double calc_het(int sum, int freq[], int nhap) {
  int chap;
  double het;
  het = 0;
  for (chap = 0; chap < nhap; ++chap) {
    het += freq[chap] * freq[chap];
  }
  het = sum / (sum - 1.0) * (1 - het / (sum * sum));
  return (het);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<calc_het>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    115c <calc_het+0x5c>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
movslq -0x18(%rbp),%rdx
imul   (%rcx,%rdx,4),%eax
cvtsi2sd %eax,%xmm0
addsd  -0x20(%rbp),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x20(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    111d <calc_het+0x1d>
cvtsi2sdl -0x4(%rbp),%xmm0
cvtsi2sdl -0x4(%rbp),%xmm1
movsd  0xe92(%rip),%xmm2
subsd  %xmm2,%xmm1
divsd  %xmm1,%xmm0
movsd  -0x20(%rbp),%xmm2
mov    -0x4(%rbp),%eax
imul   -0x4(%rbp),%eax
cvtsi2sd %eax,%xmm1
divsd  %xmm1,%xmm2
movsd  0xe6e(%rip),%xmm1
subsd  %xmm2,%xmm1
mulsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x20(%rbp)
movsd  -0x20(%rbp),%xmm0
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<calc_het>:
test   %edx,%edx
jle    1120 <calc_het+0x20>
mov    %edx,%r9d
lea    -0x1(%r9),%rdx
mov    %r9d,%r8d
and    $0x3,%r8d
cmp    $0x3,%rdx
jae    1129 <calc_het+0x29>
xorpd  %xmm0,%xmm0
xor    %edx,%edx
jmp    1190 <calc_het+0x90>
xorpd  %xmm0,%xmm0
jmp    11ba <calc_het+0xba>
and    $0xfffffffc,%r9d
xorpd  %xmm0,%xmm0
xor    %edx,%edx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
mov    (%rsi,%rdx,4),%eax
mov    0x4(%rsi,%rdx,4),%ecx
imul   %eax,%eax
xorps  %xmm1,%xmm1
cvtsi2sd %eax,%xmm1
addsd  %xmm0,%xmm1
imul   %ecx,%ecx
xorps  %xmm2,%xmm2
cvtsi2sd %ecx,%xmm2
addsd  %xmm1,%xmm2
mov    0x8(%rsi,%rdx,4),%eax
imul   %eax,%eax
xorps  %xmm1,%xmm1
cvtsi2sd %eax,%xmm1
mov    0xc(%rsi,%rdx,4),%eax
imul   %eax,%eax
xorps  %xmm0,%xmm0
cvtsi2sd %eax,%xmm0
addsd  %xmm2,%xmm1
addsd  %xmm1,%xmm0
add    $0x4,%rdx
cmp    %rdx,%r9
jne    1140 <calc_het+0x40>
test   %r8,%r8
je     11ba <calc_het+0xba>
lea    (%rsi,%rdx,4),%rcx
xor    %edx,%edx
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    (%rcx,%rdx,4),%eax
imul   %eax,%eax
xorps  %xmm1,%xmm1
cvtsi2sd %eax,%xmm1
addsd  %xmm1,%xmm0
add    $0x1,%rdx
cmp    %rdx,%r8
jne    11a0 <calc_het+0xa0>
xorps  %xmm1,%xmm1
cvtsi2sd %edi,%xmm1
movsd  0xe37(%rip),%xmm2
imul   %edi,%edi
cvtsi2sd %edi,%xmm3
addsd  %xmm1,%xmm2
unpcklpd %xmm3,%xmm2
unpcklpd %xmm0,%xmm1
divpd  %xmm2,%xmm1
movapd %xmm1,%xmm2
unpckhpd %xmm1,%xmm2
movsd  0xe18(%rip),%xmm0
subsd  %xmm2,%xmm0
mulsd  %xmm1,%xmm0
ret

LLVM IR (-O0):
define double @calc_het(i32 %0, i32* %1, i32 %2) {
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32*
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca double
store i32 %0, i32* %4
store i32* %1, i32** %5
store i32 %2, i32* %6
store double 0.000000e+00, double* %8
store i32 0, i32* %7
br label %9
9: ; preds = %28, %3
%10 = load i32, i32* %7
%11 = load i32, i32* %6
%12 = icmp slt i32 %10, %11
br i1 %12, label %13, label %31
13: ; preds = %9
%14 = load i32*, i32** %5
%15 = load i32, i32* %7
%16 = sext i32 %15 to i64
%17 = getelementptr inbounds i32, i32* %14, i64 %16
%18 = load i32, i32* %17
%19 = load i32*, i32** %5
%20 = load i32, i32* %7
%21 = sext i32 %20 to i64
%22 = getelementptr inbounds i32, i32* %19, i64 %21
%23 = load i32, i32* %22
%24 = mul nsw i32 %18, %23
%25 = sitofp i32 %24 to double
%26 = load double, double* %8
%27 = fadd double %26, %25
store double %27, double* %8
br label %28
28: ; preds = %13
%29 = load i32, i32* %7
%30 = add nsw i32 %29, 1
store i32 %30, i32* %7
br label %9
31: ; preds = %9
%32 = load i32, i32* %4
%33 = sitofp i32 %32 to double
%34 = load i32, i32* %4
%35 = sitofp i32 %34 to double
%36 = fsub double %35, 1.000000e+00
%37 = fdiv double %33, %36
%38 = load double, double* %8
%39 = load i32, i32* %4
%40 = load i32, i32* %4
%41 = mul nsw i32 %39, %40
%42 = sitofp i32 %41 to double
%43 = fdiv double %38, %42
%44 = fsub double 1.000000e+00, %43
%45 = fmul double %37, %44
store double %45, double* %8
%46 = load double, double* %8
ret double %46
}

LLVM IR (-O2):
define double @calc_het(i32 %0, i32* nocapture %1, i32 %2) {
%4 = icmp sgt i32 %2, 0
br i1 %4, label %5, label %59
5: ; preds = %3
%6 = zext i32 %2 to i64
%7 = add nsw i64 %6, -1
%8 = and i64 %6, 3
%9 = icmp ult i64 %7, 3
br i1 %9, label %42, label %10
10: ; preds = %5
%11 = and i64 %6, 4294967292
br label %12
12: ; preds = %12, %10
%13 = phi i64 [ 0, %10 ], [ %39, %12 ]
%14 = phi double [ 0.000000e+00, %10 ], [ %38, %12 ]
%15 = phi i64 [ 0, %10 ], [ %40, %12 ]
%16 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %13
%17 = load i32, i32* %16
%18 = mul nsw i32 %17, %17
%19 = sitofp i32 %18 to double
%20 = fadd double %14, %19
%21 = or i64 %13, 1
%22 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %21
%23 = load i32, i32* %22
%24 = mul nsw i32 %23, %23
%25 = sitofp i32 %24 to double
%26 = fadd double %20, %25
%27 = or i64 %13, 2
%28 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %27
%29 = load i32, i32* %28
%30 = mul nsw i32 %29, %29
%31 = sitofp i32 %30 to double
%32 = fadd double %26, %31
%33 = or i64 %13, 3
%34 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %33
%35 = load i32, i32* %34
%36 = mul nsw i32 %35, %35
%37 = sitofp i32 %36 to double
%38 = fadd double %32, %37
%39 = add nuw nsw i64 %13, 4
%40 = add i64 %15, 4
%41 = icmp eq i64 %40, %11
br i1 %41, label %42, label %12
42: ; preds = %12, %5
%43 = phi double [ undef, %5 ], [ %38, %12 ]
%44 = phi i64 [ 0, %5 ], [ %39, %12 ]
%45 = phi double [ 0.000000e+00, %5 ], [ %38, %12 ]
%46 = icmp eq i64 %8, 0
br i1 %46, label %59, label %47
47: ; preds = %42, %47
%48 = phi i64 [ %56, %47 ], [ %44, %42 ]
%49 = phi double [ %55, %47 ], [ %45, %42 ]
%50 = phi i64 [ %57, %47 ], [ 0, %42 ]
%51 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %48
%52 = load i32, i32* %51
%53 = mul nsw i32 %52, %52
%54 = sitofp i32 %53 to double
%55 = fadd double %49, %54
%56 = add nuw nsw i64 %48, 1
%57 = add i64 %50, 1
%58 = icmp eq i64 %57, %8
br i1 %58, label %59, label %47
59: ; preds = %42, %47, %3
%60 = phi double [ 0.000000e+00, %3 ], [ %43, %42 ], [ %55, %47 ]
%61 = sitofp i32 %0 to double
%62 = fadd double %61, -1.000000e+00
%63 = mul nsw i32 %0, %0
%64 = sitofp i32 %63 to double
%65 = insertelement <2 x double> poison, double %61, i64 0
%66 = insertelement <2 x double> %65, double %60, i64 1
%67 = insertelement <2 x double> poison, double %62, i64 0
%68 = insertelement <2 x double> %67, double %64, i64 1
%69 = fdiv <2 x double> %66, %68
%70 = extractelement <2 x double> %69, i64 1
%71 = fsub double 1.000000e+00, %70
%72 = extractelement <2 x double> %69, i64 0
%73 = fmul double %72, %71
ret double %73
}