void mv_product(int n, double *m, double *v, double *r) {
  int i, j;
  for (i = 0; i < n; ++i) {
    for (j = 0; j < n; ++j) {
      r[i] += m[j + i * n] * v[j];
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<mv_product>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    1199 <mv_product+0x99>
movl   $0x0,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    1186 <mv_product+0x86>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%ecx
mov    -0x24(%rbp),%edx
imul   -0x4(%rbp),%edx
add    %edx,%ecx
movslq %ecx,%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    112d <mv_product+0x2d>
jmp    118b <mv_product+0x8b>
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    111a <mv_product+0x1a>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<mv_product>:
push   %r14
push   %rbx
test   %edi,%edi
jle    11ab <mv_product+0xab>
mov    %edi,%r8d
mov    %r8d,%r9d
and    $0xfffffffe,%r9d
lea    0x8(%rsi),%r11
lea    0x0(,%r8,8),%r10
xor    %r14d,%r14d
jmp    113c <mv_product+0x3c>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%r14
add    %r10,%r11
cmp    %r8,%r14
je     11ab <mv_product+0xab>
movsd  (%rcx,%r14,8),%xmm0
xor    %ebx,%ebx
cmp    $0x1,%edi
je     1185 <mv_product+0x85>
nopl   0x0(%rax)
movsd  -0x8(%r11,%rbx,8),%xmm1
mulsd  (%rdx,%rbx,8),%xmm1
addsd  %xmm0,%xmm1
movsd  %xmm1,(%rcx,%r14,8)
movsd  (%r11,%rbx,8),%xmm0
mulsd  0x8(%rdx,%rbx,8),%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,(%rcx,%r14,8)
add    $0x2,%rbx
cmp    %rbx,%r9
jne    1150 <mv_product+0x50>
test   $0x1,%r8b
je     1130 <mv_product+0x30>
mov    %r14,%rax
imul   %r8,%rax
add    %rbx,%rax
movsd  (%rsi,%rax,8),%xmm1
mulsd  (%rdx,%rbx,8),%xmm1
addsd  %xmm0,%xmm1
movsd  %xmm1,(%rcx,%r14,8)
jmp    1130 <mv_product+0x30>
pop    %rbx
pop    %r14
ret

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

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