void calc_matrix_vector(int n, int m, double **a, double *x, double *b) {
  int i, j;
  for (i = 0; i < n; i++) {
    for (j = 0; j < m; j++) {
      b[i] += a[i][j] * x[j];
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<calc_matrix_vector>:
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)
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    1199 <calc_matrix_vector+0x99>
movl   $0x0,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
jge    1186 <calc_matrix_vector+0x86>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm1
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    1130 <calc_matrix_vector+0x30>
jmp    118b <calc_matrix_vector+0x8b>
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    111d <calc_matrix_vector+0x1d>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<calc_matrix_vector>:
push   %rbx
test   %edi,%edi
jle    118f <calc_matrix_vector+0x8f>
mov    %edi,%r10d
mov    %esi,%r9d
mov    %r9d,%r11d
and    $0xfffffffe,%r11d
xor    %eax,%eax
jmp    1129 <calc_matrix_vector+0x29>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%rax
cmp    %r10,%rax
je     118f <calc_matrix_vector+0x8f>
test   %esi,%esi
jle    1120 <calc_matrix_vector+0x20>
mov    (%rdx,%rax,8),%rdi
movsd  (%r8,%rax,8),%xmm0
xor    %ebx,%ebx
cmp    $0x1,%esi
je     1173 <calc_matrix_vector+0x73>
xchg   %ax,%ax
movsd  (%rdi,%rbx,8),%xmm1
mulsd  (%rcx,%rbx,8),%xmm1
addsd  %xmm0,%xmm1
movsd  %xmm1,(%r8,%rax,8)
movsd  0x8(%rdi,%rbx,8),%xmm0
mulsd  0x8(%rcx,%rbx,8),%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,(%r8,%rax,8)
add    $0x2,%rbx
cmp    %rbx,%r11
jne    1140 <calc_matrix_vector+0x40>
test   $0x1,%r9b
je     1120 <calc_matrix_vector+0x20>
movsd  (%rdi,%rbx,8),%xmm1
mulsd  (%rcx,%rbx,8),%xmm1
addsd  %xmm0,%xmm1
movsd  %xmm1,(%r8,%rax,8)
jmp    1120 <calc_matrix_vector+0x20>
pop    %rbx
ret

LLVM IR (-O0):
define void @calc_matrix_vector(i32 %0, i32 %1, double** %2, double* %3, double* %4) {
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca double**
%9 = alloca double*
%10 = alloca double*
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
store i32 %0, i32* %6
store i32 %1, i32* %7
store double** %2, double*** %8
store double* %3, double** %9
store double* %4, double** %10
store i32 0, i32* %11
br label %13
13: ; preds = %47, %5
%14 = load i32, i32* %11
%15 = load i32, i32* %6
%16 = icmp slt i32 %14, %15
br i1 %16, label %17, label %50
17: ; preds = %13
store i32 0, i32* %12
br label %18
18: ; preds = %43, %17
%19 = load i32, i32* %12
%20 = load i32, i32* %7
%21 = icmp slt i32 %19, %20
br i1 %21, label %22, label %46
22: ; preds = %18
%23 = load double**, double*** %8
%24 = load i32, i32* %11
%25 = sext i32 %24 to i64
%26 = getelementptr inbounds double*, double** %23, i64 %25
%27 = load double*, double** %26
%28 = load i32, i32* %12
%29 = sext i32 %28 to i64
%30 = getelementptr inbounds double, double* %27, i64 %29
%31 = load double, double* %30
%32 = load double*, double** %9
%33 = load i32, i32* %12
%34 = sext i32 %33 to i64
%35 = getelementptr inbounds double, double* %32, i64 %34
%36 = load double, double* %35
%37 = load double*, double** %10
%38 = load i32, i32* %11
%39 = sext i32 %38 to i64
%40 = getelementptr inbounds double, double* %37, i64 %39
%41 = load double, double* %40
%42 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %31, double %36, double %41)
store double %42, double* %40
br label %43
43: ; preds = %22
%44 = load i32, i32* %12
%45 = add nsw i32 %44, 1
store i32 %45, i32* %12
br label %18
46: ; preds = %18
br label %47
47: ; preds = %46
%48 = load i32, i32* %11
%49 = add nsw i32 %48, 1
store i32 %49, i32* %11
br label %13
50: ; preds = %13
ret void
}

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