 %45, %46
%48 = or i1 %44, %47
br i1 %48, label %121, label %49
49: ; preds = %37
br i1 %20, label %97, label %50
50: ; preds = %49, %50
%51 = phi i64 [ %94, %50 ], [ 0, %49 ]
%52 = phi i64 [ %95, %50 ], [ 0, %49 ]
%53 = getelementptr inbounds i32, i32* %34, i64 %51
%54 = bitcast i32* %53 to <4 x i32>*
%55 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %54
%56 = getelementptr inbounds i32, i32* %53, i64 4
%57 = bitcast i32* %56 to <4 x i32>*
%58 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %57
%59 = mul nsw <4 x i32> %55, %16
%60 = mul nsw <4 x i32> %58, %18
%61 = getelementptr inbounds i32, i32* %35, i64 %51
%62 = bitcast i32* %61 to <4 x i32>*
%63 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %62
%64 = getelementptr inbounds i32, i32* %61, i64 4
%65 = bitcast i32* %64 to <4 x i32>*
%66 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %65
%67 = add nsw <4 x i32> %59, %63
%68 = add nsw <4 x i32> %60, %66
%69 = getelementptr inbounds i32, i32* %36, i64 %51
%70 = bitcast i32* %69 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %67, <4 x i32>* %70
%71 = getelementptr inbounds i32, i32* %69, i64 4
%72 = bitcast i32* %71 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %68, <4 x i32>* %72
%73 = or i64 %51, 8
%74 = getelementptr inbounds i32, i32* %34, i64 %73
%75 = bitcast i32* %74 to <4 x i32>*
%76 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %75
%77 = getelementptr inbounds i32, i32* %74, i64 4
%78 = bitcast i32* %77 to <4 x i32>*
%79 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %78
%80 = mul nsw <4 x i32> %76, %16
%81 = mul nsw <4 x i32> %79, %18
%82 = getelementptr inbounds i32, i32* %35, i64 %73
%83 = bitcast i32* %82 to <4 x i32>*
%84 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %83
%85 = getelementptr inbounds i32, i32* %82, i64 4
%86 = bitcast i32* %85 to <4 x i32>*
%87 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %86
%88 = add nsw <4 x i32> %80, %84
%89 = add nsw <4 x i32> %81, %87
%90 = getelementptr inbounds i32, i32* %36, i64 %73
%91 = bitcast i32* %90 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %88, <4 x i32>* %91
%92 = getelementptr inbounds i32, i32* %90, i64 4
%93 = bitcast i32* %92 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %89, <4 x i32>* %93
%94 = add nuw i64 %51, 16
%95 = add i64 %52, 2
%96 = icmp eq i64 %95, %21
br i1 %96, label %97, label %50
97: ; preds = %50, %49
%98 = phi i64 [ 0, %49 ], [ %94, %50 ]
br i1 %22, label %120, label %99
99: ; preds = %97
%100 = getelementptr inbounds i32, i32* %34, i64 %98
%101 = bitcast i32* %100 to <4 x i32>*
%102 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %101
%103 = getelementptr inbounds i32, i32* %100, i64 4
%104 = bitcast i32* %103 to <4 x i32>*
%105 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %104
%106 = mul nsw <4 x i32> %102, %16
%107 = mul nsw <4 x i32> %105, %18
%108 = getelementptr inbounds i32, i32* %35, i64 %98
%109 = bitcast i32* %108 to <4 x i32>*
%110 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %109
%111 = getelementptr inbounds i32, i32* %108, i64 4
%112 = bitcast i32* %111 to <4 x i32>*
%113 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %112
%114 = add nsw <4 x i32> %106, %110
%115 = add nsw <4 x i32> %107, %113
%116 = getelementptr inbounds i32, i32* %36, i64 %98
%117 = bitcast i32* %116 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %114, <4 x i32>* %117
%118 = getelementptr inbounds i32, i32* %116, i64 4
%119 = bitcast i32* %118 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %115, <4 x i32>* %119
br label %120
120: ; preds = %97, %99
br i1 %23, label %155, label %121
121: ; preds = %37, %27, %120
%122 = phi i64 [ 0, %37 ], [ 0, %27 ], [ %14, %120 ]
%123 = xor i64 %122, -1
br i1 %25, label %133, label %124
124: ; preds = %121
%125 = getelementptr inbounds i32, i32* %34, i64 %122
%126 = load i32, i32* %125
%127 = mul nsw i32 %126, %1
%128 = getelementptr inbounds i32, i32* %35, i64 %122
%129 = load i32, i32* %128
%130 = add nsw i32 %127, %129
%131 = getelementptr inbounds i32, i32* %36, i64 %122
store i32 %130, i32* %131
%132 = or i64 %122, 1
br label %133
133: ; preds = %124, %121
%134 = phi i64 [ %122, %121 ], [ %132, %124 ]
%135 = icmp eq i64 %123, %26
br i1 %135, label %155, label %136
136: ; preds = %133, %136
%137 = phi i64 [ %153, %136 ], [ %134, %133 ]
%138 = getelementptr inbounds i32, i32* %34, i64 %137
%139 = load i32, i32* %138
%140 = mul nsw i32 %139, %1
%141 = getelementptr inbounds i32, i32* %35, i64 %137
%142 = load i32, i32* %141
%143 = add nsw i32 %140, %142
%144 = getelementptr inbounds i32, i32* %36, i64 %137
store i32 %143, i32* %144
%145 = add nuw nsw i64 %137, 1
%146 = getelementptr inbounds i32, i32* %34, i64 %145
%147 = load i32, i32* %146
%148 = mul nsw i32 %147, %1
%149 = getelementptr inbounds i32, i32* %35, i64 %145
%150 = load i32, i32* %149
%151 = add nsw i32 %148, %150
%152 = getelementptr inbounds i32, i32* %36, i64 %145
store i32 %151, i32* %152
%153 = add nuw nsw i64 %137, 2
%154 = icmp eq i64 %153, %6
br i1 %154, label %155, label %136
155: ; preds = %133, %136, %120
%156 = add nuw nsw i64 %28, 1
%157 = icmp eq i64 %156, %6
br i1 %157, label %158, label %27
158: ; preds = %155, %5
ret void
}