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


x86 assembly (clang, -O0):
<mat_vec>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
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    11aa <mat_vec+0xaa>
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
movl   $0x0,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
cmp    -0x20(%rbp),%eax
jge    1197 <mat_vec+0x97>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
mov    -0x18(%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    1141 <mat_vec+0x41>
jmp    119c <mat_vec+0x9c>
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    111e <mat_vec+0x1e>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<mat_vec>:
push   %rbx
test   %ecx,%ecx
jle    119c <mat_vec+0x9c>
mov    %ecx,%r10d
mov    %r8d,%r9d
mov    %r9d,%r11d
and    $0xfffffffe,%r11d
xor    %eax,%eax
jmp    1129 <mat_vec+0x29>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%rax
cmp    %r10,%rax
je     119c <mat_vec+0x9c>
movq   $0x0,(%rdx,%rax,8)
test   %r8d,%r8d
jle    1120 <mat_vec+0x20>
mov    (%rdi,%rax,8),%rcx
xorpd  %xmm0,%xmm0
xor    %ebx,%ebx
cmp    $0x1,%r8d
je     1181 <mat_vec+0x81>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
movsd  (%rcx,%rbx,8),%xmm1
mulsd  (%rsi,%rbx,8),%xmm1
addsd  %xmm0,%xmm1
movsd  %xmm1,(%rdx,%rax,8)
movsd  0x8(%rcx,%rbx,8),%xmm0
mulsd  0x8(%rsi,%rbx,8),%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,(%rdx,%rax,8)
add    $0x2,%rbx
cmp    %rbx,%r11
jne    1150 <mat_vec+0x50>
test   $0x1,%r9b
je     1120 <mat_vec+0x20>
movsd  (%rcx,%rbx,8),%xmm1
mulsd  (%rsi,%rbx,8),%xmm1
addsd  %xmm0,%xmm1
movsd  %xmm1,(%rdx,%rax,8)
jmp    1120 <mat_vec+0x20>
pop    %rbx
ret

LLVM IR (-O0):
define void @mat_vec(double** %0, double* %1, double* %2, i32 %3, i32 %4) {
%6 = alloca double**
%7 = alloca double*
%8 = alloca double*
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
store double** %0, double*** %6
store double* %1, double** %7
store double* %2, double** %8
store i32 %3, i32* %9
store i32 %4, i32* %10
store i32 0, i32* %11
br label %13
13: ; preds = %51, %5
%14 = load i32, i32* %11
%15 = load i32, i32* %9
%16 = icmp slt i32 %14, %15
br i1 %16, label %17, label %54
17: ; preds = %13
%18 = load double*, double** %8
%19 = load i32, i32* %11
%20 = sext i32 %19 to i64
%21 = getelementptr inbounds double, double* %18, i64 %20
store double 0.000000e+00, double* %21
store i32 0, i32* %12
br label %22
22: ; preds = %47, %17
%23 = load i32, i32* %12
%24 = load i32, i32* %10
%25 = icmp slt i32 %23, %24
br i1 %25, label %26, label %50
26: ; preds = %22
%27 = load double**, double*** %6
%28 = load i32, i32* %11
%29 = sext i32 %28 to i64
%30 = getelementptr inbounds double*, double** %27, i64 %29
%31 = load double*, double** %30
%32 = load i32, i32* %12
%33 = sext i32 %32 to i64
%34 = getelementptr inbounds double, double* %31, i64 %33
%35 = load double, double* %34
%36 = load double*, double** %7
%37 = load i32, i32* %12
%38 = sext i32 %37 to i64
%39 = getelementptr inbounds double, double* %36, i64 %38
%40 = load double, double* %39
%41 = load double*, double** %8
%42 = load i32, i32* %11
%43 = sext i32 %42 to i64
%44 = getelementptr inbounds double, double* %41, i64 %43
%45 = load double, double* %44
%46 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %35, double %40, double %45)
store double %46, double* %44
br label %47
47: ; preds = %26
%48 = load i32, i32* %12
%49 = add nsw i32 %48, 1
store i32 %49, i32* %12
br label %22
50: ; preds = %22
br label %51
51: ; preds = %50
%52 = load i32, i32* %11
%53 = add nsw i32 %52, 1
store i32 %53, i32* %11
br label %13
54: ; preds = %13
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @mat_vec(double** nocapture %0, double* nocapture %1, double* nocapture %2, i32 %3, i32 %4) {
%6 = icmp sgt i32 %3, 0
br i1 %6, label %7, label %51
7: ; preds = %5
%8 = icmp sgt i32 %4, 0
%9 = zext i32 %3 to i64
%10 = zext i32 %4 to i64
%11 = and i64 %10, 1
%12 = icmp eq i32 %4, 1
%13 = and i64 %10, 4294967294
%14 = icmp eq i64 %11, 0
br label %15
15: ; preds = %7, %48
%16 = phi i64 [ 0, %7 ], [ %49, %48 ]
%17 = getelementptr inbounds double, double* %2, i64 %16
store double 0.000000e+00, double* %17
br i1 %8, label %18, label %48
18: ; preds = %15
%19 = getelementptr inbounds double*, double** %0, i64 %16
%20 = load double*, double** %19
br i1 %12, label %39, label %21
21: ; preds = %18, %21
%22 = phi double [ %35, %21 ], [ 0.000000e+00, %18 ]
%23 = phi i64 [ %36, %21 ], [ 0, %18 ]
%24 = phi i64 [ %37, %21 ], [ 0, %18 ]
%25 = getelementptr inbounds double, double* %20, i64 %23
%26 = load double, double* %25
%27 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %23
%28 = load double, double* %27
%29 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %26, double %28, double %22)
store double %29, double* %17
%30 = or i64 %23, 1
%31 = getelementptr inbounds double, double* %20, i64 %30
%32 = load double, double* %31
%33 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %30
%34 = load double, double* %33
%35 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %32, double %34, double %29)
store double %35, double* %17
%36 = add nuw nsw i64 %23, 2
%37 = add i64 %24, 2
%38 = icmp eq i64 %37, %13
br i1 %38, label %39, label %21
39: ; preds = %21, %18
%40 = phi double [ 0.000000e+00, %18 ], [ %35, %21 ]
%41 = phi i64 [ 0, %18 ], [ %36, %21 ]
br i1 %14, label %48, label %42
42: ; preds = %39
%43 = getelementptr inbounds double, double* %20, i64 %41
%44 = load double, double* %43
%45 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %41
%46 = load double, double* %45
%47 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %44, double %46, double %40)
store double %47, double* %17
br label %48
48: ; preds = %42, %39, %15
%49 = add nuw nsw i64 %16, 1
%50 = icmp eq i64 %49, %9
br i1 %50, label %51, label %15
51: ; preds = %48, %5
ret void
}