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


x86 assembly (clang, -O0):
<mul_dgmv>:
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    11a6 <mul_dgmv+0xa6>
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x30(%rbp)
movl   $0x0,-0x34(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
jge    1186 <mul_dgmv+0x86>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x34(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x34(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
movsd  -0x30(%rbp),%xmm1
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x30(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
jmp    1138 <mul_dgmv+0x38>
movsd  -0x30(%rbp),%xmm0
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    111d <mul_dgmv+0x1d>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<mul_dgmv>:
push   %r15
push   %r14
push   %rbx
test   %edi,%edi
jle    11dc <mul_dgmv+0xdc>
mov    %edi,%r10d
mov    %esi,%r14d
lea    -0x1(%r14),%r9
mov    %r14d,%r15d
and    $0x3,%r15d
and    $0xfffffffc,%r14d
xor    %r11d,%r11d
jmp    1147 <mul_dgmv+0x47>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
xorpd  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,(%r8,%r11,8)
add    $0x1,%r11
cmp    %r10,%r11
je     11dc <mul_dgmv+0xdc>
test   %esi,%esi
jle    1130 <mul_dgmv+0x30>
mov    (%rdx,%r11,8),%rbx
xorpd  %xmm0,%xmm0
xor    %eax,%eax
cmp    $0x3,%r9
jb     11a7 <mul_dgmv+0xa7>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movsd  (%rbx,%rax,8),%xmm1
movsd  0x8(%rbx,%rax,8),%xmm2
mulsd  (%rcx,%rax,8),%xmm1
mulsd  0x8(%rcx,%rax,8),%xmm2
addsd  %xmm0,%xmm1
movsd  0x10(%rbx,%rax,8),%xmm3
mulsd  0x10(%rcx,%rax,8),%xmm3
addsd  %xmm1,%xmm2
movsd  0x18(%rbx,%rax,8),%xmm0
mulsd  0x18(%rcx,%rax,8),%xmm0
addsd  %xmm2,%xmm3
addsd  %xmm3,%xmm0
add    $0x4,%rax
cmp    %rax,%r14
jne    1160 <mul_dgmv+0x60>
test   %r15,%r15
je     1134 <mul_dgmv+0x34>
lea    (%rcx,%rax,8),%rdi
lea    (%rbx,%rax,8),%rax
xor    %ebx,%ebx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
movsd  (%rax,%rbx,8),%xmm1
mulsd  (%rdi,%rbx,8),%xmm1
addsd  %xmm1,%xmm0
add    $0x1,%rbx
cmp    %rbx,%r15
jne    11c0 <mul_dgmv+0xc0>
jmp    1134 <mul_dgmv+0x34>
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %r15
ret

LLVM IR (-O0):
define void @mul_dgmv(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 double
%13 = 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 %14
14: ; preds = %49, %5
%15 = load i32, i32* %11
%16 = load i32, i32* %6
%17 = icmp slt i32 %15, %16
br i1 %17, label %18, label %52
18: ; preds = %14
store double 0.000000e+00, double* %12
store i32 0, i32* %13
br label %19
19: ; preds = %40, %18
%20 = load i32, i32* %13
%21 = load i32, i32* %7
%22 = icmp slt i32 %20, %21
br i1 %22, label %23, label %43
23: ; preds = %19
%24 = load double**, double*** %8
%25 = load i32, i32* %11
%26 = sext i32 %25 to i64
%27 = getelementptr inbounds double*, double** %24, i64 %26
%28 = load double*, double** %27
%29 = load i32, i32* %13
%30 = sext i32 %29 to i64
%31 = getelementptr inbounds double, double* %28, i64 %30
%32 = load double, double* %31
%33 = load double*, double** %9
%34 = load i32, i32* %13
%35 = sext i32 %34 to i64
%36 = getelementptr inbounds double, double* %33, i64 %35
%37 = load double, double* %36
%38 = load double, double* %12
%39 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %32, double %37, double %38)
store double %39, double* %12
br label %40
40: ; preds = %23
%41 = load i32, i32* %13
%42 = add nsw i32 %41, 1
store i32 %42, i32* %13
br label %19
43: ; preds = %19
%44 = load double, double* %12
%45 = load double*, double** %10
%46 = load i32, i32* %11
%47 = sext i32 %46 to i64
%48 = getelementptr inbounds double, double* %45, i64 %47
store double %44, double* %48
br label %49
49: ; preds = %43
%50 = load i32, i32* %11
%51 = add nsw i32 %50, 1
store i32 %51, i32* %11
br label %14
52: ; preds = %14
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @mul_dgmv(i32 %0, i32 %1, double** nocapture %2, double* nocapture %3, double* nocapture writeonly %4) {
%6 = icmp sgt i32 %0, 0
br i1 %6, label %7, label %21
7: ; preds = %5
%8 = icmp sgt i32 %1, 0
%9 = zext i32 %0 to i64
%10 = zext i32 %1 to i64
%11 = add nsw i64 %10, -1
%12 = and i64 %10, 3
%13 = icmp ult i64 %11, 3
%14 = and i64 %10, 4294967292
%15 = icmp eq i64 %12, 0
br label %16
16: ; preds = %7, %38
%17 = phi i64 [ 0, %7 ], [ %41, %38 ]
br i1 %8, label %18, label %38
18: ; preds = %16
%19 = getelementptr inbounds double*, double** %2, i64 %17
%20 = load double*, double** %19
br i1 %13, label %22, label %43
21: ; preds = %38, %5
ret void
22: ; preds = %43, %18
%23 = phi double [ undef, %18 ], [ %69, %43 ]
%24 = phi i64 [ 0, %18 ], [ %70, %43 ]
%25 = phi double [ 0.000000e+00, %18 ], [ %69, %43 ]
br i1 %15, label %38, label %26
26: ; preds = %22, %26
%27 = phi i64 [ %35, %26 ], [ %24, %22 ]
%28 = phi double [ %34, %26 ], [ %25, %22 ]
%29 = phi i64 [ %36, %26 ], [ 0, %22 ]
%30 = getelementptr inbounds double, double* %20, i64 %27
%31 = load double, double* %30
%32 = getelementptr inbounds double, double* %3, i64 %27
%33 = load double, double* %32
%34 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %31, double %33, double %28)
%35 = add nuw nsw i64 %27, 1
%36 = add i64 %29, 1
%37 = icmp eq i64 %36, %12
br i1 %37, label %38, label %26
38: ; preds = %22, %26, %16
%39 = phi double [ 0.000000e+00, %16 ], [ %23, %22 ], [ %34, %26 ]
%40 = getelementptr inbounds double, double* %4, i64 %17
store double %39, double* %40
%41 = add nuw nsw i64 %17, 1
%42 = icmp eq i64 %41, %9
br i1 %42, label %21, label %16
43: ; preds = %18, %43
%44 = phi i64 [ %70, %43 ], [ 0, %18 ]
%45 = phi double [ %69, %43 ], [ 0.000000e+00, %18 ]
%46 = phi i64 [ %71, %43 ], [ 0, %18 ]
%47 = getelementptr inbounds double, double* %20, i64 %44
%48 = load double, double* %47
%49 = getelementptr inbounds double, double* %3, i64 %44
%50 = load double, double* %49
%51 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %48, double %50, double %45)
%52 = or i64 %44, 1
%53 = getelementptr inbounds double, double* %20, i64 %52
%54 = load double, double* %53
%55 = getelementptr inbounds double, double* %3, i64 %52
%56 = load double, double* %55
%57 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %54, double %56, double %51)
%58 = or i64 %44, 2
%59 = getelementptr inbounds double, double* %20, i64 %58
%60 = load double, double* %59
%61 = getelementptr inbounds double, double* %3, i64 %58
%62 = load double, double* %61
%63 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %60, double %62, double %57)
%64 = or i64 %44, 3
%65 = getelementptr inbounds double, double* %20, i64 %64
%66 = load double, double* %65
%67 = getelementptr inbounds double, double* %3, i64 %64
%68 = load double, double* %67
%69 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %66, double %68, double %63)
%70 = add nuw nsw i64 %44, 4
%71 = add i64 %46, 4
%72 = icmp eq i64 %71, %14
br i1 %72, label %22, label %43
}