void normalize(double *a, int n) {
  int i;
  double sum = 0;
  for (i = 0; i < n; i++)
    sum += a[i];
  for (i = 0; i < n; i++)
    a[i] /= sum;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<normalize>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x18(%rbp)
movl   $0x0,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    114b <normalize+0x4b>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
addsd  -0x18(%rbp),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x18(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    111a <normalize+0x1a>
movl   $0x0,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    1187 <normalize+0x87>
movsd  -0x18(%rbp),%xmm1
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
divsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    1152 <normalize+0x52>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<normalize>:
test   %esi,%esi
jle    1227 <normalize+0x127>
mov    %esi,%r8d
lea    -0x1(%r8),%rax
mov    %r8d,%ecx
and    $0x7,%ecx
cmp    $0x7,%rax
jae    1123 <normalize+0x23>
xorpd  %xmm0,%xmm0
xor    %edx,%edx
jmp    1168 <normalize+0x68>
mov    %r8d,%eax
and    $0xfffffff8,%eax
xorpd  %xmm0,%xmm0
xor    %edx,%edx
nop
addsd  (%rdi,%rdx,8),%xmm0
addsd  0x8(%rdi,%rdx,8),%xmm0
addsd  0x10(%rdi,%rdx,8),%xmm0
addsd  0x18(%rdi,%rdx,8),%xmm0
addsd  0x20(%rdi,%rdx,8),%xmm0
addsd  0x28(%rdi,%rdx,8),%xmm0
addsd  0x30(%rdi,%rdx,8),%xmm0
addsd  0x38(%rdi,%rdx,8),%xmm0
add    $0x8,%rdx
cmp    %rdx,%rax
jne    1130 <normalize+0x30>
test   %rcx,%rcx
je     118e <normalize+0x8e>
lea    (%rdi,%rdx,8),%rax
xor    %edx,%edx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
addsd  (%rax,%rdx,8),%xmm0
add    $0x1,%rdx
cmp    %rdx,%rcx
jne    1180 <normalize+0x80>
test   %esi,%esi
jle    1227 <normalize+0x127>
cmp    $0x1,%esi
jne    119f <normalize+0x9f>
xor    %ecx,%ecx
jmp    1210 <normalize+0x110>
mov    %r8d,%ecx
and    $0xfffffffe,%ecx
movapd %xmm0,%xmm1
unpcklpd %xmm0,%xmm1
lea    -0x2(%rcx),%rax
mov    %rax,%rdx
shr    %rdx
add    $0x1,%rdx
test   %rax,%rax
je     1228 <normalize+0x128>
mov    %rdx,%rsi
and    $0xfffffffffffffffe,%rsi
xor    %eax,%eax
nopl   0x0(%rax)
movupd (%rdi,%rax,8),%xmm2
movupd 0x10(%rdi,%rax,8),%xmm3
divpd  %xmm1,%xmm2
movupd %xmm2,(%rdi,%rax,8)
divpd  %xmm1,%xmm3
movupd %xmm3,0x10(%rdi,%rax,8)
add    $0x4,%rax
add    $0xfffffffffffffffe,%rsi
jne    11d0 <normalize+0xd0>
test   $0x1,%dl
je     120b <normalize+0x10b>
movupd (%rdi,%rax,8),%xmm2
divpd  %xmm1,%xmm2
movupd %xmm2,(%rdi,%rax,8)
cmp    %r8,%rcx
je     1227 <normalize+0x127>
movsd  (%rdi,%rcx,8),%xmm1
divsd  %xmm0,%xmm1
movsd  %xmm1,(%rdi,%rcx,8)
add    $0x1,%rcx
cmp    %rcx,%r8
jne    1210 <normalize+0x110>
ret
xor    %eax,%eax
test   $0x1,%dl
jne    11fd <normalize+0xfd>
jmp    120b <normalize+0x10b>

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

LLVM IR (-O2):
define void @normalize(double* nocapture %0, i32 %1) {
%3 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %3, label %4, label %117
4: ; preds = %2
%5 = zext i32 %1 to i64
%6 = add nsw i64 %5, -1
%7 = and i64 %5, 7
%8 = icmp ult i64 %6, 7
br i1 %8, label %11, label %9
9: ; preds = %4
%10 = and i64 %5, 4294967288
br label %72
11: ; preds = %72, %4
%12 = phi double [ undef, %4 ], [ %106, %72 ]
%13 = phi i64 [ 0, %4 ], [ %107, %72 ]
%14 = phi double [ 0.000000e+00, %4 ], [ %106, %72 ]
%15 = icmp eq i64 %7, 0
br i1 %15, label %26, label %16
16: ; preds = %11, %16
%17 = phi i64 [ %23, %16 ], [ %13, %11 ]
%18 = phi double [ %22, %16 ], [ %14, %11 ]
%19 = phi i64 [ %24, %16 ], [ 0, %11 ]
%20 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %17
%21 = load double, double* %20
%22 = fadd double %18, %21
%23 = add nuw nsw i64 %17, 1
%24 = add i64 %19, 1
%25 = icmp eq i64 %24, %7
br i1 %25, label %26, label %16
26: ; preds = %16, %11
%27 = phi double [ %12, %11 ], [ %22, %16 ]
br i1 %3, label %28, label %117
28: ; preds = %26
%29 = zext i32 %1 to i64
%30 = icmp eq i32 %1, 1
br i1 %30, label %70, label %31
31: ; preds = %28
%32 = and i64 %5, 4294967294
%33 = insertelement <2 x double> poison, double %27, i64 0
%34 = shufflevector <2 x double> %33, <2 x double> poison, <2 x i32> zeroinitializer
%35 = add nsw i64 %32, -2
%36 = lshr exact i64 %35, 1
%37 = add nuw i64 %36, 1
%38 = and i64 %37, 1
%39 = icmp eq i64 %35, 0
br i1 %39, label %59, label %40
40: ; preds = %31
%41 = and i64 %37, -2
br label %42
42: ; preds = %42, %40
%43 = phi i64 [ 0, %40 ], [ %56, %42 ]
%44 = phi i64 [ 0, %40 ], [ %57, %42 ]
%45 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %43
%46 = bitcast double* %45 to <2 x double>*
%47 = load <2 x double>, <2 x double>* %46
%48 = fdiv <2 x double> %47, %34
%49 = bitcast double* %45 to <2 x double>*
store <2 x double> %48, <2 x double>* %49
%50 = or i64 %43, 2
%51 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %50
%52 = bitcast double* %51 to <2 x double>*
%53 = load <2 x double>, <2 x double>* %52
%54 = fdiv <2 x double> %53, %34
%55 = bitcast double* %51 to <2 x double>*
store <2 x double> %54, <2 x double>* %55
%56 = add nuw i64 %43, 4
%57 = add nuw i64 %44, 2
%58 = icmp eq i64 %57, %41
br i1 %58, label %59, label %42
59: ; preds = %42, %31
%60 = phi i64 [ 0, %31 ], [ %56, %42 ]
%61 = icmp eq i64 %38, 0
br i1 %61, label %68, label %62
62: ; preds = %59
%63 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %60
%64 = bitcast double* %63 to <2 x double>*
%65 = load <2 x double>, <2 x double>* %64
%66 = fdiv <2 x double> %65, %34
%67 = bitcast double* %63 to <2 x double>*
store <2 x double> %66, <2 x double>* %67
br label %68
68: ; preds = %59, %62
%69 = icmp eq i64 %32, %5
br i1 %69, label %117, label %70
70: ; preds = %28, %68
%71 = phi i64 [ 0, %28 ], [ %32, %68 ]
br label %110
72: ; preds = %72, %9
%73 = phi i64 [ 0, %9 ], [ %107, %72 ]
%74 = phi double [ 0.000000e+00, %9 ], [ %106, %72 ]
%75 = phi i64 [ 0, %9 ], [ %108, %72 ]
%76 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %73
%77 = load double, double* %76
%78 = fadd double %74, %77
%79 = or i64 %73, 1
%80 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %79
%81 = load double, double* %80
%82 = fadd double %78, %81
%83 = or i64 %73, 2
%84 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %83
%85 = load double, double* %84
%86 = fadd double %82, %85
%87 = or i64 %73, 3
%88 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %87
%89 = load double, double* %88
%90 = fadd double %86, %89
%91 = or i64 %73, 4
%92 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %91
%93 = load double, double* %92
%94 = fadd double %90, %93
%95 = or i64 %73, 5
%96 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %95
%97 = load double, double* %96
%98 = fadd double %94, %97
%99 = or i64 %73, 6
%100 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %99
%101 = load double, double* %100
%102 = fadd double %98, %101
%103 = or i64 %73, 7
%104 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %103
%105 = load double, double* %104
%106 = fadd double %102, %105
%107 = add nuw nsw i64 %73, 8
%108 = add i64 %75, 8
%109 = icmp eq i64 %108, %10
br i1 %109, label %11, label %72
110: ; preds = %70, %110
%111 = phi i64 [ %115, %110 ], [ %71, %70 ]
%112 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %111
%113 = load double, double* %112
%114 = fdiv double %113, %27
store double %114, double* %112
%115 = add nuw nsw i64 %111, 1
%116 = icmp eq i64 %115, %29
br i1 %116, label %117, label %110
117: ; preds = %110, %68, %2, %26
ret void
}