void matrix_vector_product(double *a, double *b, double *c, int m, int n) {
  for (int i = 0; i < m; i++) {
    c[i] = 0.0;
    for (int j = 0; j < n; j++)
      c[i] += a[i * n + j] * b[j];
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<matrix_vector_product>:
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    11ab <matrix_vector_product+0xab>
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    1198 <matrix_vector_product+0x98>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
imul   -0x20(%rbp),%ecx
add    -0x28(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%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 <matrix_vector_product+0x41>
jmp    119d <matrix_vector_product+0x9d>
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    111e <matrix_vector_product+0x1e>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<matrix_vector_product>:
push   %r15
push   %r14
push   %r12
push   %rbx
test   %ecx,%ecx
jle    11bb <matrix_vector_product+0xbb>
movslq %r8d,%r9
mov    %ecx,%r11d
mov    %r9d,%r10d
mov    %r10d,%r15d
and    $0xfffffffe,%r15d
lea    0x8(%rdi),%r12
lea    0x0(,%r9,8),%r14
xor    %ecx,%ecx
jmp    113c <matrix_vector_product+0x3c>
nop
add    $0x1,%rcx
add    %r14,%r12
cmp    %r11,%rcx
je     11bb <matrix_vector_product+0xbb>
movq   $0x0,(%rdx,%rcx,8)
test   %r8d,%r8d
jle    1130 <matrix_vector_product+0x30>
xorpd  %xmm0,%xmm0
xor    %eax,%eax
cmp    $0x1,%r8d
je     1193 <matrix_vector_product+0x93>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
movsd  -0x8(%r12,%rax,8),%xmm1
mulsd  (%rsi,%rax,8),%xmm1
addsd  %xmm0,%xmm1
movsd  %xmm1,(%rdx,%rcx,8)
movsd  (%r12,%rax,8),%xmm0
mulsd  0x8(%rsi,%rax,8),%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,(%rdx,%rcx,8)
add    $0x2,%rax
cmp    %rax,%r15
jne    1160 <matrix_vector_product+0x60>
test   $0x1,%r10b
je     1130 <matrix_vector_product+0x30>
mov    %rcx,%rbx
imul   %r9,%rbx
add    %rax,%rbx
movsd  (%rdi,%rbx,8),%xmm1
mulsd  (%rsi,%rax,8),%xmm1
addsd  %xmm0,%xmm1
movsd  %xmm1,(%rdx,%rcx,8)
jmp    1130 <matrix_vector_product+0x30>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r14
pop    %r15
ret

LLVM IR (-O0):
define void @matrix_vector_product(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 = load i32, i32* %10
%30 = mul nsw i32 %28, %29
%31 = load i32, i32* %12
%32 = add nsw i32 %30, %31
%33 = sext i32 %32 to i64
%34 = getelementptr inbounds double, double* %27, 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 @matrix_vector_product(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 %16
7: ; preds = %5
%8 = icmp sgt i32 %4, 0
%9 = sext i32 %4 to i64
%10 = zext i32 %3 to i64
%11 = zext i32 %4 to i64
%12 = and i64 %11, 1
%13 = icmp eq i32 %4, 1
%14 = and i64 %11, 4294967294
%15 = icmp eq i64 %12, 0
br label %17
16: ; preds = %32, %5
ret void
17: ; preds = %7, %32
%18 = phi i64 [ 0, %7 ], [ %33, %32 ]
%19 = getelementptr inbounds double, double* %2, i64 %18
store double 0.000000e+00, double* %19
br i1 %8, label %20, label %32
20: ; preds = %17
%21 = mul nsw i64 %18, %9
br i1 %13, label %22, label %35
22: ; preds = %35, %20
%23 = phi double [ 0.000000e+00, %20 ], [ %51, %35 ]
%24 = phi i64 [ 0, %20 ], [ %52, %35 ]
br i1 %15, label %32, label %25
25: ; preds = %22
%26 = add nsw i64 %24, %21
%27 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %26
%28 = load double, double* %27
%29 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %24
%30 = load double, double* %29
%31 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %28, double %30, double %23)
store double %31, double* %19
br label %32
32: ; preds = %25, %22, %17
%33 = add nuw nsw i64 %18, 1
%34 = icmp eq i64 %33, %10
br i1 %34, label %16, label %17
35: ; preds = %20, %35
%36 = phi double [ %51, %35 ], [ 0.000000e+00, %20 ]
%37 = phi i64 [ %52, %35 ], [ 0, %20 ]
%38 = phi i64 [ %53, %35 ], [ 0, %20 ]
%39 = add nsw i64 %37, %21
%40 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %39
%41 = load double, double* %40
%42 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %37
%43 = load double, double* %42
%44 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %41, double %43, double %36)
store double %44, double* %19
%45 = or i64 %37, 1
%46 = add nsw i64 %45, %21
%47 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %46
%48 = load double, double* %47
%49 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %45
%50 = load double, double* %49
%51 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %48, double %50, double %44)
store double %51, double* %19
%52 = add nuw nsw i64 %37, 2
%53 = add i64 %38, 2
%54 = icmp eq i64 %53, %14
br i1 %54, label %22, label %35
}