double var(double a[], int n) {
  if (n == 0) {
    return 0.0;
  }
  double sum = 0;
  for (int i = 0; i < n; i++) {
    sum += a[i];
  }
  double mean = sum / n;
  double sq_diff_sum = 0;
  for (int i = 0; i < n; ++i) {
    double diff = a[i] - mean;
    sq_diff_sum += diff * diff;
  }
  double variance = sq_diff_sum / n;
  return variance;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<var>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
mov    %esi,-0x14(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x14(%rbp)
jne    1122 <var+0x22>
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x8(%rbp)
jmp    11ee <var+0xee>
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    1162 <var+0x62>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
addsd  -0x20(%rbp),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x20(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    1131 <var+0x31>
movsd  -0x20(%rbp),%xmm0
cvtsi2sdl -0x14(%rbp),%xmm1
divsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x30(%rbp)
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x38(%rbp)
movl   $0x0,-0x3c(%rbp)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    11d1 <var+0xd1>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x3c(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
subsd  -0x30(%rbp),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x48(%rbp)
movsd  -0x48(%rbp),%xmm0
movsd  -0x48(%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    1184 <var+0x84>
movsd  -0x38(%rbp),%xmm0
cvtsi2sdl -0x14(%rbp),%xmm1
divsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x50(%rbp)
movsd  -0x50(%rbp),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x8(%rbp)
movsd  -0x8(%rbp),%xmm0
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<var>:
test   %esi,%esi
je     1121 <var+0x21>
jle    1125 <var+0x25>
mov    %esi,%r9d
lea    -0x1(%r9),%r8
mov    %r9d,%edx
and    $0x7,%edx
cmp    $0x7,%r8
jae    112e <var+0x2e>
xorpd  %xmm1,%xmm1
xor    %ecx,%ecx
jmp    1178 <var+0x78>
xorps  %xmm0,%xmm0
ret
cvtsi2sd %esi,%xmm2
jmp    11be <var+0xbe>
mov    %r9d,%eax
and    $0xfffffff8,%eax
xorpd  %xmm1,%xmm1
xor    %ecx,%ecx
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
addsd  (%rdi,%rcx,8),%xmm1
addsd  0x8(%rdi,%rcx,8),%xmm1
addsd  0x10(%rdi,%rcx,8),%xmm1
addsd  0x18(%rdi,%rcx,8),%xmm1
addsd  0x20(%rdi,%rcx,8),%xmm1
addsd  0x28(%rdi,%rcx,8),%xmm1
addsd  0x30(%rdi,%rcx,8),%xmm1
addsd  0x38(%rdi,%rcx,8),%xmm1
add    $0x8,%rcx
cmp    %rcx,%rax
jne    1140 <var+0x40>
test   %rdx,%rdx
je     119e <var+0x9e>
lea    (%rdi,%rcx,8),%rax
xor    %ecx,%ecx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
addsd  (%rax,%rcx,8),%xmm1
add    $0x1,%rcx
cmp    %rcx,%rdx
jne    1190 <var+0x90>
cvtsi2sd %esi,%xmm2
test   %esi,%esi
jle    11be <var+0xbe>
divsd  %xmm2,%xmm1
mov    %r9d,%edx
and    $0x3,%edx
cmp    $0x3,%r8
jae    11c7 <var+0xc7>
xorpd  %xmm0,%xmm0
xor    %ecx,%ecx
jmp    1230 <var+0x130>
xorpd  %xmm0,%xmm0
jmp    125a <var+0x15a>
and    $0xfffffffc,%r9d
xorpd  %xmm0,%xmm0
xor    %ecx,%ecx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movsd  (%rdi,%rcx,8),%xmm3
movsd  0x8(%rdi,%rcx,8),%xmm4
subsd  %xmm1,%xmm3
mulsd  %xmm3,%xmm3
addsd  %xmm0,%xmm3
subsd  %xmm1,%xmm4
mulsd  %xmm4,%xmm4
addsd  %xmm3,%xmm4
movsd  0x10(%rdi,%rcx,8),%xmm3
subsd  %xmm1,%xmm3
mulsd  %xmm3,%xmm3
addsd  %xmm4,%xmm3
movsd  0x18(%rdi,%rcx,8),%xmm0
subsd  %xmm1,%xmm0
mulsd  %xmm0,%xmm0
addsd  %xmm3,%xmm0
add    $0x4,%rcx
cmp    %rcx,%r9
jne    11e0 <var+0xe0>
test   %rdx,%rdx
je     125a <var+0x15a>
lea    (%rdi,%rcx,8),%rax
xor    %ecx,%ecx
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm3
subsd  %xmm1,%xmm3
mulsd  %xmm3,%xmm3
addsd  %xmm3,%xmm0
add    $0x1,%rcx
cmp    %rcx,%rdx
jne    1240 <var+0x140>
divsd  %xmm2,%xmm0
ret

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

LLVM IR (-O2):
define double @var(double* nocapture %0, i32 %1) {
%3 = icmp eq i32 %1, 0
br i1 %3, label %123, label %4
4: ; preds = %2
%5 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %5, label %8, label %6
6: ; preds = %4
%7 = sitofp i32 %1 to double
br label %93
8: ; preds = %4
%9 = zext i32 %1 to i64
%10 = add nsw i64 %9, -1
%11 = and i64 %9, 7
%12 = icmp ult i64 %10, 7
br i1 %12, label %15, label %13
13: ; preds = %8
%14 = and i64 %9, 4294967288
br label %39
15: ; preds = %39, %8
%16 = phi double [ undef, %8 ], [ %73, %39 ]
%17 = phi i64 [ 0, %8 ], [ %74, %39 ]
%18 = phi double [ 0.000000e+00, %8 ], [ %73, %39 ]
%19 = icmp eq i64 %11, 0
br i1 %19, label %30, label %20
20: ; preds = %15, %20
%21 = phi i64 [ %27, %20 ], [ %17, %15 ]
%22 = phi double [ %26, %20 ], [ %18, %15 ]
%23 = phi i64 [ %28, %20 ], [ 0, %15 ]
%24 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %21
%25 = load double, double* %24
%26 = fadd double %22, %25
%27 = add nuw nsw i64 %21, 1
%28 = add i64 %23, 1
%29 = icmp eq i64 %28, %11
br i1 %29, label %30, label %20
30: ; preds = %20, %15
%31 = phi double [ %16, %15 ], [ %26, %20 ]
%32 = sitofp i32 %1 to double
%33 = fdiv double %31, %32
br i1 %5, label %34, label %93
34: ; preds = %30
%35 = and i64 %9, 3
%36 = icmp ult i64 %10, 3
br i1 %36, label %77, label %37
37: ; preds = %34
%38 = and i64 %9, 4294967292
br label %97
39: ; preds = %39, %13
%40 = phi i64 [ 0, %13 ], [ %74, %39 ]
%41 = phi double [ 0.000000e+00, %13 ], [ %73, %39 ]
%42 = phi i64 [ 0, %13 ], [ %75, %39 ]
%43 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %40
%44 = load double, double* %43
%45 = fadd double %41, %44
%46 = or i64 %40, 1
%47 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %46
%48 = load double, double* %47
%49 = fadd double %45, %48
%50 = or i64 %40, 2
%51 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %50
%52 = load double, double* %51
%53 = fadd double %49, %52
%54 = or i64 %40, 3
%55 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %54
%56 = load double, double* %55
%57 = fadd double %53, %56
%58 = or i64 %40, 4
%59 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %58
%60 = load double, double* %59
%61 = fadd double %57, %60
%62 = or i64 %40, 5
%63 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %62
%64 = load double, double* %63
%65 = fadd double %61, %64
%66 = or i64 %40, 6
%67 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %66
%68 = load double, double* %67
%69 = fadd double %65, %68
%70 = or i64 %40, 7
%71 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %70
%72 = load double, double* %71
%73 = fadd double %69, %72
%74 = add nuw nsw i64 %40, 8
%75 = add i64 %42, 8
%76 = icmp eq i64 %75, %14
br i1 %76, label %15, label %39
77: ; preds = %97, %34
%78 = phi double [ undef, %34 ], [ %119, %97 ]
%79 = phi i64 [ 0, %34 ], [ %120, %97 ]
%80 = phi double [ 0.000000e+00, %34 ], [ %119, %97 ]
%81 = icmp eq i64 %35, 0
br i1 %81, label %93, label %82
82: ; preds = %77, %82
%83 = phi i64 [ %90, %82 ], [ %79, %77 ]
%84 = phi double [ %89, %82 ], [ %80, %77 ]
%85 = phi i64 [ %91, %82 ], [ 0, %77 ]
%86 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %83
%87 = load double, double* %86
%88 = fsub double %87, %33
%89 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %88, double %88, double %84)
%90 = add nuw nsw i64 %83, 1
%91 = add i64 %85, 1
%92 = icmp eq i64 %91, %35
br i1 %92, label %93, label %82
93: ; preds = %77, %82, %6, %30
%94 = phi double [ %32, %30 ], [ %7, %6 ], [ %32, %82 ], [ %32, %77 ]
%95 = phi double [ 0.000000e+00, %30 ], [ 0.000000e+00, %6 ], [ %78, %77 ], [ %89, %82 ]
%96 = fdiv double %95, %94
br label %123
97: ; preds = %97, %37
%98 = phi i64 [ 0, %37 ], [ %120, %97 ]
%99 = phi double [ 0.000000e+00, %37 ], [ %119, %97 ]
%100 = phi i64 [ 0, %37 ], [ %121, %97 ]
%101 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %98
%102 = load double, double* %101
%103 = fsub double %102, %33
%104 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %103, double %103, double %99)
%105 = or i64 %98, 1
%106 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %105
%107 = load double, double* %106
%108 = fsub double %107, %33
%109 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %108, double %108, double %104)
%110 = or i64 %98, 2
%111 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %110
%112 = load double, double* %111
%113 = fsub double %112, %33
%114 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %113, double %113, double %109)
%115 = or i64 %98, 3
%116 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %115
%117 = load double, double* %116
%118 = fsub double %117, %33
%119 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %118, double %118, double %114)
%120 = add nuw nsw i64 %98, 4
%121 = add i64 %100, 4
%122 = icmp eq i64 %121, %38
br i1 %122, label %77, label %97
123: ; preds = %2, %93
%124 = phi double [ %96, %93 ], [ 0.000000e+00, %2 ]
ret double %124
}