double interpolate_cdf(double r, double *cdf, double *cdf_data, int cdf_size) {
  int i;
  cdf_size--;
  for (i = 0; i < cdf_size; ++i) {
    if (r <= cdf[i]) {
      break;
    }
  }
  if (i == 0) {
    return (r / cdf[0] * cdf_data[0]);
  } else {
    return (cdf_data[i] - (cdf_data[i] - cdf_data[i - 1]) * (cdf[i] - r) /
                              (cdf[i] - cdf[i - 1]));
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<interpolate_cdf>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
movsd  %xmm0,-0x10(%rbp)
mov    %rdi,-0x18(%rbp)
mov    %rsi,-0x20(%rbp)
mov    %edx,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
movl   $0x0,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
cmp    -0x24(%rbp),%eax
jge    1164 <interpolate_cdf+0x64>
movsd  -0x10(%rbp),%xmm1
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
ucomisd %xmm1,%xmm0
jb     1151 <interpolate_cdf+0x51>
jmp    1164 <interpolate_cdf+0x64>
jmp    1156 <interpolate_cdf+0x56>
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    1124 <interpolate_cdf+0x24>
cmpl   $0x0,-0x28(%rbp)
jne    118d <interpolate_cdf+0x8d>
movsd  -0x10(%rbp),%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
divsd  (%rax),%xmm0
mov    -0x20(%rbp),%rax
mulsd  (%rax),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x8(%rbp)
jmp    11fb <interpolate_cdf+0xfb>
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm1
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
subsd  (%rax,%rcx,8),%xmm1
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
subsd  -0x10(%rbp),%xmm2
mulsd  %xmm2,%xmm1
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
subsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
divsd  %xmm2,%xmm1
subsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x8(%rbp)
movsd  -0x8(%rbp),%xmm0
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<interpolate_cdf>:
cmp    $0x2,%edx
jl     1162 <interpolate_cdf+0x62>
add    $0xffffffff,%edx
mov    %edx,%ecx
xor    %eax,%eax
nopl   0x0(%rax)
movsd  (%rdi,%rax,8),%xmm1
ucomisd %xmm0,%xmm1
jae    115c <interpolate_cdf+0x5c>
add    $0x1,%rax
cmp    %rax,%rcx
jne    1110 <interpolate_cdf+0x10>
test   %edx,%edx
je     1162 <interpolate_cdf+0x62>
mov    %edx,%eax
movsd  (%rdi,%rax,8),%xmm1
movapd %xmm1,%xmm2
subsd  %xmm0,%xmm2
movsd  (%rsi,%rax,8),%xmm0
movslq %edx,%rax
movapd %xmm0,%xmm3
subsd  -0x8(%rsi,%rax,8),%xmm3
mulsd  %xmm3,%xmm2
subsd  -0x8(%rdi,%rax,8),%xmm1
divsd  %xmm1,%xmm2
subsd  %xmm2,%xmm0
ret
mov    %eax,%edx
test   %edx,%edx
jne    1128 <interpolate_cdf+0x28>
divsd  (%rdi),%xmm0
mulsd  (%rsi),%xmm0
ret

LLVM IR (-O0):
define double @interpolate_cdf(double %0, double* %1, double* %2, i32 %3) {
%5 = alloca double
%6 = alloca double
%7 = alloca double*
%8 = alloca double*
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
store double %0, double* %6
store double* %1, double** %7
store double* %2, double** %8
store i32 %3, i32* %9
%11 = load i32, i32* %9
%12 = add nsw i32 %11, -1
store i32 %12, i32* %9
store i32 0, i32* %10
br label %13
13: ; preds = %27, %4
%14 = load i32, i32* %10
%15 = load i32, i32* %9
%16 = icmp slt i32 %14, %15
br i1 %16, label %17, label %30
17: ; preds = %13
%18 = load double, double* %6
%19 = load double*, double** %7
%20 = load i32, i32* %10
%21 = sext i32 %20 to i64
%22 = getelementptr inbounds double, double* %19, i64 %21
%23 = load double, double* %22
%24 = fcmp ole double %18, %23
br i1 %24, label %25, label %26
25: ; preds = %17
br label %30
26: ; preds = %17
br label %27
27: ; preds = %26
%28 = load i32, i32* %10
%29 = add nsw i32 %28, 1
store i32 %29, i32* %10
br label %13
30: ; preds = %25, %13
%31 = load i32, i32* %10
%32 = icmp eq i32 %31, 0
br i1 %32, label %33, label %43
33: ; preds = %30
%34 = load double, double* %6
%35 = load double*, double** %7
%36 = getelementptr inbounds double, double* %35, i64 0
%37 = load double, double* %36
%38 = fdiv double %34, %37
%39 = load double*, double** %8
%40 = getelementptr inbounds double, double* %39, i64 0
%41 = load double, double* %40
%42 = fmul double %38, %41
store double %42, double* %5
br label %83
43: ; preds = %30
%44 = load double*, double** %8
%45 = load i32, i32* %10
%46 = sext i32 %45 to i64
%47 = getelementptr inbounds double, double* %44, i64 %46
%48 = load double, double* %47
%49 = load double*, double** %8
%50 = load i32, i32* %10
%51 = sext i32 %50 to i64
%52 = getelementptr inbounds double, double* %49, i64 %51
%53 = load double, double* %52
%54 = load double*, double** %8
%55 = load i32, i32* %10
%56 = sub nsw i32 %55, 1
%57 = sext i32 %56 to i64
%58 = getelementptr inbounds double, double* %54, i64 %57
%59 = load double, double* %58
%60 = fsub double %53, %59
%61 = load double*, double** %7
%62 = load i32, i32* %10
%63 = sext i32 %62 to i64
%64 = getelementptr inbounds double, double* %61, i64 %63
%65 = load double, double* %64
%66 = load double, double* %6
%67 = fsub double %65, %66
%68 = fmul double %60, %67
%69 = load double*, double** %7
%70 = load i32, i32* %10
%71 = sext i32 %70 to i64
%72 = getelementptr inbounds double, double* %69, i64 %71
%73 = load double, double* %72
%74 = load double*, double** %7
%75 = load i32, i32* %10
%76 = sub nsw i32 %75, 1
%77 = sext i32 %76 to i64
%78 = getelementptr inbounds double, double* %74, i64 %77
%79 = load double, double* %78
%80 = fsub double %73, %79
%81 = fdiv double %68, %80
%82 = fsub double %48, %81
store double %82, double* %5
br label %83
83: ; preds = %43, %33
%84 = load double, double* %5
ret double %84
}

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