double effective_sample_size(const double *weight, const int n) {
  double total_weight = 0, total_weight2 = 0;
  for (int i = 0; i < n; i++) {
    total_weight += weight[i];
    total_weight2 += weight[i] * weight[i];
  }
  return total_weight * total_weight / total_weight2;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<effective_sample_size>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x18(%rbp)
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    117f <effective_sample_size+0x7f>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
addsd  -0x18(%rbp),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x18(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%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    1122 <effective_sample_size+0x22>
movsd  -0x18(%rbp),%xmm0
mulsd  -0x18(%rbp),%xmm0
divsd  -0x20(%rbp),%xmm0
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<effective_sample_size>:
test   %esi,%esi
jle    1121 <effective_sample_size+0x21>
mov    %esi,%edx
lea    -0x1(%rdx),%rcx
mov    %edx,%eax
and    $0x3,%eax
cmp    $0x3,%rcx
jae    112e <effective_sample_size+0x2e>
xorpd  %xmm1,%xmm1
xor    %ecx,%ecx
xorpd  %xmm0,%xmm0
jmp    1190 <effective_sample_size+0x90>
xorpd  %xmm0,%xmm0
xorpd  %xmm1,%xmm1
jmp    11ba <effective_sample_size+0xba>
and    $0xfffffffc,%edx
xorpd  %xmm1,%xmm1
xor    %ecx,%ecx
xorpd  %xmm0,%xmm0
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movsd  (%rdi,%rcx,8),%xmm2
movsd  0x8(%rdi,%rcx,8),%xmm3
addsd  %xmm2,%xmm0
mulsd  %xmm2,%xmm2
addsd  %xmm1,%xmm2
addsd  %xmm3,%xmm0
mulsd  %xmm3,%xmm3
addsd  %xmm2,%xmm3
movsd  0x10(%rdi,%rcx,8),%xmm2
addsd  %xmm2,%xmm0
mulsd  %xmm2,%xmm2
addsd  %xmm3,%xmm2
movsd  0x18(%rdi,%rcx,8),%xmm1
addsd  %xmm1,%xmm0
mulsd  %xmm1,%xmm1
addsd  %xmm2,%xmm1
add    $0x4,%rcx
cmp    %rcx,%rdx
jne    1140 <effective_sample_size+0x40>
test   %rax,%rax
je     11ba <effective_sample_size+0xba>
lea    (%rdi,%rcx,8),%rcx
xor    %edx,%edx
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movsd  (%rcx,%rdx,8),%xmm2
addsd  %xmm2,%xmm0
mulsd  %xmm2,%xmm2
addsd  %xmm2,%xmm1
add    $0x1,%rdx
cmp    %rdx,%rax
jne    11a0 <effective_sample_size+0xa0>
mulsd  %xmm0,%xmm0
divsd  %xmm1,%xmm0
ret

LLVM IR (-O0):
define double @effective_sample_size(double* %0, i32 %1) {
%3 = alloca double*
%4 = alloca i32
%5 = alloca double
%6 = alloca double
%7 = alloca i32
store double* %0, double** %3
store i32 %1, i32* %4
store double 0.000000e+00, double* %5
store double 0.000000e+00, double* %6
store i32 0, i32* %7
br label %8
8: ; preds = %32, %2
%9 = load i32, i32* %7
%10 = load i32, i32* %4
%11 = icmp slt i32 %9, %10
br i1 %11, label %12, label %35
12: ; preds = %8
%13 = load double*, double** %3
%14 = load i32, i32* %7
%15 = sext i32 %14 to i64
%16 = getelementptr inbounds double, double* %13, i64 %15
%17 = load double, double* %16
%18 = load double, double* %5
%19 = fadd double %18, %17
store double %19, double* %5
%20 = load double*, double** %3
%21 = load i32, i32* %7
%22 = sext i32 %21 to i64
%23 = getelementptr inbounds double, double* %20, i64 %22
%24 = load double, double* %23
%25 = load double*, double** %3
%26 = load i32, i32* %7
%27 = sext i32 %26 to i64
%28 = getelementptr inbounds double, double* %25, i64 %27
%29 = load double, double* %28
%30 = load double, double* %6
%31 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %24, double %29, double %30)
store double %31, double* %6
br label %32
32: ; preds = %12
%33 = load i32, i32* %7
%34 = add nsw i32 %33, 1
store i32 %34, i32* %7
br label %8
35: ; preds = %8
%36 = load double, double* %5
%37 = load double, double* %5
%38 = fmul double %36, %37
%39 = load double, double* %6
%40 = fdiv double %38, %39
ret double %40
}

LLVM IR (-O2):
define double @effective_sample_size(double* nocapture %0, i32 %1) {
%3 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %3, label %4, label %30
4: ; preds = %2
%5 = zext i32 %1 to i64
%6 = add nsw i64 %5, -1
%7 = and i64 %5, 3
%8 = icmp ult i64 %6, 3
br i1 %8, label %11, label %9
9: ; preds = %4
%10 = and i64 %5, 4294967292
br label %35
11: ; preds = %35, %4
%12 = phi double [ undef, %4 ], [ %57, %35 ]
%13 = phi double [ undef, %4 ], [ %58, %35 ]
%14 = phi i64 [ 0, %4 ], [ %59, %35 ]
%15 = phi double [ 0.000000e+00, %4 ], [ %58, %35 ]
%16 = phi double [ 0.000000e+00, %4 ], [ %57, %35 ]
%17 = icmp eq i64 %7, 0
br i1 %17, label %30, label %18
18: ; preds = %11, %18
%19 = phi i64 [ %27, %18 ], [ %14, %11 ]
%20 = phi double [ %26, %18 ], [ %15, %11 ]
%21 = phi double [ %25, %18 ], [ %16, %11 ]
%22 = phi i64 [ %28, %18 ], [ 0, %11 ]
%23 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %19
%24 = load double, double* %23
%25 = fadd double %21, %24
%26 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %24, double %24, double %20)
%27 = add nuw nsw i64 %19, 1
%28 = add i64 %22, 1
%29 = icmp eq i64 %28, %7
br i1 %29, label %30, label %18
30: ; preds = %11, %18, %2
%31 = phi double [ 0.000000e+00, %2 ], [ %12, %11 ], [ %25, %18 ]
%32 = phi double [ 0.000000e+00, %2 ], [ %13, %11 ], [ %26, %18 ]
%33 = fmul double %31, %31
%34 = fdiv double %33, %32
ret double %34
35: ; preds = %35, %9
%36 = phi i64 [ 0, %9 ], [ %59, %35 ]
%37 = phi double [ 0.000000e+00, %9 ], [ %58, %35 ]
%38 = phi double [ 0.000000e+00, %9 ], [ %57, %35 ]
%39 = phi i64 [ 0, %9 ], [ %60, %35 ]
%40 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %36
%41 = load double, double* %40
%42 = fadd double %38, %41
%43 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %41, double %41, double %37)
%44 = or i64 %36, 1
%45 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %44
%46 = load double, double* %45
%47 = fadd double %42, %46
%48 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %46, double %46, double %43)
%49 = or i64 %36, 2
%50 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %49
%51 = load double, double* %50
%52 = fadd double %47, %51
%53 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %51, double %51, double %48)
%54 = or i64 %36, 3
%55 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %54
%56 = load double, double* %55
%57 = fadd double %52, %56
%58 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %56, double %56, double %53)
%59 = add nuw nsw i64 %36, 4
%60 = add i64 %39, 4
%61 = icmp eq i64 %60, %10
br i1 %61, label %11, label %35
}