double f4_var(double **P, int Ng) {
  int i, j;
  double mean = 0, var = 0;
  for (i = 0; i < Ng; ++i)
    for (j = 0; j < Ng; ++j)
      mean += i * P[i][j];
  for (i = 0; i < Ng; ++i)
    for (j = 0; j < Ng; ++j)
      var += (i - mean) * (i - mean) * P[i][j];
  return var;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<f4_var>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x20(%rbp)
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x28(%rbp)
movl   $0x0,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    118e <f4_var+0x8e>
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    117b <f4_var+0x7b>
cvtsi2sdl -0x10(%rbp),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
movsd  -0x20(%rbp),%xmm1
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x20(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1135 <f4_var+0x35>
jmp    1180 <f4_var+0x80>
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    1122 <f4_var+0x22>
movl   $0x0,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    1214 <f4_var+0x114>
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    1201 <f4_var+0x101>
cvtsi2sdl -0x10(%rbp),%xmm0
subsd  -0x20(%rbp),%xmm0
cvtsi2sdl -0x10(%rbp),%xmm1
subsd  -0x20(%rbp),%xmm1
mulsd  %xmm1,%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
movsd  -0x28(%rbp),%xmm1
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x28(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    11a8 <f4_var+0xa8>
jmp    1206 <f4_var+0x106>
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    1195 <f4_var+0x95>
movsd  -0x28(%rbp),%xmm0
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<f4_var>:
test   %esi,%esi
jle    128b <f4_var+0x18b>
mov    %esi,%r9d
lea    -0x1(%r9),%r8
mov    %r9d,%edx
and    $0x3,%edx
mov    %r9d,%r11d
and    $0xfffffffc,%r11d
xorpd  %xmm1,%xmm1
xor    %r10d,%r10d
jmp    113d <f4_var+0x3d>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
add    $0x1,%r10
cmp    %r9,%r10
je     11cb <f4_var+0xcb>
xorps  %xmm0,%xmm0
cvtsi2sd %r10d,%xmm0
mov    (%rdi,%r10,8),%rax
xor    %ecx,%ecx
cmp    $0x3,%r8
jb     11a0 <f4_var+0xa0>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
mulsd  %xmm0,%xmm2
addsd  %xmm1,%xmm2
movsd  0x8(%rax,%rcx,8),%xmm1
mulsd  %xmm0,%xmm1
addsd  %xmm2,%xmm1
movsd  0x10(%rax,%rcx,8),%xmm2
mulsd  %xmm0,%xmm2
addsd  %xmm1,%xmm2
movsd  0x18(%rax,%rcx,8),%xmm1
mulsd  %xmm0,%xmm1
addsd  %xmm2,%xmm1
add    $0x4,%rcx
cmp    %rcx,%r11
jne    1160 <f4_var+0x60>
test   %rdx,%rdx
je     1130 <f4_var+0x30>
lea    (%rax,%rcx,8),%rax
xor    %ecx,%ecx
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
mulsd  %xmm0,%xmm2
addsd  %xmm2,%xmm1
add    $0x1,%rcx
cmp    %rcx,%rdx
jne    11b0 <f4_var+0xb0>
jmp    1130 <f4_var+0x30>
test   %esi,%esi
jle    128b <f4_var+0x18b>
mov    %r9d,%edx
and    $0x3,%edx
mov    %r9d,%esi
and    $0xfffffffc,%esi
xorpd  %xmm0,%xmm0
xor    %r10d,%r10d
jmp    11fd <f4_var+0xfd>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%r10
cmp    %r9,%r10
je     1290 <f4_var+0x190>
xorps  %xmm2,%xmm2
cvtsi2sd %r10d,%xmm2
subsd  %xmm1,%xmm2
mulsd  %xmm2,%xmm2
mov    (%rdi,%r10,8),%rax
xor    %ecx,%ecx
cmp    $0x3,%r8
jb     1260 <f4_var+0x160>
nopl   0x0(%rax)
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm3
mulsd  %xmm2,%xmm3
addsd  %xmm0,%xmm3
movsd  0x8(%rax,%rcx,8),%xmm0
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm3,%xmm0
movsd  0x10(%rax,%rcx,8),%xmm3
mulsd  %xmm2,%xmm3
addsd  %xmm0,%xmm3
movsd  0x18(%rax,%rcx,8),%xmm0
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm3,%xmm0
add    $0x4,%rcx
cmp    %rcx,%rsi
jne    1220 <f4_var+0x120>
test   %rdx,%rdx
je     11f0 <f4_var+0xf0>
lea    (%rax,%rcx,8),%rax
xor    %ecx,%ecx
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm3
mulsd  %xmm2,%xmm3
addsd  %xmm3,%xmm0
add    $0x1,%rcx
cmp    %rcx,%rdx
jne    1270 <f4_var+0x170>
jmp    11f0 <f4_var+0xf0>
xorpd  %xmm0,%xmm0
ret
ret

LLVM IR (-O0):
define double @f4_var(double** %0, i32 %1) {
%3 = alloca double**
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca double
%8 = alloca double
store double** %0, double*** %3
store i32 %1, i32* %4
store double 0.000000e+00, double* %7
store double 0.000000e+00, double* %8
store i32 0, i32* %5
br label %9
9: ; preds = %36, %2
%10 = load i32, i32* %5
%11 = load i32, i32* %4
%12 = icmp slt i32 %10, %11
br i1 %12, label %13, label %39
13: ; preds = %9
store i32 0, i32* %6
br label %14
14: ; preds = %32, %13
%15 = load i32, i32* %6
%16 = load i32, i32* %4
%17 = icmp slt i32 %15, %16
br i1 %17, label %18, label %35
18: ; preds = %14
%19 = load i32, i32* %5
%20 = sitofp i32 %19 to double
%21 = load double**, double*** %3
%22 = load i32, i32* %5
%23 = sext i32 %22 to i64
%24 = getelementptr inbounds double*, double** %21, i64 %23
%25 = load double*, double** %24
%26 = load i32, i32* %6
%27 = sext i32 %26 to i64
%28 = getelementptr inbounds double, double* %25, i64 %27
%29 = load double, double* %28
%30 = load double, double* %7
%31 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %20, double %29, double %30)
store double %31, double* %7
br label %32
32: ; preds = %18
%33 = load i32, i32* %6
%34 = add nsw i32 %33, 1
store i32 %34, i32* %6
br label %14
35: ; preds = %14
br label %36
36: ; preds = %35
%37 = load i32, i32* %5
%38 = add nsw i32 %37, 1
store i32 %38, i32* %5
br label %9
39: ; preds = %9
store i32 0, i32* %5
br label %40
40: ; preds = %74, %39
%41 = load i32, i32* %5
%42 = load i32, i32* %4
%43 = icmp slt i32 %41, %42
br i1 %43, label %44, label %77
44: ; preds = %40
store i32 0, i32* %6
br label %45
45: ; preds = %70, %44
%46 = load i32, i32* %6
%47 = load i32, i32* %4
%48 = icmp slt i32 %46, %47
br i1 %48, label %49, label %73
49: ; preds = %45
%50 = load i32, i32* %5
%51 = sitofp i32 %50 to double
%52 = load double, double* %7
%53 = fsub double %51, %52
%54 = load i32, i32* %5
%55 = sitofp i32 %54 to double
%56 = load double, double* %7
%57 = fsub double %55, %56
%58 = fmul double %53, %57
%59 = load double**, double*** %3
%60 = load i32, i32* %5
%61 = sext i32 %60 to i64
%62 = getelementptr inbounds double*, double** %59, i64 %61
%63 = load double*, double** %62
%64 = load i32, i32* %6
%65 = sext i32 %64 to i64
%66 = getelementptr inbounds double, double* %63, i64 %65
%67 = load double, double* %66
%68 = load double, double* %8
%69 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %58, double %67, double %68)
store double %69, double* %8
br label %70
70: ; preds = %49
%71 = load i32, i32* %6
%72 = add nsw i32 %71, 1
store i32 %72, i32* %6
br label %45
73: ; preds = %45
br label %74
74: ; preds = %73
%75 = load i32, i32* %5
%76 = add nsw i32 %75, 1
store i32 %76, i32* %5
br label %40
77: ; preds = %40
%78 = load double, double* %8
ret double %78
}

LLVM IR (-O2):
define double @f4_var(double** nocapture %0, i32 %1) {
%3 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %3, label %4, label %114
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
%9 = and i64 %5, 4294967292
%10 = icmp eq i64 %7, 0
br label %11
11: ; preds = %61, %4
%12 = phi i64 [ 0, %4 ], [ %63, %61 ]
%13 = phi double [ 0.000000e+00, %4 ], [ %62, %61 ]
%14 = trunc i64 %12 to i32
%15 = sitofp i32 %14 to double
%16 = getelementptr inbounds double*, double** %0, i64 %12
%17 = load double*, double** %16
br i1 %8, label %47, label %25
18: ; preds = %61
br i1 %3, label %19, label %114
19: ; preds = %18
%20 = zext i32 %1 to i64
%21 = and i64 %5, 3
%22 = icmp ult i64 %6, 3
%23 = and i64 %5, 4294967292
%24 = icmp eq i64 %21, 0
br label %65
25: ; preds = %11, %25
%26 = phi i64 [ %44, %25 ], [ 0, %11 ]
%27 = phi double [ %43, %25 ], [ %13, %11 ]
%28 = phi i64 [ %45, %25 ], [ 0, %11 ]
%29 = getelementptr inbounds double, double* %17, i64 %26
%30 = load double, double* %29
%31 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %15, double %30, double %27)
%32 = or i64 %26, 1
%33 = getelementptr inbounds double, double* %17, i64 %32
%34 = load double, double* %33
%35 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %15, double %34, double %31)
%36 = or i64 %26, 2
%37 = getelementptr inbounds double, double* %17, i64 %36
%38 = load double, double* %37
%39 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %15, double %38, double %35)
%40 = or i64 %26, 3
%41 = getelementptr inbounds double, double* %17, i64 %40
%42 = load double, double* %41
%43 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %15, double %42, double %39)
%44 = add nuw nsw i64 %26, 4
%45 = add i64 %28, 4
%46 = icmp eq i64 %45, %9
br i1 %46, label %47, label %25
47: ; preds = %25, %11
%48 = phi double [ undef, %11 ], [ %43, %25 ]
%49 = phi i64 [ 0, %11 ], [ %44, %25 ]
%50 = phi double [ %13, %11 ], [ %43, %25 ]
br i1 %10, label %61, label %51
51: ; preds = %47, %51
%52 = phi i64 [ %58, %51 ], [ %49, %47 ]
%53 = phi double [ %57, %51 ], [ %50, %47 ]
%54 = phi i64 [ %59, %51 ], [ 0, %47 ]
%55 = getelementptr inbounds double, double* %17, i64 %52
%56 = load double, double* %55
%57 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %15, double %56, double %53)
%58 = add nuw nsw i64 %52, 1
%59 = add i64 %54, 1
%60 = icmp eq i64 %59, %7
br i1 %60, label %61, label %51
61: ; preds = %51, %47
%62 = phi double [ %48, %47 ], [ %57, %51 ]
%63 = add nuw nsw i64 %12, 1
%64 = icmp eq i64 %63, %5
br i1 %64, label %18, label %11
65: ; preds = %110, %19
%66 = phi i64 [ 0, %19 ], [ %112, %110 ]
%67 = phi double [ 0.000000e+00, %19 ], [ %111, %110 ]
%68 = trunc i64 %66 to i32
%69 = sitofp i32 %68 to double
%70 = fsub double %69, %62
%71 = fmul double %70, %70
%72 = getelementptr inbounds double*, double** %0, i64 %66
%73 = load double*, double** %72
br i1 %22, label %96, label %74
74: ; preds = %65, %74
%75 = phi i64 [ %93, %74 ], [ 0, %65 ]
%76 = phi double [ %92, %74 ], [ %67, %65 ]
%77 = phi i64 [ %94, %74 ], [ 0, %65 ]
%78 = getelementptr inbounds double, double* %73, i64 %75
%79 = load double, double* %78
%80 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %71, double %79, double %76)
%81 = or i64 %75, 1
%82 = getelementptr inbounds double, double* %73, i64 %81
%83 = load double, double* %82
%84 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %71, double %83, double %80)
%85 = or i64 %75, 2
%86 = getelementptr inbounds double, double* %73, i64 %85
%87 = load double, double* %86
%88 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %71, double %87, double %84)
%89 = or i64 %75, 3
%90 = getelementptr inbounds double, double* %73, i64 %89
%91 = load double, double* %90
%92 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %71, double %91, double %88)
%93 = add nuw nsw i64 %75, 4
%94 = add i64 %77, 4
%95 = icmp eq i64 %94, %23
br i1 %95, label %96, label %74
96: ; preds = %74, %65
%97 = phi double [ undef, %65 ], [ %92, %74 ]
%98 = phi i64 [ 0, %65 ], [ %93, %74 ]
%99 = phi double [ %67, %65 ], [ %92, %74 ]
br i1 %24, label %110, label %100
100: ; preds = %96, %100
%101 = phi i64 [ %107, %100 ], [ %98, %96 ]
%102 = phi double [ %106, %100 ], [ %99, %96 ]
%103 = phi i64 [ %108, %100 ], [ 0, %96 ]
%104 = getelementptr inbounds double, double* %73, i64 %101
%105 = load double, double* %104
%106 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %71, double %105, double %102)
%107 = add nuw nsw i64 %101, 1
%108 = add i64 %103, 1
%109 = icmp eq i64 %108, %21
br i1 %109, label %110, label %100
110: ; preds = %100, %96
%111 = phi double [ %97, %96 ], [ %106, %100 ]
%112 = add nuw nsw i64 %66, 1
%113 = icmp eq i64 %112, %20
br i1 %113, label %114, label %65
114: ; preds = %110, %2, %18
%115 = phi double [ 0.000000e+00, %18 ], [ 0.000000e+00, %2 ], [ %111, %110 ]
ret double %115
}