double variance(const double *x, int dim, double mean) {
  double var = 0;
  for (int i = 0; i < dim; i++) {
    var += (x[i] - mean) * (x[i] - mean);
  }
  return var / (dim - 1);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<variance>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
movsd  %xmm0,-0x18(%rbp)
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    116f <variance+0x6f>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
subsd  -0x18(%rbp),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
subsd  -0x18(%rbp),%xmm2
movsd  -0x20(%rbp),%xmm1
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x20(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    111f <variance+0x1f>
movsd  -0x20(%rbp),%xmm0
mov    -0xc(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
cvtsi2sd %eax,%xmm1
divsd  %xmm1,%xmm0
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<variance>:
test   %esi,%esi
jle    111d <variance+0x1d>
mov    %esi,%ecx
lea    -0x1(%rcx),%rdx
mov    %ecx,%eax
and    $0x3,%eax
cmp    $0x3,%rdx
jae    1126 <variance+0x26>
xorpd  %xmm1,%xmm1
xor    %edx,%edx
jmp    1180 <variance+0x80>
xorpd  %xmm1,%xmm1
jmp    11aa <variance+0xaa>
and    $0xfffffffc,%ecx
xorpd  %xmm1,%xmm1
xor    %edx,%edx
nop
movsd  (%rdi,%rdx,8),%xmm2
movsd  0x8(%rdi,%rdx,8),%xmm3
subsd  %xmm0,%xmm2
mulsd  %xmm2,%xmm2
addsd  %xmm1,%xmm2
subsd  %xmm0,%xmm3
mulsd  %xmm3,%xmm3
addsd  %xmm2,%xmm3
movsd  0x10(%rdi,%rdx,8),%xmm2
subsd  %xmm0,%xmm2
mulsd  %xmm2,%xmm2
addsd  %xmm3,%xmm2
movsd  0x18(%rdi,%rdx,8),%xmm1
subsd  %xmm0,%xmm1
mulsd  %xmm1,%xmm1
addsd  %xmm2,%xmm1
add    $0x4,%rdx
cmp    %rdx,%rcx
jne    1130 <variance+0x30>
test   %rax,%rax
je     11aa <variance+0xaa>
lea    (%rdi,%rdx,8),%rcx
xor    %edx,%edx
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movsd  (%rcx,%rdx,8),%xmm2
subsd  %xmm0,%xmm2
mulsd  %xmm2,%xmm2
addsd  %xmm2,%xmm1
add    $0x1,%rdx
cmp    %rdx,%rax
jne    1190 <variance+0x90>
add    $0xffffffff,%esi
xorps  %xmm0,%xmm0
cvtsi2sd %esi,%xmm0
divsd  %xmm0,%xmm1
movapd %xmm1,%xmm0
ret

LLVM IR (-O0):
define double @variance(double* %0, i32 %1, double %2) {
%4 = alloca double*
%5 = alloca i32
%6 = alloca double
%7 = alloca double
%8 = alloca i32
store double* %0, double** %4
store i32 %1, i32* %5
store double %2, double* %6
store double 0.000000e+00, double* %7
store i32 0, i32* %8
br label %9
9: ; preds = %30, %3
%10 = load i32, i32* %8
%11 = load i32, i32* %5
%12 = icmp slt i32 %10, %11
br i1 %12, label %13, label %33
13: ; preds = %9
%14 = load double*, double** %4
%15 = load i32, i32* %8
%16 = sext i32 %15 to i64
%17 = getelementptr inbounds double, double* %14, i64 %16
%18 = load double, double* %17
%19 = load double, double* %6
%20 = fsub double %18, %19
%21 = load double*, double** %4
%22 = load i32, i32* %8
%23 = sext i32 %22 to i64
%24 = getelementptr inbounds double, double* %21, i64 %23
%25 = load double, double* %24
%26 = load double, double* %6
%27 = fsub double %25, %26
%28 = load double, double* %7
%29 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %20, double %27, double %28)
store double %29, double* %7
br label %30
30: ; preds = %13
%31 = load i32, i32* %8
%32 = add nsw i32 %31, 1
store i32 %32, i32* %8
br label %9
33: ; preds = %9
%34 = load double, double* %7
%35 = load i32, i32* %5
%36 = sub nsw i32 %35, 1
%37 = sitofp i32 %36 to double
%38 = fdiv double %34, %37
ret double %38
}

LLVM IR (-O2):
define double @variance(double* nocapture %0, i32 %1, double %2) {
%4 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %4, label %5, label %28
5: ; preds = %3
%6 = zext i32 %1 to i64
%7 = add nsw i64 %6, -1
%8 = and i64 %6, 3
%9 = icmp ult i64 %7, 3
br i1 %9, label %12, label %10
10: ; preds = %5
%11 = and i64 %6, 4294967292
br label %33
12: ; preds = %33, %5
%13 = phi double [ undef, %5 ], [ %55, %33 ]
%14 = phi i64 [ 0, %5 ], [ %56, %33 ]
%15 = phi double [ 0.000000e+00, %5 ], [ %55, %33 ]
%16 = icmp eq i64 %8, 0
br i1 %16, label %28, label %17
17: ; preds = %12, %17
%18 = phi i64 [ %25, %17 ], [ %14, %12 ]
%19 = phi double [ %24, %17 ], [ %15, %12 ]
%20 = phi i64 [ %26, %17 ], [ 0, %12 ]
%21 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %18
%22 = load double, double* %21
%23 = fsub double %22, %2
%24 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %23, double %23, double %19)
%25 = add nuw nsw i64 %18, 1
%26 = add i64 %20, 1
%27 = icmp eq i64 %26, %8
br i1 %27, label %28, label %17
28: ; preds = %12, %17, %3
%29 = phi double [ 0.000000e+00, %3 ], [ %13, %12 ], [ %24, %17 ]
%30 = add nsw i32 %1, -1
%31 = sitofp i32 %30 to double
%32 = fdiv double %29, %31
ret double %32
33: ; preds = %33, %10
%34 = phi i64 [ 0, %10 ], [ %56, %33 ]
%35 = phi double [ 0.000000e+00, %10 ], [ %55, %33 ]
%36 = phi i64 [ 0, %10 ], [ %57, %33 ]
%37 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %34
%38 = load double, double* %37
%39 = fsub double %38, %2
%40 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %39, double %39, double %35)
%41 = or i64 %34, 1
%42 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %41
%43 = load double, double* %42
%44 = fsub double %43, %2
%45 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %44, double %44, double %40)
%46 = or i64 %34, 2
%47 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %46
%48 = load double, double* %47
%49 = fsub double %48, %2
%50 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %49, double %49, double %45)
%51 = or i64 %34, 3
%52 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %51
%53 = load double, double* %52
%54 = fsub double %53, %2
%55 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %54, double %54, double %50)
%56 = add nuw nsw i64 %34, 4
%57 = add i64 %36, 4
%58 = icmp eq i64 %57, %11
br i1 %58, label %12, label %33
}