void mattimesvec(_Complex double *const v, _Complex double *const M,
                 _Complex double *const w, const int N, const int ldM) {
  for (int i = 0; i < N; ++i) {
    v[i] = M[i * ldM] * w[0];
    for (int j = 1; j < N; ++j)
      v[i] += M[i * ldM + j] * w[j];
  }
  return;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<mattimesvec>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0xb0,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %ecx,-0x1c(%rbp)
mov    %r8d,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    135e <mattimesvec+0x25e>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
imul   -0x20(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
shl    $0x4,%rcx
add    %rcx,%rax
movsd  (%rax),%xmm1
movsd  %xmm1,-0x68(%rbp)
movsd  0x8(%rax),%xmm2
movsd  %xmm2,-0x60(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
movsd  (%rax),%xmm4
movsd  %xmm4,-0x58(%rbp)
movsd  0x8(%rax),%xmm5
movsd  %xmm5,-0x50(%rbp)
movaps %xmm1,%xmm0
mulsd  %xmm4,%xmm0
movaps %xmm2,%xmm3
mulsd  %xmm5,%xmm3
mulsd  %xmm5,%xmm1
mulsd  %xmm4,%xmm2
subsd  %xmm3,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x48(%rbp)
addsd  %xmm2,%xmm1
movsd  %xmm1,-0x40(%rbp)
ucomisd %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x38(%rbp)
movsd  %xmm1,-0x30(%rbp)
jnp    11ed <mattimesvec+0xed>
movsd  -0x40(%rbp),%xmm1
movsd  -0x48(%rbp),%xmm0
ucomisd %xmm1,%xmm1
movsd  %xmm0,-0x38(%rbp)
movsd  %xmm1,-0x30(%rbp)
jnp    11ed <mattimesvec+0xed>
movsd  -0x50(%rbp),%xmm3
movsd  -0x58(%rbp),%xmm2
movsd  -0x60(%rbp),%xmm1
movsd  -0x68(%rbp),%xmm0
call   1370 <__muldc3>
movsd  %xmm0,-0x38(%rbp)
movsd  %xmm1,-0x30(%rbp)
movsd  -0x38(%rbp),%xmm1
movsd  -0x30(%rbp),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
shl    $0x4,%rcx
add    %rcx,%rax
movsd  %xmm1,(%rax)
movsd  %xmm0,0x8(%rax)
movl   $0x1,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    134b <mattimesvec+0x24b>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
imul   -0x20(%rbp),%ecx
add    -0x28(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
shl    $0x4,%rcx
add    %rcx,%rax
movsd  (%rax),%xmm1
movsd  %xmm1,-0xa8(%rbp)
ff
movsd  0x8(%rax),%xmm2
movsd  %xmm2,-0xa0(%rbp)
ff
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
shl    $0x4,%rcx
add    %rcx,%rax
movsd  (%rax),%xmm4
movsd  %xmm4,-0x98(%rbp)
ff
movsd  0x8(%rax),%xmm5
movsd  %xmm5,-0x90(%rbp)
ff
movaps %xmm1,%xmm0
mulsd  %xmm4,%xmm0
movaps %xmm2,%xmm3
mulsd  %xmm5,%xmm3
mulsd  %xmm5,%xmm1
mulsd  %xmm4,%xmm2
subsd  %xmm3,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x88(%rbp)
ff
addsd  %xmm2,%xmm1
movsd  %xmm1,-0x80(%rbp)
ucomisd %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x78(%rbp)
movsd  %xmm1,-0x70(%rbp)
jnp    130a <mattimesvec+0x20a>
movsd  -0x80(%rbp),%xmm1
movsd  -0x88(%rbp),%xmm0
ff
ucomisd %xmm1,%xmm1
movsd  %xmm0,-0x78(%rbp)
movsd  %xmm1,-0x70(%rbp)
jnp    130a <mattimesvec+0x20a>
movsd  -0x90(%rbp),%xmm3
ff
movsd  -0x98(%rbp),%xmm2
ff
movsd  -0xa0(%rbp),%xmm1
ff
movsd  -0xa8(%rbp),%xmm0
ff
call   1370 <__muldc3>
movsd  %xmm0,-0x78(%rbp)
movsd  %xmm1,-0x70(%rbp)
movsd  -0x78(%rbp),%xmm3
movsd  -0x70(%rbp),%xmm2
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
shl    $0x4,%rcx
add    %rcx,%rax
movsd  (%rax),%xmm1
movsd  0x8(%rax),%xmm0
addsd  %xmm3,%xmm1
addsd  %xmm2,%xmm0
movsd  %xmm1,(%rax)
movsd  %xmm0,0x8(%rax)
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    1216 <mattimesvec+0x116>
jmp    1350 <mattimesvec+0x250>
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    1125 <mattimesvec+0x25>
add    $0xb0,%rsp
pop    %rbp
ret
nopw   0x0(%rax,%rax,1)

x86 assembly (clang, -O2):
<mattimesvec>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x48,%rsp
test   %ecx,%ecx
jle    131b <mattimesvec+0x21b>
mov    %rdx,%rbx
movslq %r8d,%r8
mov    %ecx,%r9d
mov    %r8,%r11
shl    $0x4,%r11
lea    -0x1(%r9),%r10
xor    %edx,%edx
mov    %rsi,%r14
jmp    1150 <mattimesvec+0x50>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%rdx
add    %r11,%r14
cmp    %r9,%rdx
je     131b <mattimesvec+0x21b>
mov    %rdx,%rax
imul   %r8,%rax
shl    $0x4,%rax
movupd (%rsi,%rax,1),%xmm4
movupd (%rbx),%xmm2
movapd %xmm4,%xmm0
mulpd  %xmm2,%xmm0
movapd %xmm4,%xmm3
shufpd $0x1,%xmm4,%xmm3
mulpd  %xmm2,%xmm3
movapd %xmm0,%xmm1
unpckhpd %xmm0,%xmm1
subsd  %xmm1,%xmm0
movapd %xmm3,%xmm1
unpckhpd %xmm3,%xmm1
addsd  %xmm3,%xmm1
ucomisd %xmm0,%xmm0
jp     12b5 <mattimesvec+0x1b5>
mov    %rdx,%rax
shl    $0x4,%rax
movsd  %xmm0,(%rdi,%rax,1)
movsd  %xmm1,0x8(%rdi,%rax,1)
cmp    $0x1,%ecx
je     1140 <mattimesvec+0x40>
lea    (%rdi,%rax,1),%r15
lea    (%rdi,%rax,1),%r12
add    $0x8,%r12
mov    $0x10,%ebp
mov    %r10,%r13
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
movupd (%r14,%rbp,1),%xmm4
movupd (%rbx,%rbp,1),%xmm2
movapd %xmm4,%xmm3
mulpd  %xmm2,%xmm3
movapd %xmm4,%xmm6
shufpd $0x1,%xmm4,%xmm6
mulpd  %xmm2,%xmm6
movapd %xmm3,%xmm5
unpckhpd %xmm3,%xmm5
subsd  %xmm5,%xmm3
movapd %xmm6,%xmm5
unpckhpd %xmm6,%xmm5
addsd  %xmm6,%xmm5
ucomisd %xmm3,%xmm3
jp     1230 <mattimesvec+0x130>
addsd  %xmm5,%xmm1
addsd  %xmm3,%xmm0
movsd  %xmm0,(%r15)
movsd  %xmm1,(%r12)
add    $0x10,%rbp
add    $0xffffffffffffffff,%r13
jne    11d0 <mattimesvec+0xd0>
jmp    1140 <mattimesvec+0x40>
ucomisd %xmm5,%xmm5
jnp    120e <mattimesvec+0x10e>
movapd %xmm4,%xmm1
unpckhpd %xmm4,%xmm1
movapd %xmm2,%xmm3
unpckhpd %xmm2,%xmm3
movapd %xmm4,%xmm0
mov    %ecx,0xc(%rsp)
mov    %rsi,0x40(%rsp)
mov    %rdi,0x20(%rsp)
mov    %r8,0x38(%rsp)
mov    %r9,0x18(%rsp)
mov    %r11,0x30(%rsp)
mov    %r10,0x10(%rsp)
mov    %rdx,0x28(%rsp)
call   1330 <__muldc3>
mov    0x28(%rsp),%rdx
mov    0x10(%rsp),%r10
mov    0x30(%rsp),%r11
mov    0x18(%rsp),%r9
mov    0x38(%rsp),%r8
mov    0x20(%rsp),%rdi
mov    0x40(%rsp),%rsi
mov    0xc(%rsp),%ecx
movapd %xmm0,%xmm3
movapd %xmm1,%xmm5
movsd  (%r15),%xmm0
movsd  (%r12),%xmm1
jmp    120e <mattimesvec+0x10e>
ucomisd %xmm1,%xmm1
jnp    119b <mattimesvec+0x9b>
movapd %xmm4,%xmm1
unpckhpd %xmm4,%xmm1
movapd %xmm2,%xmm3
unpckhpd %xmm2,%xmm3
movapd %xmm4,%xmm0
mov    %ecx,0xc(%rsp)
mov    %rsi,%rbp
mov    %rdi,0x20(%rsp)
mov    %r8,%r13
mov    %r9,0x18(%rsp)
mov    %r11,%r15
mov    %r10,0x10(%rsp)
mov    %rdx,%r12
call   1330 <__muldc3>
mov    %r12,%rdx
mov    0x10(%rsp),%r10
mov    %r15,%r11
mov    0x18(%rsp),%r9
mov    %r13,%r8
mov    0x20(%rsp),%rdi
mov    %rbp,%rsi
mov    0xc(%rsp),%ecx
jmp    119b <mattimesvec+0x9b>
add    $0x48,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret
nopw   0x0(%rax,%rax,1)

LLVM IR (-O0):
define void @mattimesvec({ double, double }* %0, { double, double }* %1, { double, double }* %2, i32 %3, i32 %4) {
%6 = alloca { double, double }*
%7 = alloca { double, double }*
%8 = alloca { double, double }*
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
store { double, double }* %0, { double, double }** %6
store { double, double }* %1, { double, double }** %7
store { double, double }* %2, { double, double }** %8
store i32 %3, i32* %9
store i32 %4, i32* %10
store i32 0, i32* %11
br label %13
13: ; preds = %113, %5
%14 = load i32, i32* %11
%15 = load i32, i32* %9
%16 = icmp slt i32 %14, %15
br i1 %16, label %17, label %116
17: ; preds = %13
%18 = load { double, double }*, { double, double }** %7
%19 = load i32, i32* %11
%20 = load i32, i32* %10
%21 = mul nsw i32 %19, %20
%22 = sext i32 %21 to i64
%23 = getelementptr inbounds { double, double }, { double, double }* %18, i64 %22
%24 = getelementptr inbounds { double, double }, { double, double }* %23, i32 0, i32 0
%25 = load double, double* %24
%26 = getelementptr inbounds { double, double }, { double, double }* %23, i32 0, i32 1
%27 = load double, double* %26
%28 = load { double, double }*, { double, double }** %8
%29 = getelementptr inbounds { double, double }, { double, double }* %28, i64 0
%30 = getelementptr inbounds { double, double }, { double, double }* %29, i32 0, i32 0
%31 = load double, double* %30
%32 = getelementptr inbounds { double, double }, { double, double }* %29, i32 0, i32 1
%33 = load double, double* %32
%34 = fmul double %25, %31
%35 = fmul double %27, %33
%36 = fmul double %25, %33
%37 = fmul double %27, %31
%38 = fsub double %34, %35
%39 = fadd double %36, %37
%40 = fcmp uno double %38, %38
br i1 %40, label %41, label %47
41: ; preds = %17
%42 = fcmp uno double %39, %39
br i1 %42, label %43, label %47
43: ; preds = %41
%44 = call { double, double } @__muldc3(double %25, double %27, double %31, double %33)
%45 = extractvalue { double, double } %44, 0
%46 = extractvalue { double, double } %44, 1
br label %47
47: ; preds = %43, %41, %17
%48 = phi double [ %38, %17 ], [ %38, %41 ], [ %45, %43 ]
%49 = phi double [ %39, %17 ], [ %39, %41 ], [ %46, %43 ]
%50 = load { double, double }*, { double, double }** %6
%51 = load i32, i32* %11
%52 = sext i32 %51 to i64
%53 = getelementptr inbounds { double, double }, { double, double }* %50, i64 %52
%54 = getelementptr inbounds { double, double }, { double, double }* %53, i32 0, i32 0
%55 = getelementptr inbounds { double, double }, { double, double }* %53, i32 0, i32 1
store double %48, double* %54
store double %49, double* %55
store i32 1, i32* %12
br label %56
56: ; preds = %109, %47
%57 = load i32, i32* %12
%58 = load i32, i32* %9
%59 = icmp slt i32 %57, %58
br i1 %59, label %60, label %112
60: ; preds = %56
%61 = load { double, double }*, { double, double }** %7
%62 = load i32, i32* %11
%63 = load i32, i32* %10
%64 = mul nsw i32 %62, %63
%65 = load i32, i32* %12
%66 = add nsw i32 %64, %65
%67 = sext i32 %66 to i64
%68 = getelementptr inbounds { double, double }, { double, double }* %61, i64 %67
%69 = getelementptr inbounds { double, double }, { double, double }* %68, i32 0, i32 0
%70 = load double, double* %69
%71 = getelementptr inbounds { double, double }, { double, double }* %68, i32 0, i32 1
%72 = load double, double* %71
%73 = load { double, double }*, { double, double }** %8
%74 = load i32, i32* %12
%75 = sext i32 %74 to i64
%76 = getelementptr inbounds { double, double }, { double, double }* %73, i64 %75
%77 = getelementptr inbounds { double, double }, { double, double }* %76, i32 0, i32 0
%78 = load double, double* %77
%79 = getelementptr inbounds { double, double }, { double, double }* %76, i32 0, i32 1
%80 = load double, double* %79
%81 = fmul double %70, %78
%82 = fmul double %72, %80
%83 = fmul double %70, %80
%84 = fmul double %72, %78
%85 = fsub double %81, %82
%86 = fadd double %83, %84
%87 = fcmp uno double %85, %85
br i1 %87, label %88, label %94
88: ; preds = %60
%89 = fcmp uno double %86, %86
br i1 %89, label %90, label %94
90: ; preds = %88
%91 = call { double, double } @__muldc3(double %70, double %72, double %78, double %80)
%92 = extractvalue { double, double } %91, 0
%93 = extractvalue { double, double } %91, 1
br label %94
94: ; preds = %90, %88, %60
%95 = phi double [ %85, %60 ], [ %85, %88 ], [ %92, %90 ]
%96 = phi double [ %86, %60 ], [ %86, %88 ], [ %93, %90 ]
%97 = load { double, double }*, { double, double }** %6
%98 = load i32, i32* %11
%99 = sext i32 %98 to i64
%100 = getelementptr inbounds { double, double }, { double, double }* %97, i64 %99
%101 = getelementptr inbounds { double, double }, { double, double }* %100, i32 0, i32 0
%102 = load double, double* %101
%103 = getelementptr inbounds { double, double }, { double, double }* %100, i32 0, i32 1
%104 = load double, double* %103
%105 = fadd double %102, %95
%106 = fadd double %104, %96
%107 = getelementptr inbounds { double, double }, { double, double }* %100, i32 0, i32 0
%108 = getelementptr inbounds { double, double }, { double, double }* %100, i32 0, i32 1
store double %105, double* %107
store double %106, double* %108
br label %109
109: ; preds = %94
%110 = load i32, i32* %12
%111 = add nsw i32 %110, 1
store i32 %111, i32* %12
br label %56
112: ; preds = %56
br label %113
113: ; preds = %112
%114 = load i32, i32* %11
%115 = add nsw i32 %114, 1
store i32 %115, i32* %11
br label %13
116: ; preds = %13
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @mattimesvec({ double, double }* nocapture %0, { double, double }* nocapture %1, { double, double }* nocapture %2, i32 %3, i32 %4) {
%6 = icmp sgt i32 %3, 0
br i1 %6, label %7, label %12
7: ; preds = %5
%8 = icmp eq i32 %3, 1
%9 = sext i32 %4 to i64
%10 = zext i32 %3 to i64
%11 = bitcast { double, double }* %2 to <2 x double>*
br label %13
12: ; preds = %45, %5
ret void
13: ; preds = %7, %45
%14 = phi i64 [ 0, %7 ], [ %46, %45 ]
%15 = mul nsw i64 %14, %9
%16 = getelementptr inbounds { double, double }, { double, double }* %1, i64 %15, i32 0
%17 = bitcast double* %16 to <2 x double>*
%18 = load <2 x double>, <2 x double>* %17
%19 = load <2 x double>, <2 x double>* %11
%20 = fmul <2 x double> %18, %19
%21 = shufflevector <2 x double> %18, <2 x double> poison, <2 x i32> <i32 1, i32 0>
%22 = fmul <2 x double> %21, %19
%23 = shufflevector <2 x double> %20, <2 x double> poison, <2 x i32> <i32 1, i32 undef>
%24 = fsub <2 x double> %20, %23
%25 = extractelement <2 x double> %24, i64 0
%26 = shufflevector <2 x double> %22, <2 x double> poison, <2 x i32> <i32 1, i32 undef>
%27 = fadd <2 x double> %22, %26
%28 = extractelement <2 x double> %27, i64 0
%29 = fcmp uno double %25, 0.000000e+00
br i1 %29, label %30, label %40
30: ; preds = %13
%31 = fcmp uno double %28, 0.000000e+00
br i1 %31, label %32, label %40
32: ; preds = %30
%33 = extractelement <2 x double> %18, i64 0
%34 = extractelement <2 x double> %18, i64 1
%35 = extractelement <2 x double> %19, i64 0
%36 = extractelement <2 x double> %19, i64 1
%37 = tail call { double, double } @__muldc3(double %33, double %34, double %35, double %36)
%38 = extractvalue { double, double } %37, 0
%39 = extractvalue { double, double } %37, 1
br label %40
40: ; preds = %32, %30, %13
%41 = phi double [ %25, %13 ], [ %25, %30 ], [ %38, %32 ]
%42 = phi double [ %28, %13 ], [ %28, %30 ], [ %39, %32 ]
%43 = getelementptr inbounds { double, double }, { double, double }* %0, i64 %14, i32 0
%44 = getelementptr inbounds { double, double }, { double, double }* %0, i64 %14, i32 1
store double %41, double* %43
store double %42, double* %44
br i1 %8, label %45, label %48
45: ; preds = %81, %40
%46 = add nuw nsw i64 %14, 1
%47 = icmp eq i64 %46, %10
br i1 %47, label %12, label %13
48: ; preds = %40, %81
%49 = phi double [ %87, %81 ], [ %42, %40 ]
%50 = phi double [ %86, %81 ], [ %41, %40 ]
%51 = phi i64 [ %88, %81 ], [ 1, %40 ]
%52 = add nsw i64 %51, %15
%53 = getelementptr inbounds { double, double }, { double, double }* %1, i64 %52, i32 0
%54 = bitcast double* %53 to <2 x double>*
%55 = load <2 x double>, <2 x double>* %54
%56 = getelementptr inbounds { double, double }, { double, double }* %2, i64 %51, i32 0
%57 = bitcast double* %56 to <2 x double>*
%58 = load <2 x double>, <2 x double>* %57
%59 = fmul <2 x double> %55, %58
%60 = shufflevector <2 x double> %55, <2 x double> poison, <2 x i32> <i32 1, i32 0>
%61 = fmul <2 x double> %60, %58
%62 = shufflevector <2 x double> %59, <2 x double> poison, <2 x i32> <i32 1, i32 undef>
%63 = fsub <2 x double> %59, %62
%64 = extractelement <2 x double> %63, i64 0
%65 = shufflevector <2 x double> %61, <2 x double> poison, <2 x i32> <i32 1, i32 undef>
%66 = fadd <2 x double> %61, %65
%67 = extractelement <2 x double> %66, i64 0
%68 = fcmp uno double %64, 0.000000e+00
br i1 %68, label %69, label %81
69: ; preds = %48
%70 = fcmp uno double %67, 0.000000e+00
br i1 %70, label %71, label %81
71: ; preds = %69
%72 = extractelement <2 x double> %55, i64 0
%73 = extractelement <2 x double> %55, i64 1
%74 = extractelement <2 x double> %58, i64 0
%75 = extractelement <2 x double> %58, i64 1
%76 = tail call { double, double } @__muldc3(double %72, double %73, double %74, double %75)
%77 = extractvalue { double, double } %76, 0
%78 = extractvalue { double, double } %76, 1
%79 = load double, double* %43
%80 = load double, double* %44
br label %81
81: ; preds = %71, %69, %48
%82 = phi double [ %49, %48 ], [ %49, %69 ], [ %80, %71 ]
%83 = phi double [ %50, %48 ], [ %50, %69 ], [ %79, %71 ]
%84 = phi double [ %64, %48 ], [ %64, %69 ], [ %77, %71 ]
%85 = phi double [ %67, %48 ], [ %67, %69 ], [ %78, %71 ]
%86 = fadd double %84, %83
%87 = fadd double %85, %82
store double %86, double* %43
store double %87, double* %44
%88 = add nuw nsw i64 %51, 1
%89 = icmp eq i64 %88, %10
br i1 %89, label %45, label %48
}