void transpose_matrix_vector_mult_float(const float *mat, const float *vec,
                                        double *c, int rows, int cols,
                                        double weight) {
  for (int i = 0; i < cols; i++) {
    double res = 0.0;
    for (int j = 0; j < rows; j++)
      res += (mat[j * cols + i] * vec[j] * weight);
    c[i] = res;
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<transpose_matrix_vector_mult_float>:
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)
movsd  %xmm0,-0x28(%rbp)
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0x20(%rbp),%eax
jge    11b6 <transpose_matrix_vector_mult_float+0xb6>
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x38(%rbp)
movl   $0x0,-0x3c(%rbp)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    1196 <transpose_matrix_vector_mult_float+0x96>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x3c(%rbp),%ecx
imul   -0x20(%rbp),%ecx
add    -0x2c(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x3c(%rbp),%rcx
mulss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
cvtss2sd %xmm0,%xmm0
movsd  -0x28(%rbp),%xmm2
movsd  -0x38(%rbp),%xmm1
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x38(%rbp)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
jmp    113e <transpose_matrix_vector_mult_float+0x3e>
movsd  -0x38(%rbp),%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    1123 <transpose_matrix_vector_mult_float+0x23>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<transpose_matrix_vector_mult_float>:
push   %r15
push   %r14
push   %rbx
test   %r8d,%r8d
jle    11d4 <transpose_matrix_vector_mult_float+0xd4>
mov    %r8d,%r15d
mov    %ecx,%r8d
mov    %r8d,%r9d
and    $0xfffffffe,%r9d
lea    0x0(,%r15,8),%r10
xor    %r11d,%r11d
mov    %rdi,%r14
jmp    1147 <transpose_matrix_vector_mult_float+0x47>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movsd  %xmm1,(%rdx,%r11,8)
add    $0x1,%r11
add    $0x4,%r14
cmp    %r15,%r11
je     11d4 <transpose_matrix_vector_mult_float+0xd4>
xorpd  %xmm1,%xmm1
test   %ecx,%ecx
jle    1130 <transpose_matrix_vector_mult_float+0x30>
cmp    $0x1,%ecx
jne    1160 <transpose_matrix_vector_mult_float+0x60>
xor    %ebx,%ebx
jmp    11a9 <transpose_matrix_vector_mult_float+0xa9>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %r14,%rax
xor    %ebx,%ebx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
movss  (%rax),%xmm2
mulss  (%rsi,%rbx,4),%xmm2
cvtss2sd %xmm2,%xmm2
mulsd  %xmm0,%xmm2
addsd  %xmm1,%xmm2
movss  (%rax,%r15,4),%xmm1
mulss  0x4(%rsi,%rbx,4),%xmm1
cvtss2sd %xmm1,%xmm1
mulsd  %xmm0,%xmm1
addsd  %xmm2,%xmm1
add    $0x2,%rbx
add    %r10,%rax
cmp    %rbx,%r9
jne    1170 <transpose_matrix_vector_mult_float+0x70>
test   $0x1,%r8b
je     1130 <transpose_matrix_vector_mult_float+0x30>
mov    %rbx,%rax
imul   %r15,%rax
add    %r11,%rax
movss  (%rdi,%rax,4),%xmm2
mulss  (%rsi,%rbx,4),%xmm2
cvtss2sd %xmm2,%xmm2
mulsd  %xmm0,%xmm2
addsd  %xmm2,%xmm1
jmp    1130 <transpose_matrix_vector_mult_float+0x30>
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %r15
ret

LLVM IR (-O0):
define void @transpose_matrix_vector_mult_float(float* %0, float* %1, double* %2, i32 %3, i32 %4, double %5) {
%7 = alloca float*
%8 = alloca float*
%9 = alloca double*
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
%12 = alloca double
%13 = alloca i32
%14 = alloca double
%15 = alloca i32
store float* %0, float** %7
store float* %1, float** %8
store double* %2, double** %9
store i32 %3, i32* %10
store i32 %4, i32* %11
store double %5, double* %12
store i32 0, i32* %13
br label %16
16: ; preds = %54, %6
%17 = load i32, i32* %13
%18 = load i32, i32* %11
%19 = icmp slt i32 %17, %18
br i1 %19, label %20, label %57
20: ; preds = %16
store double 0.000000e+00, double* %14
store i32 0, i32* %15
br label %21
21: ; preds = %45, %20
%22 = load i32, i32* %15
%23 = load i32, i32* %10
%24 = icmp slt i32 %22, %23
br i1 %24, label %25, label %48
25: ; preds = %21
%26 = load float*, float** %7
%27 = load i32, i32* %15
%28 = load i32, i32* %11
%29 = mul nsw i32 %27, %28
%30 = load i32, i32* %13
%31 = add nsw i32 %29, %30
%32 = sext i32 %31 to i64
%33 = getelementptr inbounds float, float* %26, i64 %32
%34 = load float, float* %33
%35 = load float*, float** %8
%36 = load i32, i32* %15
%37 = sext i32 %36 to i64
%38 = getelementptr inbounds float, float* %35, i64 %37
%39 = load float, float* %38
%40 = fmul float %34, %39
%41 = fpext float %40 to double
%42 = load double, double* %12
%43 = load double, double* %14
%44 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %41, double %42, double %43)
store double %44, double* %14
br label %45
45: ; preds = %25
%46 = load i32, i32* %15
%47 = add nsw i32 %46, 1
store i32 %47, i32* %15
br label %21
48: ; preds = %21
%49 = load double, double* %14
%50 = load double*, double** %9
%51 = load i32, i32* %13
%52 = sext i32 %51 to i64
%53 = getelementptr inbounds double, double* %50, i64 %52
store double %49, double* %53
br label %54
54: ; preds = %48
%55 = load i32, i32* %13
%56 = add nsw i32 %55, 1
store i32 %56, i32* %13
br label %16
57: ; preds = %16
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @transpose_matrix_vector_mult_float(float* nocapture %0, float* nocapture %1, double* nocapture writeonly %2, i32 %3, i32 %4, double %5) {
%7 = icmp sgt i32 %4, 0
br i1 %7, label %8, label %20
8: ; preds = %6
%9 = icmp sgt i32 %3, 0
%10 = zext i32 %4 to i64
%11 = zext i32 %4 to i64
%12 = zext i32 %3 to i64
%13 = and i64 %12, 1
%14 = icmp eq i32 %3, 1
%15 = and i64 %12, 4294967294
%16 = icmp eq i64 %13, 0
br label %17
17: ; preds = %8, %35
%18 = phi i64 [ 0, %8 ], [ %38, %35 ]
br i1 %9, label %19, label %35
19: ; preds = %17
br i1 %14, label %21, label %40
20: ; preds = %35, %6
ret void
21: ; preds = %40, %19
%22 = phi double [ undef, %19 ], [ %62, %40 ]
%23 = phi i64 [ 0, %19 ], [ %63, %40 ]
%24 = phi double [ 0.000000e+00, %19 ], [ %62, %40 ]
br i1 %16, label %35, label %25
25: ; preds = %21
%26 = mul nsw i64 %23, %10
%27 = add nuw nsw i64 %26, %18
%28 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %27
%29 = load float, float* %28
%30 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 %23
%31 = load float, float* %30
%32 = fmul float %29, %31
%33 = fpext float %32 to double
%34 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %33, double %5, double %24)
br label %35
35: ; preds = %25, %21, %17
%36 = phi double [ 0.000000e+00, %17 ], [ %22, %21 ], [ %34, %25 ]
%37 = getelementptr inbounds double, double* %2, i64 %18
store double %36, double* %37
%38 = add nuw nsw i64 %18, 1
%39 = icmp eq i64 %38, %11
br i1 %39, label %20, label %17
40: ; preds = %19, %40
%41 = phi i64 [ %63, %40 ], [ 0, %19 ]
%42 = phi double [ %62, %40 ], [ 0.000000e+00, %19 ]
%43 = phi i64 [ %64, %40 ], [ 0, %19 ]
%44 = mul nsw i64 %41, %10
%45 = add nuw nsw i64 %44, %18
%46 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %45
%47 = load float, float* %46
%48 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 %41
%49 = load float, float* %48
%50 = fmul float %47, %49
%51 = fpext float %50 to double
%52 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %51, double %5, double %42)
%53 = or i64 %41, 1
%54 = mul nsw i64 %53, %10
%55 = add nuw nsw i64 %54, %18
%56 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %55
%57 = load float, float* %56
%58 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 %53
%59 = load float, float* %58
%60 = fmul float %57, %59
%61 = fpext float %60 to double
%62 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %61, double %5, double %52)
%63 = add nuw nsw i64 %41, 2
%64 = add i64 %43, 2
%65 = icmp eq i64 %64, %15
br i1 %65, label %21, label %40
}