double variance(int *array, double avg, int N) {
  double sum = 0;
  int i;
  for (i = 0; i < N; i++) {
    sum += (array[i] - avg) * (array[i] - avg);
  }
  return sum / (N - 1);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<variance>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
movsd  %xmm0,-0x10(%rbp)
mov    %esi,-0x14(%rbp)
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    116f <variance+0x6f>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
cvtsi2sdl (%rax,%rcx,4),%xmm0
subsd  -0x10(%rbp),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
cvtsi2sdl (%rax,%rcx,4),%xmm2
subsd  -0x10(%rbp),%xmm2
movsd  -0x20(%rbp),%xmm1
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x20(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    111f <variance+0x1f>
movsd  -0x20(%rbp),%xmm0
mov    -0x14(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
cvtsi2sd %eax,%xmm1
divsd  %xmm1,%xmm0
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<variance>:
test   %esi,%esi
jle    111d <variance+0x1d>
mov    %esi,%ecx
lea    -0x1(%rcx),%rdx
mov    %ecx,%eax
and    $0x3,%eax
cmp    $0x3,%rdx
jae    1126 <variance+0x26>
xorpd  %xmm1,%xmm1
xor    %edx,%edx
jmp    118c <variance+0x8c>
xorpd  %xmm1,%xmm1
jmp    11bd <variance+0xbd>
and    $0xfffffffc,%ecx
xorpd  %xmm1,%xmm1
xor    %edx,%edx
nop
xorps  %xmm2,%xmm2
cvtsi2sdl (%rdi,%rdx,4),%xmm2
subsd  %xmm0,%xmm2
mulsd  %xmm2,%xmm2
xorps  %xmm3,%xmm3
cvtsi2sdl 0x4(%rdi,%rdx,4),%xmm3
addsd  %xmm1,%xmm2
subsd  %xmm0,%xmm3
mulsd  %xmm3,%xmm3
addsd  %xmm2,%xmm3
xorps  %xmm2,%xmm2
cvtsi2sdl 0x8(%rdi,%rdx,4),%xmm2
subsd  %xmm0,%xmm2
mulsd  %xmm2,%xmm2
addsd  %xmm3,%xmm2
xorps  %xmm1,%xmm1
cvtsi2sdl 0xc(%rdi,%rdx,4),%xmm1
subsd  %xmm0,%xmm1
mulsd  %xmm1,%xmm1
addsd  %xmm2,%xmm1
add    $0x4,%rdx
cmp    %rdx,%rcx
jne    1130 <variance+0x30>
test   %rax,%rax
je     11bd <variance+0xbd>
lea    (%rdi,%rdx,4),%rcx
xor    %edx,%edx
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
xorps  %xmm2,%xmm2
cvtsi2sdl (%rcx,%rdx,4),%xmm2
subsd  %xmm0,%xmm2
mulsd  %xmm2,%xmm2
addsd  %xmm2,%xmm1
add    $0x1,%rdx
cmp    %rdx,%rax
jne    11a0 <variance+0xa0>
add    $0xffffffff,%esi
xorps  %xmm0,%xmm0
cvtsi2sd %esi,%xmm0
divsd  %xmm0,%xmm1
movapd %xmm1,%xmm0
ret

LLVM IR (-O0):
define double @variance(i32* %0, double %1, i32 %2) {
%4 = alloca i32*
%5 = alloca double
%6 = alloca i32
%7 = alloca double
%8 = alloca i32
store i32* %0, i32** %4
store double %1, double* %5
store i32 %2, i32* %6
store double 0.000000e+00, double* %7
store i32 0, i32* %8
br label %9
9: ; preds = %32, %3
%10 = load i32, i32* %8
%11 = load i32, i32* %6
%12 = icmp slt i32 %10, %11
br i1 %12, label %13, label %35
13: ; preds = %9
%14 = load i32*, i32** %4
%15 = load i32, i32* %8
%16 = sext i32 %15 to i64
%17 = getelementptr inbounds i32, i32* %14, i64 %16
%18 = load i32, i32* %17
%19 = sitofp i32 %18 to double
%20 = load double, double* %5
%21 = fsub double %19, %20
%22 = load i32*, i32** %4
%23 = load i32, i32* %8
%24 = sext i32 %23 to i64
%25 = getelementptr inbounds i32, i32* %22, i64 %24
%26 = load i32, i32* %25
%27 = sitofp i32 %26 to double
%28 = load double, double* %5
%29 = fsub double %27, %28
%30 = load double, double* %7
%31 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %21, double %29, double %30)
store double %31, double* %7
br label %32
32: ; preds = %13
%33 = load i32, i32* %8
%34 = add nsw i32 %33, 1
store i32 %34, i32* %8
br label %9
35: ; preds = %9
%36 = load double, double* %7
%37 = load i32, i32* %6
%38 = sub nsw i32 %37, 1
%39 = sitofp i32 %38 to double
%40 = fdiv double %36, %39
ret double %40
}

LLVM IR (-O2):
define double @variance(i32* nocapture %0, double %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* %0, i64 %13
%17 = load i32, i32* %16
%18 = sitofp i32 %17 to double
%19 = fsub double %18, %1
%20 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %19, double %19, double %14)
%21 = or i64 %13, 1
%22 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %21
%23 = load i32, i32* %22
%24 = sitofp i32 %23 to double
%25 = fsub double %24, %1
%26 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %25, double %25, double %20)
%27 = or i64 %13, 2
%28 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %27
%29 = load i32, i32* %28
%30 = sitofp i32 %29 to double
%31 = fsub double %30, %1
%32 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %31, double %31, double %26)
%33 = or i64 %13, 3
%34 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %33
%35 = load i32, i32* %34
%36 = sitofp i32 %35 to double
%37 = fsub double %36, %1
%38 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %37, double %37, double %32)
%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* %0, i64 %48
%52 = load i32, i32* %51
%53 = sitofp i32 %52 to double
%54 = fsub double %53, %1
%55 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %54, double %54, double %49)
%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 = add nsw i32 %2, -1
%62 = sitofp i32 %61 to double
%63 = fdiv double %60, %62
ret double %63
}