double arr_avg(int *arr, unsigned int length) {
  double res = 0;
  for (unsigned int i = 0; i < length; i++)
    res += (arr[i] - res) / (i + 1);
  return res;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<arr_avg>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x18(%rbp)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jae    1163 <arr_avg+0x63>
mov    -0x8(%rbp),%rcx
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,%edx
mov    %edx,%eax
cvtsi2sdl (%rcx,%rdx,4),%xmm0
movsd  -0x18(%rbp),%xmm1
subsd  %xmm1,%xmm0
add    $0x1,%eax
cvtsi2sd %rax,%xmm1
divsd  %xmm1,%xmm0
addsd  -0x18(%rbp),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x18(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    111a <arr_avg+0x1a>
movsd  -0x18(%rbp),%xmm0
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<arr_avg>:
test   %esi,%esi
je     1113 <arr_avg+0x13>
mov    %esi,%eax
cmp    $0x1,%esi
jne    1117 <arr_avg+0x17>
xorpd  %xmm0,%xmm0
xor    %ecx,%ecx
jmp    1177 <arr_avg+0x77>
xorps  %xmm0,%xmm0
ret
mov    %eax,%edx
and    $0xfffffffe,%edx
xorpd  %xmm0,%xmm0
xor    %ecx,%ecx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
xorps  %xmm1,%xmm1
cvtsi2sdl (%rdi,%rcx,4),%xmm1
subsd  %xmm0,%xmm1
lea    0x1(%rcx),%esi
xorps  %xmm2,%xmm2
cvtsi2sd %rsi,%xmm2
divsd  %xmm2,%xmm1
addsd  %xmm0,%xmm1
xorps  %xmm0,%xmm0
cvtsi2sdl 0x4(%rdi,%rcx,4),%xmm0
add    $0x2,%rcx
mov    %ecx,%esi
xorps  %xmm2,%xmm2
cvtsi2sd %rsi,%xmm2
subsd  %xmm1,%xmm0
divsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
cmp    %rcx,%rdx
jne    1130 <arr_avg+0x30>
test   $0x1,%al
je     119a <arr_avg+0x9a>
xorps  %xmm1,%xmm1
cvtsi2sdl (%rdi,%rcx,4),%xmm1
subsd  %xmm0,%xmm1
add    $0x1,%ecx
xorps  %xmm2,%xmm2
cvtsi2sd %rcx,%xmm2
divsd  %xmm2,%xmm1
addsd  %xmm1,%xmm0
ret

LLVM IR (-O0):
define double @arr_avg(i32* %0, i32 %1) {
%3 = alloca i32*
%4 = alloca i32
%5 = alloca double
%6 = alloca i32
store i32* %0, i32** %3
store i32 %1, i32* %4
store double 0.000000e+00, double* %5
store i32 0, i32* %6
br label %7
7: ; preds = %26, %2
%8 = load i32, i32* %6
%9 = load i32, i32* %4
%10 = icmp ult i32 %8, %9
br i1 %10, label %11, label %29
11: ; preds = %7
%12 = load i32*, i32** %3
%13 = load i32, i32* %6
%14 = zext i32 %13 to i64
%15 = getelementptr inbounds i32, i32* %12, i64 %14
%16 = load i32, i32* %15
%17 = sitofp i32 %16 to double
%18 = load double, double* %5
%19 = fsub double %17, %18
%20 = load i32, i32* %6
%21 = add i32 %20, 1
%22 = uitofp i32 %21 to double
%23 = fdiv double %19, %22
%24 = load double, double* %5
%25 = fadd double %24, %23
store double %25, double* %5
br label %26
26: ; preds = %11
%27 = load i32, i32* %6
%28 = add i32 %27, 1
store i32 %28, i32* %6
br label %7
29: ; preds = %7
%30 = load double, double* %5
ret double %30
}

LLVM IR (-O2):
define double @arr_avg(i32* nocapture %0, i32 %1) {
%3 = icmp eq i32 %1, 0
br i1 %3, label %25, label %4
4: ; preds = %2
%5 = zext i32 %1 to i64
%6 = and i64 %5, 1
%7 = icmp eq i32 %1, 1
br i1 %7, label %10, label %8
8: ; preds = %4
%9 = and i64 %5, 4294967294
br label %27
10: ; preds = %27, %4
%11 = phi double [ undef, %4 ], [ %48, %27 ]
%12 = phi i64 [ 0, %4 ], [ %44, %27 ]
%13 = phi double [ 0.000000e+00, %4 ], [ %48, %27 ]
%14 = icmp eq i64 %6, 0
br i1 %14, label %25, label %15
15: ; preds = %10
%16 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %12
%17 = load i32, i32* %16
%18 = sitofp i32 %17 to double
%19 = fsub double %18, %13
%20 = trunc i64 %12 to i32
%21 = add i32 %20, 1
%22 = uitofp i32 %21 to double
%23 = fdiv double %19, %22
%24 = fadd double %13, %23
br label %25
25: ; preds = %15, %10, %2
%26 = phi double [ 0.000000e+00, %2 ], [ %11, %10 ], [ %24, %15 ]
ret double %26
27: ; preds = %27, %8
%28 = phi i64 [ 0, %8 ], [ %44, %27 ]
%29 = phi double [ 0.000000e+00, %8 ], [ %48, %27 ]
%30 = phi i64 [ 0, %8 ], [ %49, %27 ]
%31 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %28
%32 = load i32, i32* %31
%33 = sitofp i32 %32 to double
%34 = fsub double %33, %29
%35 = or i64 %28, 1
%36 = trunc i64 %35 to i32
%37 = uitofp i32 %36 to double
%38 = fdiv double %34, %37
%39 = fadd double %29, %38
%40 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %35
%41 = load i32, i32* %40
%42 = sitofp i32 %41 to double
%43 = fsub double %42, %39
%44 = add nuw nsw i64 %28, 2
%45 = trunc i64 %44 to i32
%46 = uitofp i32 %45 to double
%47 = fdiv double %43, %46
%48 = fadd double %39, %47
%49 = add i64 %30, 2
%50 = icmp eq i64 %49, %9
br i1 %50, label %10, label %27
}