void mat_vec_mult(int n, double **A, double *x, double *result) {
  for (int row = 0; row < n; row++) {
    result[row] = 0.0;
    for (int col = 0; col < n; col++)
      result[row] += A[row][col] * x[col];
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<mat_vec_mult>:
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    11a6 <mat_vec_mult+0xa6>
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
movl   $0x0,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    1193 <mat_vec_mult+0x93>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x28(%rbp),%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    113d <mat_vec_mult+0x3d>
jmp    1198 <mat_vec_mult+0x98>
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    111a <mat_vec_mult+0x1a>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<mat_vec_mult>:
test   %edi,%edi
jle    1192 <mat_vec_mult+0x92>
mov    %edi,%r8d
mov    %r8d,%r9d
and    $0xfffffffe,%r9d
xor    %r10d,%r10d
jmp    1129 <mat_vec_mult+0x29>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%r10
cmp    %r8,%r10
je     1192 <mat_vec_mult+0x92>
movq   $0x0,(%rcx,%r10,8)
mov    (%rsi,%r10,8),%r11
xorpd  %xmm0,%xmm0
xor    %eax,%eax
cmp    $0x1,%edi
je     1175 <mat_vec_mult+0x75>
movsd  (%r11,%rax,8),%xmm1
mulsd  (%rdx,%rax,8),%xmm1
addsd  %xmm0,%xmm1
movsd  %xmm1,(%rcx,%r10,8)
movsd  0x8(%r11,%rax,8),%xmm0
mulsd  0x8(%rdx,%rax,8),%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,(%rcx,%r10,8)
add    $0x2,%rax
cmp    %rax,%r9
jne    1140 <mat_vec_mult+0x40>
test   $0x1,%r8b
je     1120 <mat_vec_mult+0x20>
movsd  (%r11,%rax,8),%xmm1
mulsd  (%rdx,%rax,8),%xmm1
addsd  %xmm0,%xmm1
movsd  %xmm1,(%rcx,%r10,8)
jmp    1120 <mat_vec_mult+0x20>
ret

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

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