void multiply_matrix(unsigned int **multiply, unsigned int **first,
                     unsigned int **second, unsigned int n) {
  int i, j, k;
  for (i = 0; i < n; i++) {
    for (j = 0; j < n; j++) {
      for (k = 0; k < n; k++) {
        multiply[i][j] += first[i][k] * second[k][j];
      }
    }
  }
  return;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<multiply_matrix>:
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
jae    11bd <multiply_matrix+0xbd>
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jae    11aa <multiply_matrix+0xaa>
movl   $0x0,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jae    1197 <multiply_matrix+0x97>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
imul   (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
add    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    1140 <multiply_matrix+0x40>
jmp    119c <multiply_matrix+0x9c>
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    112d <multiply_matrix+0x2d>
jmp    11af <multiply_matrix+0xaf>
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    111a <multiply_matrix+0x1a>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<multiply_matrix>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %rbx
test   %ecx,%ecx
je     11ad <multiply_matrix+0xad>
mov    %ecx,%r8d
mov    %r8d,%r10d
and    $0xfffffffe,%r10d
xor    %r9d,%r9d
jmp    112d <multiply_matrix+0x2d>
nopl   (%rax)
add    $0x1,%r9
cmp    %r8,%r9
je     11ad <multiply_matrix+0xad>
mov    (%rsi,%r9,8),%r11
mov    (%rdi,%r9,8),%r14
xor    %r15d,%r15d
jmp    1149 <multiply_matrix+0x49>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%r15
cmp    %r8,%r15
je     1120 <multiply_matrix+0x20>
mov    (%r14,%r15,4),%ebp
xor    %eax,%eax
cmp    $0x1,%ecx
je     1192 <multiply_matrix+0x92>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
mov    (%rdx,%rax,8),%rbx
mov    (%rbx,%r15,4),%ebx
imul   (%r11,%rax,4),%ebx
add    %ebp,%ebx
mov    %ebx,(%r14,%r15,4)
mov    0x8(%rdx,%rax,8),%rbp
mov    0x0(%rbp,%r15,4),%ebp
imul   0x4(%r11,%rax,4),%ebp
add    %ebx,%ebp
mov    %ebp,(%r14,%r15,4)
add    $0x2,%rax
cmp    %rax,%r10
jne    1160 <multiply_matrix+0x60>
test   $0x1,%r8b
je     1140 <multiply_matrix+0x40>
mov    (%rdx,%rax,8),%rbx
mov    (%rbx,%r15,4),%ebx
imul   (%r11,%rax,4),%ebx
add    %ebx,%ebp
mov    %ebp,(%r14,%r15,4)
jmp    1140 <multiply_matrix+0x40>
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

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

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