double fv_expprob(float *vp, int N) {
  double ep = 0;
  double tot = 0;
  int i;
  if (!vp)
    return 1.0 / N;
  for (i = 0; i < N; i++) {
    tot += vp[i];
  }
  for (i = 0; i < N; i++) {
    double p = vp[i] / tot;
    ep += p * p;
  }
  if (tot <= 0)
    return 1.0 / N;
  return ep;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<fv_expprob>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
mov    %esi,-0x14(%rbp)
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x20(%rbp)
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x28(%rbp)
cmpq   $0x0,-0x10(%rbp)
jne    1141 <fv_expprob+0x41>
cvtsi2sdl -0x14(%rbp),%xmm1
movsd  0xecd(%rip),%xmm0
divsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x8(%rbp)
jmp    1208 <fv_expprob+0x108>
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    117d <fv_expprob+0x7d>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
cvtss2sd %xmm0,%xmm0
addsd  -0x28(%rbp),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x28(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    1148 <fv_expprob+0x48>
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    11d5 <fv_expprob+0xd5>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
cvtss2sd %xmm0,%xmm0
divsd  -0x28(%rbp),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x38(%rbp)
movsd  -0x38(%rbp),%xmm0
movsd  -0x38(%rbp),%xmm2
movsd  -0x20(%rbp),%xmm1
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x20(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    1184 <fv_expprob+0x84>
xorps  %xmm0,%xmm0
ucomisd -0x28(%rbp),%xmm0
jb     11fe <fv_expprob+0xfe>
cvtsi2sdl -0x14(%rbp),%xmm1
movsd  0xe10(%rip),%xmm0
divsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x8(%rbp)
jmp    1208 <fv_expprob+0x108>
movsd  -0x20(%rbp),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x8(%rbp)
movsd  -0x8(%rbp),%xmm0
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<fv_expprob>:
test   %rdi,%rdi
je     1228 <fv_expprob+0x128>
test   %esi,%esi
jle    1228 <fv_expprob+0x128>
mov    %esi,%r9d
lea    -0x1(%r9),%r8
mov    %r9d,%edx
and    $0x3,%edx
cmp    $0x3,%r8
jae    112c <fv_expprob+0x2c>
xorpd  %xmm1,%xmm1
xor    %ecx,%ecx
jmp    1183 <fv_expprob+0x83>
mov    %r9d,%eax
and    $0xfffffffc,%eax
xorpd  %xmm1,%xmm1
xor    %ecx,%ecx
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movss  (%rdi,%rcx,4),%xmm0
movss  0x4(%rdi,%rcx,4),%xmm2
cvtss2sd %xmm0,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
xorps  %xmm1,%xmm1
cvtss2sd %xmm2,%xmm1
addsd  %xmm0,%xmm1
movss  0x8(%rdi,%rcx,4),%xmm0
cvtss2sd %xmm0,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movss  0xc(%rdi,%rcx,4),%xmm1
cvtss2sd %xmm1,%xmm1
addsd  %xmm0,%xmm1
add    $0x4,%rcx
cmp    %rcx,%rax
jne    1140 <fv_expprob+0x40>
test   %rdx,%rdx
je     11a6 <fv_expprob+0xa6>
lea    (%rdi,%rcx,4),%rax
xor    %ecx,%ecx
xchg   %ax,%ax
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
cvtss2sd %xmm0,%xmm0
addsd  %xmm0,%xmm1
add    $0x1,%rcx
cmp    %rcx,%rdx
jne    1190 <fv_expprob+0x90>
xorps  %xmm2,%xmm2
xorpd  %xmm0,%xmm0
test   %esi,%esi
jle    1222 <fv_expprob+0x122>
test   %r8,%r8
je     123c <fv_expprob+0x13c>
mov    %r9d,%eax
and    $0xfffffffe,%eax
xorpd  %xmm0,%xmm0
xor    %ecx,%ecx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
movss  (%rdi,%rcx,4),%xmm3
movss  0x4(%rdi,%rcx,4),%xmm4
cvtss2sd %xmm3,%xmm3
divsd  %xmm1,%xmm3
mulsd  %xmm3,%xmm3
addsd  %xmm0,%xmm3
xorps  %xmm0,%xmm0
cvtss2sd %xmm4,%xmm0
divsd  %xmm1,%xmm0
mulsd  %xmm0,%xmm0
addsd  %xmm3,%xmm0
add    $0x2,%rcx
cmp    %rcx,%rax
jne    11d0 <fv_expprob+0xd0>
test   $0x1,%r9b
je     1222 <fv_expprob+0x122>
movss  (%rdi,%rcx,4),%xmm3
cvtss2sd %xmm3,%xmm3
divsd  %xmm1,%xmm3
mulsd  %xmm3,%xmm3
addsd  %xmm3,%xmm0
ucomisd %xmm1,%xmm2
jb     123b <fv_expprob+0x13b>
xorps  %xmm1,%xmm1
cvtsi2sd %esi,%xmm1
movsd  0xdc9(%rip),%xmm0
divsd  %xmm1,%xmm0
ret
xorpd  %xmm0,%xmm0
xor    %ecx,%ecx
test   $0x1,%r9b
jne    120d <fv_expprob+0x10d>
jmp    1222 <fv_expprob+0x122>

LLVM IR (-O0):
define double @fv_expprob(float* %0, i32 %1) {
%3 = alloca double
%4 = alloca float*
%5 = alloca i32
%6 = alloca double
%7 = alloca double
%8 = alloca i32
%9 = alloca double
store float* %0, float** %4
store i32 %1, i32* %5
store double 0.000000e+00, double* %6
store double 0.000000e+00, double* %7
%10 = load float*, float** %4
%11 = icmp ne float* %10, null
br i1 %11, label %16, label %12
12: ; preds = %2
%13 = load i32, i32* %5
%14 = sitofp i32 %13 to double
%15 = fdiv double 1.000000e+00, %14
store double %15, double* %3
br label %63
16: ; preds = %2
store i32 0, i32* %8
br label %17
17: ; preds = %30, %16
%18 = load i32, i32* %8
%19 = load i32, i32* %5
%20 = icmp slt i32 %18, %19
br i1 %20, label %21, label %33
21: ; preds = %17
%22 = load float*, float** %4
%23 = load i32, i32* %8
%24 = sext i32 %23 to i64
%25 = getelementptr inbounds float, float* %22, i64 %24
%26 = load float, float* %25
%27 = fpext float %26 to double
%28 = load double, double* %7
%29 = fadd double %28, %27
store double %29, double* %7
br label %30
30: ; preds = %21
%31 = load i32, i32* %8
%32 = add nsw i32 %31, 1
store i32 %32, i32* %8
br label %17
33: ; preds = %17
store i32 0, i32* %8
br label %34
34: ; preds = %51, %33
%35 = load i32, i32* %8
%36 = load i32, i32* %5
%37 = icmp slt i32 %35, %36
br i1 %37, label %38, label %54
38: ; preds = %34
%39 = load float*, float** %4
%40 = load i32, i32* %8
%41 = sext i32 %40 to i64
%42 = getelementptr inbounds float, float* %39, i64 %41
%43 = load float, float* %42
%44 = fpext float %43 to double
%45 = load double, double* %7
%46 = fdiv double %44, %45
store double %46, double* %9
%47 = load double, double* %9
%48 = load double, double* %9
%49 = load double, double* %6
%50 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %47, double %48, double %49)
store double %50, double* %6
br label %51
51: ; preds = %38
%52 = load i32, i32* %8
%53 = add nsw i32 %52, 1
store i32 %53, i32* %8
br label %34
54: ; preds = %34
%55 = load double, double* %7
%56 = fcmp ole double %55, 0.000000e+00
br i1 %56, label %57, label %61
57: ; preds = %54
%58 = load i32, i32* %5
%59 = sitofp i32 %58 to double
%60 = fdiv double 1.000000e+00, %59
store double %60, double* %3
br label %63
61: ; preds = %54
%62 = load double, double* %6
store double %62, double* %3
br label %63
63: ; preds = %61, %57, %12
%64 = load double, double* %3
ret double %64
}

LLVM IR (-O2):
define double @fv_expprob(float* %0, i32 %1) {
%3 = icmp eq float* %0, null
br i1 %3, label %13, label %4
4: ; preds = %2
%5 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %5, label %6, label %97
6: ; preds = %4
%7 = zext i32 %1 to i64
%8 = add nsw i64 %7, -1
%9 = and i64 %7, 3
%10 = icmp ult i64 %8, 3
br i1 %10, label %16, label %11
11: ; preds = %6
%12 = and i64 %7, 4294967292
br label %39
13: ; preds = %2
%14 = sitofp i32 %1 to double
%15 = fdiv double 1.000000e+00, %14
br label %100
16: ; preds = %39, %6
%17 = phi double [ undef, %6 ], [ %61, %39 ]
%18 = phi i64 [ 0, %6 ], [ %62, %39 ]
%19 = phi double [ 0.000000e+00, %6 ], [ %61, %39 ]
%20 = icmp eq i64 %9, 0
br i1 %20, label %32, label %21
21: ; preds = %16, %21
%22 = phi i64 [ %29, %21 ], [ %18, %16 ]
%23 = phi double [ %28, %21 ], [ %19, %16 ]
%24 = phi i64 [ %30, %21 ], [ 0, %16 ]
%25 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %22
%26 = load float, float* %25
%27 = fpext float %26 to double
%28 = fadd double %23, %27
%29 = add nuw nsw i64 %22, 1
%30 = add i64 %24, 1
%31 = icmp eq i64 %30, %9
br i1 %31, label %32, label %21
32: ; preds = %21, %16
%33 = phi double [ %17, %16 ], [ %28, %21 ]
br i1 %5, label %34, label %94
34: ; preds = %32
%35 = and i64 %7, 1
%36 = icmp eq i64 %8, 0
br i1 %36, label %83, label %37
37: ; preds = %34
%38 = and i64 %7, 4294967294
br label %65
39: ; preds = %39, %11
%40 = phi i64 [ 0, %11 ], [ %62, %39 ]
%41 = phi double [ 0.000000e+00, %11 ], [ %61, %39 ]
%42 = phi i64 [ 0, %11 ], [ %63, %39 ]
%43 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %40
%44 = load float, float* %43
%45 = fpext float %44 to double
%46 = fadd double %41, %45
%47 = or i64 %40, 1
%48 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %47
%49 = load float, float* %48
%50 = fpext float %49 to double
%51 = fadd double %46, %50
%52 = or i64 %40, 2
%53 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %52
%54 = load float, float* %53
%55 = fpext float %54 to double
%56 = fadd double %51, %55
%57 = or i64 %40, 3
%58 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %57
%59 = load float, float* %58
%60 = fpext float %59 to double
%61 = fadd double %56, %60
%62 = add nuw nsw i64 %40, 4
%63 = add i64 %42, 4
%64 = icmp eq i64 %63, %12
br i1 %64, label %16, label %39
65: ; preds = %65, %37
%66 = phi i64 [ 0, %37 ], [ %80, %65 ]
%67 = phi double [ 0.000000e+00, %37 ], [ %79, %65 ]
%68 = phi i64 [ 0, %37 ], [ %81, %65 ]
%69 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %66
%70 = load float, float* %69
%71 = fpext float %70 to double
%72 = fdiv double %71, %33
%73 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %72, double %72, double %67)
%74 = or i64 %66, 1
%75 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %74
%76 = load float, float* %75
%77 = fpext float %76 to double
%78 = fdiv double %77, %33
%79 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %78, double %78, double %73)
%80 = add nuw nsw i64 %66, 2
%81 = add i64 %68, 2
%82 = icmp eq i64 %81, %38
br i1 %82, label %83, label %65
83: ; preds = %65, %34
%84 = phi double [ undef, %34 ], [ %79, %65 ]
%85 = phi i64 [ 0, %34 ], [ %80, %65 ]
%86 = phi double [ 0.000000e+00, %34 ], [ %79, %65 ]
%87 = icmp eq i64 %35, 0
br i1 %87, label %94, label %88
88: ; preds = %83
%89 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %85
%90 = load float, float* %89
%91 = fpext float %90 to double
%92 = fdiv double %91, %33
%93 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %92, double %92, double %86)
br label %94
94: ; preds = %88, %83, %32
%95 = phi double [ 0.000000e+00, %32 ], [ %84, %83 ], [ %93, %88 ]
%96 = fcmp ugt double %33, 0.000000e+00
br i1 %96, label %100, label %97
97: ; preds = %4, %94
%98 = sitofp i32 %1 to double
%99 = fdiv double 1.000000e+00, %98
br label %100
100: ; preds = %94, %97, %13
%101 = phi double [ %99, %97 ], [ %15, %13 ], [ %95, %94 ]
ret double %101
}