float average_linkage(float **distances, const int a[], const int b[], int m,
                      int n) {
  float total = 0.0;
  for (int i = 0; i < m; ++i)
    for (int j = 0; j < n; ++j)
      total += distances[a[i]][b[j]];
  return total / (m * n);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<average_linkage>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %ecx,-0x1c(%rbp)
mov    %r8d,-0x20(%rbp)
xorps  %xmm0,%xmm0
movss  %xmm0,-0x24(%rbp)
movl   $0x0,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    1195 <average_linkage+0x95>
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0x20(%rbp),%eax
jge    1182 <average_linkage+0x82>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
movslq -0x28(%rbp),%rdx
movslq (%rcx,%rdx,4),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
mov    -0x18(%rbp),%rcx
movslq -0x2c(%rbp),%rdx
movslq (%rcx,%rdx,4),%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
addss  -0x24(%rbp),%xmm0
movss  %xmm0,-0x24(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    1139 <average_linkage+0x39>
jmp    1187 <average_linkage+0x87>
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    1126 <average_linkage+0x26>
movss  -0x24(%rbp),%xmm0
mov    -0x1c(%rbp),%eax
imul   -0x20(%rbp),%eax
cvtsi2ss %eax,%xmm1
divss  %xmm1,%xmm0
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<average_linkage>:
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
test   %ecx,%ecx
jle    11c9 <average_linkage+0xc9>
mov    %ecx,%r9d
mov    %r8d,%r11d
lea    -0x1(%r11),%r10
mov    %r11d,%r15d
and    $0x3,%r15d
and    $0xfffffffc,%r11d
xorps  %xmm0,%xmm0
xor    %r14d,%r14d
jmp    113d <average_linkage+0x3d>
xchg   %ax,%ax
add    $0x1,%r14
cmp    %r9,%r14
je     11cc <average_linkage+0xcc>
test   %r8d,%r8d
jle    1130 <average_linkage+0x30>
movslq (%rsi,%r14,4),%rax
mov    (%rdi,%rax,8),%r13
xor    %eax,%eax
cmp    $0x3,%r10
jb     1198 <average_linkage+0x98>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
movslq (%rdx,%rax,4),%rbx
addss  0x0(%r13,%rbx,4),%xmm0
movslq 0x4(%rdx,%rax,4),%rbx
addss  0x0(%r13,%rbx,4),%xmm0
movslq 0x8(%rdx,%rax,4),%rbx
addss  0x0(%r13,%rbx,4),%xmm0
movslq 0xc(%rdx,%rax,4),%rbx
addss  0x0(%r13,%rbx,4),%xmm0
add    $0x4,%rax
cmp    %rax,%r11
jne    1160 <average_linkage+0x60>
test   %r15,%r15
je     1130 <average_linkage+0x30>
lea    (%rdx,%rax,4),%r12
xor    %eax,%eax
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
movslq (%r12,%rax,4),%rbx
addss  0x0(%r13,%rbx,4),%xmm0
add    $0x1,%rax
cmp    %rax,%r15
jne    11b0 <average_linkage+0xb0>
jmp    1130 <average_linkage+0x30>
xorps  %xmm0,%xmm0
imul   %ecx,%r8d
cvtsi2ss %r8d,%xmm1
divss  %xmm1,%xmm0
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
ret

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

LLVM IR (-O2):
define float @average_linkage(float** nocapture %0, i32* nocapture %1, i32* nocapture %2, i32 %3, i32 %4) {
%6 = icmp sgt i32 %3, 0
br i1 %6, label %7, label %25
7: ; preds = %5
%8 = icmp sgt i32 %4, 0
%9 = zext i32 %3 to i64
%10 = zext i32 %4 to i64
%11 = add nsw i64 %10, -1
%12 = and i64 %10, 3
%13 = icmp ult i64 %11, 3
%14 = and i64 %10, 4294967292
%15 = icmp eq i64 %12, 0
br label %16
16: ; preds = %7, %47
%17 = phi i64 [ 0, %7 ], [ %49, %47 ]
%18 = phi float [ 0.000000e+00, %7 ], [ %48, %47 ]
br i1 %8, label %19, label %47
19: ; preds = %16
%20 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %17
%21 = load i32, i32* %20
%22 = sext i32 %21 to i64
%23 = getelementptr inbounds float*, float** %0, i64 %22
%24 = load float*, float** %23
br i1 %13, label %30, label %51
25: ; preds = %47, %5
%26 = phi float [ 0.000000e+00, %5 ], [ %48, %47 ]
%27 = mul nsw i32 %4, %3
%28 = sitofp i32 %27 to float
%29 = fdiv float %26, %28
ret float %29
30: ; preds = %51, %19
%31 = phi float [ undef, %19 ], [ %81, %51 ]
%32 = phi i64 [ 0, %19 ], [ %82, %51 ]
%33 = phi float [ %18, %19 ], [ %81, %51 ]
br i1 %15, label %47, label %34
34: ; preds = %30, %34
%35 = phi i64 [ %44, %34 ], [ %32, %30 ]
%36 = phi float [ %43, %34 ], [ %33, %30 ]
%37 = phi i64 [ %45, %34 ], [ 0, %30 ]
%38 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %35
%39 = load i32, i32* %38
%40 = sext i32 %39 to i64
%41 = getelementptr inbounds float, float* %24, i64 %40
%42 = load float, float* %41
%43 = fadd float %36, %42
%44 = add nuw nsw i64 %35, 1
%45 = add i64 %37, 1
%46 = icmp eq i64 %45, %12
br i1 %46, label %47, label %34
47: ; preds = %30, %34, %16
%48 = phi float [ %18, %16 ], [ %31, %30 ], [ %43, %34 ]
%49 = add nuw nsw i64 %17, 1
%50 = icmp eq i64 %49, %9
br i1 %50, label %25, label %16
51: ; preds = %19, %51
%52 = phi i64 [ %82, %51 ], [ 0, %19 ]
%53 = phi float [ %81, %51 ], [ %18, %19 ]
%54 = phi i64 [ %83, %51 ], [ 0, %19 ]
%55 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %52
%56 = load i32, i32* %55
%57 = sext i32 %56 to i64
%58 = getelementptr inbounds float, float* %24, i64 %57
%59 = load float, float* %58
%60 = fadd float %53, %59
%61 = or i64 %52, 1
%62 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %61
%63 = load i32, i32* %62
%64 = sext i32 %63 to i64
%65 = getelementptr inbounds float, float* %24, i64 %64
%66 = load float, float* %65
%67 = fadd float %60, %66
%68 = or i64 %52, 2
%69 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %68
%70 = load i32, i32* %69
%71 = sext i32 %70 to i64
%72 = getelementptr inbounds float, float* %24, i64 %71
%73 = load float, float* %72
%74 = fadd float %67, %73
%75 = or i64 %52, 3
%76 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %75
%77 = load i32, i32* %76
%78 = sext i32 %77 to i64
%79 = getelementptr inbounds float, float* %24, i64 %78
%80 = load float, float* %79
%81 = fadd float %74, %80
%82 = add nuw nsw i64 %52, 4
%83 = add i64 %54, 4
%84 = icmp eq i64 %83, %14
br i1 %84, label %30, label %51
}