float float_direct_form_2(float w[], float x, float a[], float b[], int Na,
                          int Nb) {
  float *a_ptr, *b_ptr, *w_ptr;
  float sum = 0;
  a_ptr = &a[1];
  b_ptr = &b[0];
  w_ptr = &w[1];
  int k, j;
  for (j = 1; j < Na; j++) {
    w[0] -= *a_ptr++ * *w_ptr++;
  }
  w[0] += x;
  w[0] = w[0] / a[0];
  w_ptr = &w[0];
  for (k = 0; k < Nb; k++) {
    sum += *b_ptr++ * *w_ptr++;
  }
  return sum;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<float_direct_form_2>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
movss  %xmm0,-0xc(%rbp)
mov    %rsi,-0x18(%rbp)
mov    %rdx,-0x20(%rbp)
mov    %ecx,-0x24(%rbp)
mov    %r8d,-0x28(%rbp)
xorps  %xmm0,%xmm0
movss  %xmm0,-0x44(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
add    $0x4,%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
add    $0x4,%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
movl   $0x1,-0x4c(%rbp)
mov    -0x4c(%rbp),%eax
cmp    -0x24(%rbp),%eax
jge    11ad <float_direct_form_2+0xad>
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    %rax,%rcx
add    $0x4,%rcx
mov    %rcx,-0x30(%rbp)
movss  (%rax),%xmm0
mov    -0x40(%rbp),%rax
mov    %rax,%rcx
add    $0x4,%rcx
mov    %rcx,-0x40(%rbp)
movss  (%rax),%xmm2
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  (%rax),%xmm1
movd   %xmm0,%ecx
xor    $0x80000000,%ecx
movd   %ecx,%xmm0
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
movss  %xmm0,(%rax)
mov    -0x4c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x4c(%rbp)
jmp    114b <float_direct_form_2+0x4b>
movss  -0xc(%rbp),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
addss  (%rax),%xmm0
movss  %xmm0,(%rax)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  (%rax),%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
divss  (%rax),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movss  %xmm0,(%rax)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
movl   $0x0,-0x48(%rbp)
mov    -0x48(%rbp),%eax
cmp    -0x28(%rbp),%eax
jge    1237 <float_direct_form_2+0x137>
mov    -0x38(%rbp),%rax
mov    %rax,%rcx
add    $0x4,%rcx
mov    %rcx,-0x38(%rbp)
movss  (%rax),%xmm0
mov    -0x40(%rbp),%rax
mov    %rax,%rcx
add    $0x4,%rcx
mov    %rcx,-0x40(%rbp)
movss  (%rax),%xmm2
movss  -0x44(%rbp),%xmm1
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
movss  %xmm0,-0x44(%rbp)
mov    -0x48(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x48(%rbp)
jmp    11e5 <float_direct_form_2+0xe5>
movss  -0x44(%rbp),%xmm0
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<float_direct_form_2>:
movss  (%rdi),%xmm1
cmp    $0x2,%ecx
jl     118a <float_direct_form_2+0x8a>
lea    -0x1(%rcx),%r9d
cmp    $0x2,%ecx
jne    1124 <float_direct_form_2+0x24>
mov    %rsi,%r10
mov    %rdi,%rcx
test   $0x1,%r9b
jne    1177 <float_direct_form_2+0x77>
jmp    118a <float_direct_form_2+0x8a>
mov    %r9d,%r10d
and    $0xfffffffe,%r10d
xor    %ecx,%ecx
xor    %eax,%eax
nop
movss  0x4(%rsi,%rcx,4),%xmm2
mulss  0x4(%rdi,%rcx,4),%xmm2
subss  %xmm2,%xmm1
movss  %xmm1,(%rdi)
movss  0x8(%rsi,%rcx,4),%xmm2
mulss  0x8(%rdi,%rcx,4),%xmm2
subss  %xmm2,%xmm1
movss  %xmm1,(%rdi)
add    $0xfffffffffffffff8,%rax
add    $0x2,%rcx
cmp    %ecx,%r10d
jne    1130 <float_direct_form_2+0x30>
mov    %rsi,%r10
sub    %rax,%r10
mov    %rdi,%rcx
sub    %rax,%rcx
test   $0x1,%r9b
je     118a <float_direct_form_2+0x8a>
movss  0x4(%r10),%xmm2
mulss  0x4(%rcx),%xmm2
subss  %xmm2,%xmm1
movss  %xmm1,(%rdi)
addss  %xmm0,%xmm1
movss  %xmm1,(%rdi)
divss  (%rsi),%xmm1
movss  %xmm1,(%rdi)
test   %r8d,%r8d
jle    1259 <float_direct_form_2+0x159>
mulss  (%rdx),%xmm1
xorps  %xmm0,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
cmp    $0x1,%r8d
je     1258 <float_direct_form_2+0x158>
lea    -0x1(%r8),%r9d
lea    -0x2(%r8),%eax
cmp    $0x3,%eax
jb     1222 <float_direct_form_2+0x122>
mov    %r9d,%ecx
and    $0xfffffffc,%ecx
xor    %eax,%eax
xor    %esi,%esi
nop
movss  0x4(%rdx,%rax,4),%xmm1
mulss  0x4(%rdi,%rax,4),%xmm1
movss  0x8(%rdx,%rax,4),%xmm2
addss  %xmm0,%xmm1
mulss  0x8(%rdi,%rax,4),%xmm2
addss  %xmm1,%xmm2
movss  0xc(%rdx,%rax,4),%xmm1
mulss  0xc(%rdi,%rax,4),%xmm1
addss  %xmm2,%xmm1
movss  0x10(%rdx,%rax,4),%xmm0
mulss  0x10(%rdi,%rax,4),%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
add    $0xfffffffffffffff0,%rsi
add    $0x4,%rax
cmp    %eax,%ecx
jne    11d0 <float_direct_form_2+0xd0>
sub    %rsi,%rdi
sub    %rsi,%rdx
test   $0x3,%r9b
je     1258 <float_direct_form_2+0x158>
add    $0xff,%r8b
movzbl %r8b,%eax
and    $0x3,%eax
xor    %ecx,%ecx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
movss  0x4(%rdx,%rcx,4),%xmm1
mulss  0x4(%rdi,%rcx,4),%xmm1
addss  %xmm1,%xmm0
add    $0x1,%rcx
cmp    %ecx,%eax
jne    1240 <float_direct_form_2+0x140>
ret
xorps  %xmm0,%xmm0
ret

LLVM IR (-O0):
define float @float_direct_form_2(float* %0, float %1, float* %2, float* %3, i32 %4, i32 %5) {
%7 = alloca float*
%8 = alloca float
%9 = alloca float*
%10 = alloca float*
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
%13 = alloca float*
%14 = alloca float*
%15 = alloca float*
%16 = alloca float
%17 = alloca i32
%18 = alloca i32
store float* %0, float** %7
store float %1, float* %8
store float* %2, float** %9
store float* %3, float** %10
store i32 %4, i32* %11
store i32 %5, i32* %12
store float 0.000000e+00, float* %16
%19 = load float*, float** %9
%20 = getelementptr inbounds float, float* %19, i64 1
store float* %20, float** %13
%21 = load float*, float** %10
%22 = getelementptr inbounds float, float* %21, i64 0
store float* %22, float** %14
%23 = load float*, float** %7
%24 = getelementptr inbounds float, float* %23, i64 1
store float* %24, float** %15
store i32 1, i32* %18
br label %25
25: ; preds = %41, %6
%26 = load i32, i32* %18
%27 = load i32, i32* %11
%28 = icmp slt i32 %26, %27
br i1 %28, label %29, label %44
29: ; preds = %25
%30 = load float*, float** %13
%31 = getelementptr inbounds float, float* %30, i32 1
store float* %31, float** %13
%32 = load float, float* %30
%33 = load float*, float** %15
%34 = getelementptr inbounds float, float* %33, i32 1
store float* %34, float** %15
%35 = load float, float* %33
%36 = load float*, float** %7
%37 = getelementptr inbounds float, float* %36, i64 0
%38 = load float, float* %37
%39 = fneg float %32
%40 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %39, float %35, float %38)
store float %40, float* %37
br label %41
41: ; preds = %29
%42 = load i32, i32* %18
%43 = add nsw i32 %42, 1
store i32 %43, i32* %18
br label %25
44: ; preds = %25
%45 = load float, float* %8
%46 = load float*, float** %7
%47 = getelementptr inbounds float, float* %46, i64 0
%48 = load float, float* %47
%49 = fadd float %48, %45
store float %49, float* %47
%50 = load float*, float** %7
%51 = getelementptr inbounds float, float* %50, i64 0
%52 = load float, float* %51
%53 = load float*, float** %9
%54 = getelementptr inbounds float, float* %53, i64 0
%55 = load float, float* %54
%56 = fdiv float %52, %55
%57 = load float*, float** %7
%58 = getelementptr inbounds float, float* %57, i64 0
store float %56, float* %58
%59 = load float*, float** %7
%60 = getelementptr inbounds float, float* %59, i64 0
store float* %60, float** %15
store i32 0, i32* %17
br label %61
61: ; preds = %74, %44
%62 = load i32, i32* %17
%63 = load i32, i32* %12
%64 = icmp slt i32 %62, %63
br i1 %64, label %65, label %77
65: ; preds = %61
%66 = load float*, float** %14
%67 = getelementptr inbounds float, float* %66, i32 1
store float* %67, float** %14
%68 = load float, float* %66
%69 = load float*, float** %15
%70 = getelementptr inbounds float, float* %69, i32 1
store float* %70, float** %15
%71 = load float, float* %69
%72 = load float, float* %16
%73 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %68, float %71, float %72)
store float %73, float* %16
br label %74
74: ; preds = %65
%75 = load i32, i32* %17
%76 = add nsw i32 %75, 1
store i32 %76, i32* %17
br label %61
77: ; preds = %61
%78 = load float, float* %16
ret float %78
}

LLVM IR (-O2):
define float @float_direct_form_2(float* nocapture %0, float %1, float* nocapture %2, float* nocapture %3, i32 %4, i32 %5) {
%7 = icmp sgt i32 %4, 1
%8 = load float, float* %0
br i1 %7, label %9, label %47
9: ; preds = %6
%10 = add i32 %4, -1
%11 = and i32 %10, 1
%12 = icmp eq i32 %4, 2
br i1 %12, label %34, label %13
13: ; preds = %9
%14 = and i32 %10, -2
br label %15
15: ; preds = %15, %13
%16 = phi float [ %8, %13 ], [ %31, %15 ]
%17 = phi float* [ %2, %13 ], [ %27, %15 ]
%18 = phi float* [ %0, %13 ], [ %26, %15 ]
%19 = phi i32 [ 0, %13 ], [ %32, %15 ]
%20 = getelementptr inbounds float, float* %18, i64 1
%21 = getelementptr inbounds float, float* %17, i64 1
%22 = load float, float* %21
%23 = load float, float* %20
%24 = fneg float %22
%25 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %24, float %23, float %16)
store float %25, float* %0
%26 = getelementptr inbounds float, float* %18, i64 2
%27 = getelementptr inbounds float, float* %17, i64 2
%28 = load float, float* %27
%29 = load float, float* %26
%30 = fneg float %28
%31 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %30, float %29, float %25)
store float %31, float* %0
%32 = add i32 %19, 2
%33 = icmp eq i32 %32, %14
br i1 %33, label %34, label %15
34: ; preds = %15, %9
%35 = phi float [ undef, %9 ], [ %31, %15 ]
%36 = phi float [ %8, %9 ], [ %31, %15 ]
%37 = phi float* [ %2, %9 ], [ %27, %15 ]
%38 = phi float* [ %0, %9 ], [ %26, %15 ]
%39 = icmp eq i32 %11, 0
br i1 %39, label %47, label %40
40: ; preds = %34
%41 = getelementptr inbounds float, float* %38, i64 1
%42 = getelementptr inbounds float, float* %37, i64 1
%43 = load float, float* %42
%44 = load float, float* %41
%45 = fneg float %43
%46 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %45, float %44, float %36)
store float %46, float* %0
br label %47
47: ; preds = %40, %34, %6
%48 = phi float [ %8, %6 ], [ %35, %34 ], [ %46, %40 ]
%49 = fadd float %48, %1
store float %49, float* %0
%50 = load float, float* %2
%51 = fdiv float %49, %50
store float %51, float* %0
%52 = icmp sgt i32 %5, 0
br i1 %52, label %53, label %109
53: ; preds = %47
%54 = load float, float* %3
%55 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %54, float %51, float 0.000000e+00)
%56 = icmp eq i32 %5, 1
br i1 %56, label %109, label %57
57: ; preds = %53
%58 = add i32 %5, -1
%59 = add i32 %5, -2
%60 = and i32 %58, 3
%61 = icmp ult i32 %59, 3
br i1 %61, label %91, label %62
62: ; preds = %57
%63 = and i32 %58, -4
br label %64
64: ; preds = %64, %62
%65 = phi float [ %55, %62 ], [ %88, %64 ]
%66 = phi float* [ %0, %62 ], [ %84, %64 ]
%67 = phi float* [ %3, %62 ], [ %85, %64 ]
%68 = phi i32 [ 0, %62 ], [ %89, %64 ]
%69 = getelementptr inbounds float, float* %66, i64 1
%70 = getelementptr inbounds float, float* %67, i64 1
%71 = load float, float* %69
%72 = load float, float* %70
%73 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %72, float %71, float %65)
%74 = getelementptr inbounds float, float* %66, i64 2
%75 = getelementptr inbounds float, float* %67, i64 2
%76 = load float, float* %74
%77 = load float, float* %75
%78 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %77, float %76, float %73)
%79 = getelementptr inbounds float, float* %66, i64 3
%80 = getelementptr inbounds float, float* %67, i64 3
%81 = load float, float* %79
%82 = load float, float* %80
%83 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %82, float %81, float %78)
%84 = getelementptr inbounds float, float* %66, i64 4
%85 = getelementptr inbounds float, float* %67, i64 4
%86 = load float, float* %84
%87 = load float, float* %85
%88 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %87, float %86, float %83)
%89 = add i32 %68, 4
%90 = icmp eq i32 %89, %63
br i1 %90, label %91, label %64
91: ; preds = %64, %57
%92 = phi float [ undef, %57 ], [ %88, %64 ]
%93 = phi float [ %55, %57 ], [ %88, %64 ]
%94 = phi float* [ %0, %57 ], [ %84, %64 ]
%95 = phi float* [ %3, %57 ], [ %85, %64 ]
%96 = icmp eq i32 %60, 0
br i1 %96, label %109, label %97
97: ; preds = %91, %97
%98 = phi float [ %106, %97 ], [ %93, %91 ]
%99 = phi float* [ %102, %97 ], [ %94, %91 ]
%100 = phi float* [ %103, %97 ], [ %95, %91 ]
%101 = phi i32 [ %107, %97 ], [ 0, %91 ]
%102 = getelementptr inbounds float, float* %99, i64 1
%103 = getelementptr inbounds float, float* %100, i64 1
%104 = load float, float* %102
%105 = load float, float* %103
%106 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %105, float %104, float %98)
%107 = add i32 %101, 1
%108 = icmp eq i32 %107, %60
br i1 %108, label %109, label %97
109: ; preds = %91, %97, %53, %47
%110 = phi float [ 0.000000e+00, %47 ], [ %55, %53 ], [ %92, %91 ], [ %106, %97 ]
ret float %110
}