void kernel_gemm(int ni, int nj, int nk, double alpha, double beta,
                 double C[1024][1024], double A[1024][1024],
                 double B[1024][1024]) {
  int i, j, k;
  for (i = 0; i < ni; i++)
    for (j = 0; j < nj; j++) {
      C[i][j] *= beta;
      for (k = 0; k < nk; ++k)
        C[i][j] += alpha * A[i][k] * B[k][j];
    }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<kernel_gemm>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %esi,-0x8(%rbp)
mov    %edx,-0xc(%rbp)
movsd  %xmm0,-0x18(%rbp)
movsd  %xmm1,-0x20(%rbp)
mov    %rcx,-0x28(%rbp)
mov    %r8,-0x30(%rbp)
mov    %r9,-0x38(%rbp)
movl   $0x0,-0x3c(%rbp)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    120c <kernel_gemm+0x10c>
movl   $0x0,-0x40(%rbp)
mov    -0x40(%rbp),%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
jge    11f9 <kernel_gemm+0xf9>
movsd  -0x20(%rbp),%xmm0
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0x3c(%rbp),%rcx
shl    $0xd,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x40(%rbp),%rcx
mulsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
movl   $0x0,-0x44(%rbp)
mov    -0x44(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    11e6 <kernel_gemm+0xe6>
movsd  -0x18(%rbp),%xmm0
mov    -0x30(%rbp),%rax
movslq -0x3c(%rbp),%rcx
shl    $0xd,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x44(%rbp),%rcx
mulsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x38(%rbp),%rax
movslq -0x44(%rbp),%rcx
shl    $0xd,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x40(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0x3c(%rbp),%rcx
shl    $0xd,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x40(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm1
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x44(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x44(%rbp)
jmp    1172 <kernel_gemm+0x72>
jmp    11eb <kernel_gemm+0xeb>
mov    -0x40(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x40(%rbp)
jmp    113d <kernel_gemm+0x3d>
jmp    11fe <kernel_gemm+0xfe>
mov    -0x3c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
jmp    112a <kernel_gemm+0x2a>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<kernel_gemm>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
mov    %esi,-0x14(%rsp)
test   %edi,%edi
jle    1238 <kernel_gemm+0x138>
mov    %edi,%eax
mov    %rax,-0x8(%rsp)
mov    -0x14(%rsp),%r15d
mov    %edx,%esi
mov    %esi,%eax
and    $0xfffffffe,%eax
lea    0x8(%r8),%rbx
lea    0x2000(%r9),%rdi
mov    %rdi,-0x10(%rsp)
xor    %r14d,%r14d
jmp    1156 <kernel_gemm+0x56>
xchg   %ax,%ax
add    $0x1,%r14
add    $0x2000,%rbx
cmp    -0x8(%rsp),%r14
je     1238 <kernel_gemm+0x138>
cmpl   $0x0,-0x14(%rsp)
jle    1140 <kernel_gemm+0x40>
mov    -0x10(%rsp),%r11
xor    %edi,%edi
jmp    117d <kernel_gemm+0x7d>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%rdi
add    $0x8,%r11
cmp    %r15,%rdi
je     1140 <kernel_gemm+0x40>
mov    %r14,%r12
shl    $0xd,%r12
lea    (%rcx,%r12,1),%rbp
movsd  0x0(%rbp,%rdi,8),%xmm2
mulsd  %xmm1,%xmm2
movsd  %xmm2,0x0(%rbp,%rdi,8)
test   %edx,%edx
jle    1170 <kernel_gemm+0x70>
lea    0x0(%rbp,%rdi,8),%rbp
cmp    $0x1,%edx
jne    11b0 <kernel_gemm+0xb0>
xor    %r10d,%r10d
jmp    1206 <kernel_gemm+0x106>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %r11,%r13
xor    %r10d,%r10d
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
movsd  -0x8(%rbx,%r10,8),%xmm3
mulsd  %xmm0,%xmm3
mulsd  -0x2000(%r13),%xmm3
ff ff
addsd  %xmm2,%xmm3
movsd  %xmm3,0x0(%rbp)
movsd  (%rbx,%r10,8),%xmm2
mulsd  %xmm0,%xmm2
mulsd  0x0(%r13),%xmm2
addsd  %xmm3,%xmm2
movsd  %xmm2,0x0(%rbp)
add    $0x2,%r10
add    $0x4000,%r13
cmp    %r10,%rax
jne    11c0 <kernel_gemm+0xc0>
test   $0x1,%sil
je     1170 <kernel_gemm+0x70>
add    %r8,%r12
movsd  (%r12,%r10,8),%xmm3
mulsd  %xmm0,%xmm3
shl    $0xd,%r10
add    %r9,%r10
mulsd  (%r10,%rdi,8),%xmm3
addsd  %xmm2,%xmm3
movsd  %xmm3,0x0(%rbp)
jmp    1170 <kernel_gemm+0x70>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @kernel_gemm(i32 %0, i32 %1, i32 %2, double %3, double %4, [1024 x double]* %5, [1024 x double]* %6, [1024 x double]* %7) {
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
%12 = alloca double
%13 = alloca double
%14 = alloca [1024 x double]*
%15 = alloca [1024 x double]*
%16 = alloca [1024 x double]*
%17 = alloca i32
%18 = alloca i32
%19 = alloca i32
store i32 %0, i32* %9
store i32 %1, i32* %10
store i32 %2, i32* %11
store double %3, double* %12
store double %4, double* %13
store [1024 x double]* %5, [1024 x double]** %14
store [1024 x double]* %6, [1024 x double]** %15
store [1024 x double]* %7, [1024 x double]** %16
store i32 0, i32* %17
br label %20
20: ; preds = %80, %8
%21 = load i32, i32* %17
%22 = load i32, i32* %9
%23 = icmp slt i32 %21, %22
br i1 %23, label %24, label %83
24: ; preds = %20
store i32 0, i32* %18
br label %25
25: ; preds = %76, %24
%26 = load i32, i32* %18
%27 = load i32, i32* %10
%28 = icmp slt i32 %26, %27
br i1 %28, label %29, label %79
29: ; preds = %25
%30 = load double, double* %13
%31 = load [1024 x double]*, [1024 x double]** %14
%32 = load i32, i32* %17
%33 = sext i32 %32 to i64
%34 = getelementptr inbounds [1024 x double], [1024 x double]* %31, i64 %33
%35 = load i32, i32* %18
%36 = sext i32 %35 to i64
%37 = getelementptr inbounds [1024 x double], [1024 x double]* %34, i64 0, i64 %36
%38 = load double, double* %37
%39 = fmul double %38, %30
store double %39, double* %37
store i32 0, i32* %19
br label %40
40: ; preds = %72, %29
%41 = load i32, i32* %19
%42 = load i32, i32* %11
%43 = icmp slt i32 %41, %42
br i1 %43, label %44, label %75
44: ; preds = %40
%45 = load double, double* %12
%46 = load [1024 x double]*, [1024 x double]** %15
%47 = load i32, i32* %17
%48 = sext i32 %47 to i64
%49 = getelementptr inbounds [1024 x double], [1024 x double]* %46, i64 %48
%50 = load i32, i32* %19
%51 = sext i32 %50 to i64
%52 = getelementptr inbounds [1024 x double], [1024 x double]* %49, i64 0, i64 %51
%53 = load double, double* %52
%54 = fmul double %45, %53
%55 = load [1024 x double]*, [1024 x double]** %16
%56 = load i32, i32* %19
%57 = sext i32 %56 to i64
%58 = getelementptr inbounds [1024 x double], [1024 x double]* %55, i64 %57
%59 = load i32, i32* %18
%60 = sext i32 %59 to i64
%61 = getelementptr inbounds [1024 x double], [1024 x double]* %58, i64 0, i64 %60
%62 = load double, double* %61
%63 = load [1024 x double]*, [1024 x double]** %14
%64 = load i32, i32* %17
%65 = sext i32 %64 to i64
%66 = getelementptr inbounds [1024 x double], [1024 x double]* %63, i64 %65
%67 = load i32, i32* %18
%68 = sext i32 %67 to i64
%69 = getelementptr inbounds [1024 x double], [1024 x double]* %66, i64 0, i64 %68
%70 = load double, double* %69
%71 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %54, double %62, double %70)
store double %71, double* %69
br label %72
72: ; preds = %44
%73 = load i32, i32* %19
%74 = add nsw i32 %73, 1
store i32 %74, i32* %19
br label %40
75: ; preds = %40
br label %76
76: ; preds = %75
%77 = load i32, i32* %18
%78 = add nsw i32 %77, 1
store i32 %78, i32* %18
br label %25
79: ; preds = %25
br label %80
80: ; preds = %79
%81 = load i32, i32* %17
%82 = add nsw i32 %81, 1
store i32 %82, i32* %17
br label %20
83: ; preds = %20
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @kernel_gemm(i32 %0, i32 %1, i32 %2, double %3, double %4, [1024 x double]* nocapture %5, [1024 x double]* nocapture %6, [1024 x double]* nocapture %7) {
%9 = icmp sgt i32 %0, 0
br i1 %9, label %10, label %64
10: ; preds = %8
%11 = icmp sgt i32 %1, 0
%12 = icmp sgt i32 %2, 0
%13 = zext i32 %0 to i64
%14 = zext i32 %1 to i64
%15 = zext i32 %2 to i64
%16 = and i64 %15, 1
%17 = icmp eq i32 %2, 1
%18 = and i64 %15, 4294967294
%19 = icmp eq i64 %16, 0
br label %20
20: ; preds = %10, %61
%21 = phi i64 [ 0, %10 ], [ %62, %61 ]
br i1 %11, label %22, label %61
22: ; preds = %20, %58
%23 = phi i64 [ %59, %58 ], [ 0, %20 ]
%24 = getelementptr inbounds [1024 x double], [1024 x double]* %5, i64 %21, i64 %23
%25 = load double, double* %24
%26 = fmul double %25, %4
store double %26, double* %24
br i1 %12, label %27, label %58
27: ; preds = %22
br i1 %17, label %48, label %28
28: ; preds = %27, %28
%29 = phi double [ %44, %28 ], [ %26, %27 ]
%30 = phi i64 [ %45, %28 ], [ 0, %27 ]
%31 = phi i64 [ %46, %28 ], [ 0, %27 ]
%32 = getelementptr inbounds [1024 x double], [1024 x double]* %6, i64 %21, i64 %30
%33 = load double, double* %32
%34 = fmul double %33, %3
%35 = getelementptr inbounds [1024 x double], [1024 x double]* %7, i64 %30, i64 %23
%36 = load double, double* %35
%37 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %34, double %36, double %29)
store double %37, double* %24
%38 = or i64 %30, 1
%39 = getelementptr inbounds [1024 x double], [1024 x double]* %6, i64 %21, i64 %38
%40 = load double, double* %39
%41 = fmul double %40, %3
%42 = getelementptr inbounds [1024 x double], [1024 x double]* %7, i64 %38, i64 %23
%43 = load double, double* %42
%44 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %41, double %43, double %37)
store double %44, double* %24
%45 = add nuw nsw i64 %30, 2
%46 = add i64 %31, 2
%47 = icmp eq i64 %46, %18
br i1 %47, label %48, label %28
48: ; preds = %28, %27
%49 = phi double [ %26, %27 ], [ %44, %28 ]
%50 = phi i64 [ 0, %27 ], [ %45, %28 ]
br i1 %19, label %58, label %51
51: ; preds = %48
%52 = getelementptr inbounds [1024 x double], [1024 x double]* %6, i64 %21, i64 %50
%53 = load double, double* %52
%54 = fmul double %53, %3
%55 = getelementptr inbounds [1024 x double], [1024 x double]* %7, i64 %50, i64 %23
%56 = load double, double* %55
%57 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %54, double %56, double %49)
store double %57, double* %24
br label %58
58: ; preds = %51, %48, %22
%59 = add nuw nsw i64 %23, 1
%60 = icmp eq i64 %59, %14
br i1 %60, label %61, label %22
61: ; preds = %58, %20
%62 = add nuw nsw i64 %21, 1
%63 = icmp eq i64 %62, %13
br i1 %63, label %64, label %20
64: ; preds = %61, %8
ret void
}