float calc_avg(float *data, int num_elements) {
  float sum = 0;
  for (int i = 0; i < num_elements; i++) {
    sum += data[i];
  }
  return sum / num_elements;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<calc_avg>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
xorps  %xmm0,%xmm0
movss  %xmm0,-0x10(%rbp)
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    114b <calc_avg+0x4b>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
addss  -0x10(%rbp),%xmm0
movss  %xmm0,-0x10(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    111a <calc_avg+0x1a>
movss  -0x10(%rbp),%xmm0
cvtsi2ssl -0xc(%rbp),%xmm1
divss  %xmm1,%xmm0
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<calc_avg>:
test   %esi,%esi
jle    111c <calc_avg+0x1c>
mov    %esi,%ecx
lea    -0x1(%rcx),%rdx
mov    %ecx,%eax
and    $0x7,%eax
cmp    $0x7,%rdx
jae    1121 <calc_avg+0x21>
xorps  %xmm0,%xmm0
xor    %edx,%edx
jmp    1168 <calc_avg+0x68>
xorps  %xmm0,%xmm0
jmp    118e <calc_avg+0x8e>
and    $0xfffffff8,%ecx
xorps  %xmm0,%xmm0
xor    %edx,%edx
nopl   0x0(%rax)
addss  (%rdi,%rdx,4),%xmm0
addss  0x4(%rdi,%rdx,4),%xmm0
addss  0x8(%rdi,%rdx,4),%xmm0
addss  0xc(%rdi,%rdx,4),%xmm0
addss  0x10(%rdi,%rdx,4),%xmm0
addss  0x14(%rdi,%rdx,4),%xmm0
addss  0x18(%rdi,%rdx,4),%xmm0
addss  0x1c(%rdi,%rdx,4),%xmm0
add    $0x8,%rdx
cmp    %rdx,%rcx
jne    1130 <calc_avg+0x30>
test   %rax,%rax
je     118e <calc_avg+0x8e>
lea    (%rdi,%rdx,4),%rcx
xor    %edx,%edx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
addss  (%rcx,%rdx,4),%xmm0
add    $0x1,%rdx
cmp    %rdx,%rax
jne    1180 <calc_avg+0x80>
cvtsi2ss %esi,%xmm1
divss  %xmm1,%xmm0
ret

LLVM IR (-O0):
define float @calc_avg(float* %0, i32 %1) {
%3 = alloca float*
%4 = alloca i32
%5 = alloca float
%6 = alloca i32
store float* %0, float** %3
store i32 %1, i32* %4
store float 0.000000e+00, float* %5
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 float*, float** %3
%13 = load i32, i32* %6
%14 = sext i32 %13 to i64
%15 = getelementptr inbounds float, float* %12, i64 %14
%16 = load float, float* %15
%17 = load float, float* %5
%18 = fadd float %17, %16
store float %18, float* %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 float, float* %5
%24 = load i32, i32* %4
%25 = sitofp i32 %24 to float
%26 = fdiv float %23, %25
ret float %26
}

LLVM IR (-O2):
define float @calc_avg(float* nocapture %0, i32 %1) {
%3 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %3, label %4, label %26
4: ; preds = %2
%5 = zext i32 %1 to i64
%6 = add nsw i64 %5, -1
%7 = and i64 %5, 7
%8 = icmp ult i64 %6, 7
br i1 %8, label %11, label %9
9: ; preds = %4
%10 = and i64 %5, 4294967288
br label %30
11: ; preds = %30, %4
%12 = phi float [ undef, %4 ], [ %64, %30 ]
%13 = phi i64 [ 0, %4 ], [ %65, %30 ]
%14 = phi float [ 0.000000e+00, %4 ], [ %64, %30 ]
%15 = icmp eq i64 %7, 0
br i1 %15, label %26, label %16
16: ; preds = %11, %16
%17 = phi i64 [ %23, %16 ], [ %13, %11 ]
%18 = phi float [ %22, %16 ], [ %14, %11 ]
%19 = phi i64 [ %24, %16 ], [ 0, %11 ]
%20 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %17
%21 = load float, float* %20
%22 = fadd float %18, %21
%23 = add nuw nsw i64 %17, 1
%24 = add i64 %19, 1
%25 = icmp eq i64 %24, %7
br i1 %25, label %26, label %16
26: ; preds = %11, %16, %2
%27 = phi float [ 0.000000e+00, %2 ], [ %12, %11 ], [ %22, %16 ]
%28 = sitofp i32 %1 to float
%29 = fdiv float %27, %28
ret float %29
30: ; preds = %30, %9
%31 = phi i64 [ 0, %9 ], [ %65, %30 ]
%32 = phi float [ 0.000000e+00, %9 ], [ %64, %30 ]
%33 = phi i64 [ 0, %9 ], [ %66, %30 ]
%34 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %31
%35 = load float, float* %34
%36 = fadd float %32, %35
%37 = or i64 %31, 1
%38 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %37
%39 = load float, float* %38
%40 = fadd float %36, %39
%41 = or i64 %31, 2
%42 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %41
%43 = load float, float* %42
%44 = fadd float %40, %43
%45 = or i64 %31, 3
%46 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %45
%47 = load float, float* %46
%48 = fadd float %44, %47
%49 = or i64 %31, 4
%50 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %49
%51 = load float, float* %50
%52 = fadd float %48, %51
%53 = or i64 %31, 5
%54 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %53
%55 = load float, float* %54
%56 = fadd float %52, %55
%57 = or i64 %31, 6
%58 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %57
%59 = load float, float* %58
%60 = fadd float %56, %59
%61 = or i64 %31, 7
%62 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %61
%63 = load float, float* %62
%64 = fadd float %60, %63
%65 = add nuw nsw i64 %31, 8
%66 = add i64 %33, 8
%67 = icmp eq i64 %66, %10
br i1 %67, label %11, label %30
}