long average(long *input, int length) {
  long out = 0;
  int i = 0;
  for (i = 0; i < length; i++) {
    out += input[i];
  }
  return out / length;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<average>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
movq   $0x0,-0x18(%rbp)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    114f <average+0x4f>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
add    -0x18(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x18(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1121 <average+0x21>
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0xc(%rbp),%rcx
cqto
idiv   %rcx
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<average>:
test   %esi,%esi
jle    1115 <average+0x15>
mov    %esi,%r9d
cmp    $0x4,%esi
jae    111c <average+0x1c>
xor    %edx,%edx
xor    %eax,%eax
jmp    1210 <average+0x110>
xor    %eax,%eax
jmp    121d <average+0x11d>
mov    %r9d,%edx
and    $0xfffffffc,%edx
lea    -0x4(%rdx),%rax
mov    %rax,%rcx
shr    $0x2,%rcx
add    $0x1,%rcx
mov    %ecx,%r8d
and    $0x3,%r8d
cmp    $0xc,%rax
jae    114a <average+0x4a>
pxor   %xmm0,%xmm0
xor    %eax,%eax
pxor   %xmm1,%xmm1
jmp    11b9 <average+0xb9>
and    $0xfffffffffffffffc,%rcx
pxor   %xmm0,%xmm0
xor    %eax,%eax
pxor   %xmm1,%xmm1
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movdqu (%rdi,%rax,8),%xmm2
paddq  %xmm0,%xmm2
movdqu 0x10(%rdi,%rax,8),%xmm0
paddq  %xmm1,%xmm0
movdqu 0x20(%rdi,%rax,8),%xmm1
movdqu 0x30(%rdi,%rax,8),%xmm3
movdqu 0x40(%rdi,%rax,8),%xmm4
paddq  %xmm1,%xmm4
paddq  %xmm2,%xmm4
movdqu 0x50(%rdi,%rax,8),%xmm2
paddq  %xmm3,%xmm2
paddq  %xmm0,%xmm2
movdqu 0x60(%rdi,%rax,8),%xmm0
paddq  %xmm4,%xmm0
movdqu 0x70(%rdi,%rax,8),%xmm1
paddq  %xmm2,%xmm1
add    $0x10,%rax
add    $0xfffffffffffffffc,%rcx
jne    1160 <average+0x60>
test   %r8,%r8
je     11ec <average+0xec>
lea    (%rdi,%rax,8),%rax
add    $0x10,%rax
shl    $0x5,%r8
xor    %ecx,%ecx
nopl   0x0(%rax)
movdqu -0x10(%rax,%rcx,1),%xmm2
paddq  %xmm2,%xmm0
movdqu (%rax,%rcx,1),%xmm2
paddq  %xmm2,%xmm1
add    $0x20,%rcx
cmp    %rcx,%r8
jne    11d0 <average+0xd0>
paddq  %xmm1,%xmm0
pshufd $0xee,%xmm0,%xmm1
paddq  %xmm0,%xmm1
movq   %xmm1,%rax
cmp    %r9,%rdx
je     121d <average+0x11d>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
add    (%rdi,%rdx,8),%rax
add    $0x1,%rdx
cmp    %rdx,%r9
jne    1210 <average+0x110>
movslq %esi,%rcx
mov    %rax,%rdx
or     %rcx,%rdx
shr    $0x20,%rdx
je     1232 <average+0x132>
cqto
idiv   %rcx
ret
xor    %edx,%edx
div    %esi
ret

LLVM IR (-O0):
define i64 @average(i64* %0, i32 %1) {
%3 = alloca i64*
%4 = alloca i32
%5 = alloca i64
%6 = alloca i32
store i64* %0, i64** %3
store i32 %1, i32* %4
store i64 0, i64* %5
store i32 0, i32* %6
store i32 0, i32* %6
br label %7
7: ; preds = %19, %2
%8 = load i32, i32* %6
%9 = load i32, i32* %4
%10 = icmp slt i32 %8, %9
br i1 %10, label %11, label %22
11: ; preds = %7
%12 = load i64*, i64** %3
%13 = load i32, i32* %6
%14 = sext i32 %13 to i64
%15 = getelementptr inbounds i64, i64* %12, i64 %14
%16 = load i64, i64* %15
%17 = load i64, i64* %5
%18 = add nsw i64 %17, %16
store i64 %18, i64* %5
br label %19
19: ; preds = %11
%20 = load i32, i32* %6
%21 = add nsw i32 %20, 1
store i32 %21, i32* %6
br label %7
22: ; preds = %7
%23 = load i64, i64* %5
%24 = load i32, i32* %4
%25 = sext i32 %24 to i64
%26 = sdiv i64 %23, %25
ret i64 %26
}

LLVM IR (-O2):
define i64 @average(i64* nocapture %0, i32 %1) {
%3 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %3, label %4, label %99
4: ; preds = %2
%5 = zext i32 %1 to i64
%6 = icmp ult i32 %1, 4
br i1 %6, label %88, label %7
7: ; preds = %4
%8 = and i64 %5, 4294967292
%9 = add nsw i64 %8, -4
%10 = lshr exact i64 %9, 2
%11 = add nuw nsw i64 %10, 1
%12 = and i64 %11, 3
%13 = icmp ult i64 %9, 12
br i1 %13, label %59, label %14
14: ; preds = %7
%15 = and i64 %11, 9223372036854775804
br label %16
16: ; preds = %16, %14
%17 = phi i64 [ 0, %14 ], [ %56, %16 ]
%18 = phi <2 x i64> [ zeroinitializer, %14 ], [ %54, %16 ]
%19 = phi <2 x i64> [ zeroinitializer, %14 ], [ %55, %16 ]
%20 = phi i64 [ 0, %14 ], [ %57, %16 ]
%21 = getelementptr inbounds i64, i64* %0, i64 %17
%22 = bitcast i64* %21 to <2 x i64>*
%23 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %22
%24 = getelementptr inbounds i64, i64* %21, i64 2
%25 = bitcast i64* %24 to <2 x i64>*
%26 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %25
%27 = add <2 x i64> %23, %18
%28 = add <2 x i64> %26, %19
%29 = or i64 %17, 4
%30 = getelementptr inbounds i64, i64* %0, i64 %29
%31 = bitcast i64* %30 to <2 x i64>*
%32 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %31
%33 = getelementptr inbounds i64, i64* %30, i64 2
%34 = bitcast i64* %33 to <2 x i64>*
%35 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %34
%36 = add <2 x i64> %32, %27
%37 = add <2 x i64> %35, %28
%38 = or i64 %17, 8
%39 = getelementptr inbounds i64, i64* %0, i64 %38
%40 = bitcast i64* %39 to <2 x i64>*
%41 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %40
%42 = getelementptr inbounds i64, i64* %39, i64 2
%43 = bitcast i64* %42 to <2 x i64>*
%44 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %43
%45 = add <2 x i64> %41, %36
%46 = add <2 x i64> %44, %37
%47 = or i64 %17, 12
%48 = getelementptr inbounds i64, i64* %0, i64 %47
%49 = bitcast i64* %48 to <2 x i64>*
%50 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %49
%51 = getelementptr inbounds i64, i64* %48, i64 2
%52 = bitcast i64* %51 to <2 x i64>*
%53 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %52
%54 = add <2 x i64> %50, %45
%55 = add <2 x i64> %53, %46
%56 = add nuw i64 %17, 16
%57 = add nuw i64 %20, 4
%58 = icmp eq i64 %57, %15
br i1 %58, label %59, label %16
59: ; preds = %16, %7
%60 = phi <2 x i64> [ undef, %7 ], [ %54, %16 ]
%61 = phi <2 x i64> [ undef, %7 ], [ %55, %16 ]
%62 = phi i64 [ 0, %7 ], [ %56, %16 ]
%63 = phi <2 x i64> [ zeroinitializer, %7 ], [ %54, %16 ]
%64 = phi <2 x i64> [ zeroinitializer, %7 ], [ %55, %16 ]
%65 = icmp eq i64 %12, 0
br i1 %65, label %82, label %66
66: ; preds = %59, %66
%67 = phi i64 [ %79, %66 ], [ %62, %59 ]
%68 = phi <2 x i64> [ %77, %66 ], [ %63, %59 ]
%69 = phi <2 x i64> [ %78, %66 ], [ %64, %59 ]
%70 = phi i64 [ %80, %66 ], [ 0, %59 ]
%71 = getelementptr inbounds i64, i64* %0, i64 %67
%72 = bitcast i64* %71 to <2 x i64>*
%73 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %72
%74 = getelementptr inbounds i64, i64* %71, i64 2
%75 = bitcast i64* %74 to <2 x i64>*
%76 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %75
%77 = add <2 x i64> %73, %68
%78 = add <2 x i64> %76, %69
%79 = add nuw i64 %67, 4
%80 = add i64 %70, 1
%81 = icmp eq i64 %80, %12
br i1 %81, label %82, label %66
82: ; preds = %66, %59
%83 = phi <2 x i64> [ %60, %59 ], [ %77, %66 ]
%84 = phi <2 x i64> [ %61, %59 ], [ %78, %66 ]
%85 = add <2 x i64> %84, %83
%86 = call i64 @llvm.vector.reduce.add.v2i64(<2 x i64> %85)
%87 = icmp eq i64 %8, %5
br i1 %87, label %99, label %88
88: ; preds = %4, %82
%89 = phi i64 [ 0, %4 ], [ %8, %82 ]
%90 = phi i64 [ 0, %4 ], [ %86, %82 ]
br label %91
91: ; preds = %88, %91
%92 = phi i64 [ %97, %91 ], [ %89, %88 ]
%93 = phi i64 [ %96, %91 ], [ %90, %88 ]
%94 = getelementptr inbounds i64, i64* %0, i64 %92
%95 = load i64, i64* %94
%96 = add nsw i64 %95, %93
%97 = add nuw nsw i64 %92, 1
%98 = icmp eq i64 %97, %5
br i1 %98, label %99, label %91
99: ; preds = %91, %82, %2
%100 = phi i64 [ 0, %2 ], [ %86, %82 ], [ %96, %91 ]
%101 = sext i32 %1 to i64
%102 = sdiv i64 %100, %101
ret i64 %102
}