#define NULL ((void *)0)
typedef unsigned long size_t; // Customize by platform.
typedef long intptr_t;
typedef unsigned long uintptr_t;
typedef long scalar_t__; // Either arithmetic or pointer type.
/* By default, we understand bool (as a convenience). */
typedef int bool;
#define false 0
#define true 1

/* Forward declarations */

/* Type definitions */

/* Variables and functions */
double sqrt(double);
double sigma(int arr[10000], int N) {
  int i;
  double avg = 0, s = 0;
  for (i = 0; i < N; i++)
    avg += arr[i];
  avg /= N;
  for (i = 0; i < N; i++)
    s += arr[i] * arr[i];
  return sqrt(s / N - avg * avg);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<sigma>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x20,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x18(%rbp)
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    1167 <sigma+0x57>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
cvtsi2sdl (%rax,%rcx,4),%xmm0
addsd  -0x18(%rbp),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x18(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    1136 <sigma+0x26>
cvtsi2sdl -0xc(%rbp),%xmm1
movsd  -0x18(%rbp),%xmm0
divsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x18(%rbp)
movl   $0x0,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    11c0 <sigma+0xb0>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x10(%rbp),%rdx
imul   (%rcx,%rdx,4),%eax
cvtsi2sd %eax,%xmm0
addsd  -0x20(%rbp),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x20(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    1181 <sigma+0x71>
movsd  -0x20(%rbp),%xmm1
cvtsi2sdl -0xc(%rbp),%xmm0
divsd  %xmm0,%xmm1
movsd  -0x18(%rbp),%xmm0
movsd  -0x18(%rbp),%xmm2
movq   %xmm0,%rax
movabs $0x8000000000000000,%rcx
xor    %rcx,%rax
movq   %rax,%xmm0
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
call   1030 <sqrt@plt>
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<sigma>:
test   %esi,%esi
jle    112f <sigma+0x1f>
mov    %esi,%r9d
lea    -0x1(%r9),%r8
mov    %r9d,%edx
and    $0x3,%edx
cmp    $0x3,%r8
jae    1144 <sigma+0x34>
xorpd  %xmm1,%xmm1
xor    %ecx,%ecx
jmp    118c <sigma+0x7c>
cvtsi2sd %esi,%xmm2
xorpd  %xmm0,%xmm0
xorpd  %xmm1,%xmm1
divsd  %xmm2,%xmm1
jmp    126a <sigma+0x15a>
mov    %r9d,%eax
and    $0xfffffffc,%eax
xorpd  %xmm1,%xmm1
xor    %ecx,%ecx
xorps  %xmm0,%xmm0
cvtsi2sdl (%rdi,%rcx,4),%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
xorps  %xmm2,%xmm2
cvtsi2sdl 0x4(%rdi,%rcx,4),%xmm2
addsd  %xmm0,%xmm2
xorps  %xmm0,%xmm0
cvtsi2sdl 0x8(%rdi,%rcx,4),%xmm0
xorps  %xmm1,%xmm1
cvtsi2sdl 0xc(%rdi,%rcx,4),%xmm1
addsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm0,%xmm1
add    $0x4,%rcx
cmp    %rcx,%rax
jne    1150 <sigma+0x40>
test   %rdx,%rdx
je     11b5 <sigma+0xa5>
lea    (%rdi,%rcx,4),%rax
xor    %ecx,%ecx
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
xorps  %xmm0,%xmm0
cvtsi2sdl (%rax,%rcx,4),%xmm0
addsd  %xmm0,%xmm1
add    $0x1,%rcx
cmp    %rcx,%rdx
jne    11a0 <sigma+0x90>
xorps  %xmm2,%xmm2
cvtsi2sd %esi,%xmm2
divsd  %xmm2,%xmm1
test   %esi,%esi
jle    11d8 <sigma+0xc8>
mov    %r9d,%edx
and    $0x3,%edx
cmp    $0x3,%r8
jae    11e1 <sigma+0xd1>
xorpd  %xmm0,%xmm0
xor    %ecx,%ecx
jmp    1240 <sigma+0x130>
xorpd  %xmm0,%xmm0
jmp    126a <sigma+0x15a>
and    $0xfffffffc,%r9d
xorpd  %xmm0,%xmm0
xor    %ecx,%ecx
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    (%rdi,%rcx,4),%eax
mov    0x4(%rdi,%rcx,4),%esi
imul   %eax,%eax
xorps  %xmm3,%xmm3
cvtsi2sd %eax,%xmm3
addsd  %xmm0,%xmm3
imul   %esi,%esi
xorps  %xmm4,%xmm4
cvtsi2sd %esi,%xmm4
addsd  %xmm3,%xmm4
mov    0x8(%rdi,%rcx,4),%eax
imul   %eax,%eax
xorps  %xmm3,%xmm3
cvtsi2sd %eax,%xmm3
mov    0xc(%rdi,%rcx,4),%eax
imul   %eax,%eax
xorps  %xmm0,%xmm0
cvtsi2sd %eax,%xmm0
addsd  %xmm4,%xmm3
addsd  %xmm3,%xmm0
add    $0x4,%rcx
cmp    %rcx,%r9
jne    11f0 <sigma+0xe0>
test   %rdx,%rdx
je     126a <sigma+0x15a>
lea    (%rdi,%rcx,4),%rax
xor    %ecx,%ecx
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    (%rax,%rcx,4),%esi
imul   %esi,%esi
xorps  %xmm3,%xmm3
cvtsi2sd %esi,%xmm3
addsd  %xmm3,%xmm0
add    $0x1,%rcx
cmp    %rcx,%rdx
jne    1250 <sigma+0x140>
divsd  %xmm2,%xmm0
mulsd  %xmm1,%xmm1
subsd  %xmm1,%xmm0
xorpd  %xmm1,%xmm1
ucomisd %xmm1,%xmm0
jb     1285 <sigma+0x175>
sqrtsd %xmm0,%xmm0
ret
jmp    1030 <sqrt@plt>

LLVM IR (-O0):
define double @sigma(i32* %0, i32 %1) {
%3 = alloca i32*
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca double
%7 = alloca double
store i32* %0, i32** %3
store i32 %1, i32* %4
store double 0.000000e+00, double* %6
store double 0.000000e+00, double* %7
store i32 0, i32* %5
br label %8
8: ; preds = %21, %2
%9 = load i32, i32* %5
%10 = load i32, i32* %4
%11 = icmp slt i32 %9, %10
br i1 %11, label %12, label %24
12: ; preds = %8
%13 = load i32*, i32** %3
%14 = load i32, i32* %5
%15 = sext i32 %14 to i64
%16 = getelementptr inbounds i32, i32* %13, i64 %15
%17 = load i32, i32* %16
%18 = sitofp i32 %17 to double
%19 = load double, double* %6
%20 = fadd double %19, %18
store double %20, double* %6
br label %21
21: ; preds = %12
%22 = load i32, i32* %5
%23 = add nsw i32 %22, 1
store i32 %23, i32* %5
br label %8
24: ; preds = %8
%25 = load i32, i32* %4
%26 = sitofp i32 %25 to double
%27 = load double, double* %6
%28 = fdiv double %27, %26
store double %28, double* %6
store i32 0, i32* %5
br label %29
29: ; preds = %48, %24
%30 = load i32, i32* %5
%31 = load i32, i32* %4
%32 = icmp slt i32 %30, %31
br i1 %32, label %33, label %51
33: ; preds = %29
%34 = load i32*, i32** %3
%35 = load i32, i32* %5
%36 = sext i32 %35 to i64
%37 = getelementptr inbounds i32, i32* %34, i64 %36
%38 = load i32, i32* %37
%39 = load i32*, i32** %3
%40 = load i32, i32* %5
%41 = sext i32 %40 to i64
%42 = getelementptr inbounds i32, i32* %39, i64 %41
%43 = load i32, i32* %42
%44 = mul nsw i32 %38, %43
%45 = sitofp i32 %44 to double
%46 = load double, double* %7
%47 = fadd double %46, %45
store double %47, double* %7
br label %48
48: ; preds = %33
%49 = load i32, i32* %5
%50 = add nsw i32 %49, 1
store i32 %50, i32* %5
br label %29
51: ; preds = %29
%52 = load double, double* %7
%53 = load i32, i32* %4
%54 = sitofp i32 %53 to double
%55 = fdiv double %52, %54
%56 = load double, double* %6
%57 = load double, double* %6
%58 = fneg double %56
%59 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %58, double %57, double %55)
%60 = call double @sqrt(double %59)
ret double %60
}

LLVM IR (-O2):
define double @sigma(i32* nocapture %0, i32 %1) {
%3 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %3, label %7, label %4
4: ; preds = %2
%5 = sitofp i32 %1 to double
%6 = fdiv double 0.000000e+00, %5
br label %112
7: ; preds = %2
%8 = zext i32 %1 to i64
%9 = add nsw i64 %8, -1
%10 = and i64 %8, 3
%11 = icmp ult i64 %9, 3
br i1 %11, label %40, label %12
12: ; preds = %7
%13 = and i64 %8, 4294967292
br label %14
14: ; preds = %14, %12
%15 = phi i64 [ 0, %12 ], [ %37, %14 ]
%16 = phi double [ 0.000000e+00, %12 ], [ %36, %14 ]
%17 = phi i64 [ 0, %12 ], [ %38, %14 ]
%18 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %15
%19 = load i32, i32* %18
%20 = sitofp i32 %19 to double
%21 = fadd double %16, %20
%22 = or i64 %15, 1
%23 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %22
%24 = load i32, i32* %23
%25 = sitofp i32 %24 to double
%26 = fadd double %21, %25
%27 = or i64 %15, 2
%28 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %27
%29 = load i32, i32* %28
%30 = sitofp i32 %29 to double
%31 = fadd double %26, %30
%32 = or i64 %15, 3
%33 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %32
%34 = load i32, i32* %33
%35 = sitofp i32 %34 to double
%36 = fadd double %31, %35
%37 = add nuw nsw i64 %15, 4
%38 = add i64 %17, 4
%39 = icmp eq i64 %38, %13
br i1 %39, label %40, label %14
40: ; preds = %14, %7
%41 = phi double [ undef, %7 ], [ %36, %14 ]
%42 = phi i64 [ 0, %7 ], [ %37, %14 ]
%43 = phi double [ 0.000000e+00, %7 ], [ %36, %14 ]
%44 = icmp eq i64 %10, 0
br i1 %44, label %56, label %45
45: ; preds = %40, %45
%46 = phi i64 [ %53, %45 ], [ %42, %40 ]
%47 = phi double [ %52, %45 ], [ %43, %40 ]
%48 = phi i64 [ %54, %45 ], [ 0, %40 ]
%49 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %46
%50 = load i32, i32* %49
%51 = sitofp i32 %50 to double
%52 = fadd double %47, %51
%53 = add nuw nsw i64 %46, 1
%54 = add i64 %48, 1
%55 = icmp eq i64 %54, %10
br i1 %55, label %56, label %45
56: ; preds = %45, %40
%57 = phi double [ %41, %40 ], [ %52, %45 ]
%58 = sitofp i32 %1 to double
%59 = fdiv double %57, %58
br i1 %3, label %60, label %112
60: ; preds = %56
%61 = and i64 %8, 3
%62 = icmp ult i64 %9, 3
br i1 %62, label %95, label %63
63: ; preds = %60
%64 = and i64 %8, 4294967292
br label %65
65: ; preds = %65, %63
%66 = phi i64 [ 0, %63 ], [ %92, %65 ]
%67 = phi double [ 0.000000e+00, %63 ], [ %91, %65 ]
%68 = phi i64 [ 0, %63 ], [ %93, %65 ]
%69 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %66
%70 = load i32, i32* %69
%71 = mul nsw i32 %70, %70
%72 = sitofp i32 %71 to double
%73 = fadd double %67, %72
%74 = or i64 %66, 1
%75 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %74
%76 = load i32, i32* %75
%77 = mul nsw i32 %76, %76
%78 = sitofp i32 %77 to double
%79 = fadd double %73, %78
%80 = or i64 %66, 2
%81 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %80
%82 = load i32, i32* %81
%83 = mul nsw i32 %82, %82
%84 = sitofp i32 %83 to double
%85 = fadd double %79, %84
%86 = or i64 %66, 3
%87 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %86
%88 = load i32, i32* %87
%89 = mul nsw i32 %88, %88
%90 = sitofp i32 %89 to double
%91 = fadd double %85, %90
%92 = add nuw nsw i64 %66, 4
%93 = add i64 %68, 4
%94 = icmp eq i64 %93, %64
br i1 %94, label %95, label %65
95: ; preds = %65, %60
%96 = phi double [ undef, %60 ], [ %91, %65 ]
%97 = phi i64 [ 0, %60 ], [ %92, %65 ]
%98 = phi double [ 0.000000e+00, %60 ], [ %91, %65 ]
%99 = icmp eq i64 %61, 0
br i1 %99, label %112, label %100
100: ; preds = %95, %100
%101 = phi i64 [ %109, %100 ], [ %97, %95 ]
%102 = phi double [ %108, %100 ], [ %98, %95 ]
%103 = phi i64 [ %110, %100 ], [ 0, %95 ]
%104 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %101
%105 = load i32, i32* %104
%106 = mul nsw i32 %105, %105
%107 = sitofp i32 %106 to double
%108 = fadd double %102, %107
%109 = add nuw nsw i64 %101, 1
%110 = add i64 %103, 1
%111 = icmp eq i64 %110, %61
br i1 %111, label %112, label %100
112: ; preds = %95, %100, %4, %56
%113 = phi double [ %59, %56 ], [ %6, %4 ], [ %59, %100 ], [ %59, %95 ]
%114 = phi double [ %58, %56 ], [ %5, %4 ], [ %58, %100 ], [ %58, %95 ]
%115 = phi double [ 0.000000e+00, %56 ], [ 0.000000e+00, %4 ], [ %96, %95 ], [ %108, %100 ]
%116 = fdiv double %115, %114
%117 = fneg double %113
%118 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %117, double %113, double %116)
%119 = tail call double @sqrt(double %118)
ret double %119
}