#define NULL ((void *)0)
typedef unsigned long size_t; // Customize by platform.
typedef long intptr_t;
typedef unsigned long uintptr_t;
typedef long scalar_t__; // Either arithmetic or pointer type.
/* By default, we understand bool (as a convenience). */
typedef int bool;
#define false 0
#define true 1

/* Forward declarations */

/* Type definitions */

/* Variables and functions */
double compute_C(double *, double *, int);
double compute_D(double *, double *, int);
double compute_rho(double *R1, double *R2, int N, int *pairing) {
  double rho = 0;
  int i;
  for (i = 0; i < N; i++) {
    rho += R1[i] * R2[pairing[i]];
  }
  rho = (rho + compute_C(R1, R2, N)) / compute_D(R1, R2, N);
  return rho;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<compute_rho>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x40,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x28(%rbp)
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    1194 <compute_rho+0x74>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%rcx
movslq -0x2c(%rbp),%rdx
movslq (%rcx,%rdx,4),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
movsd  -0x28(%rbp),%xmm1
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x28(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    1146 <compute_rho+0x26>
movsd  -0x28(%rbp),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x40(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x10(%rbp),%rsi
mov    -0x14(%rbp),%edx
call   1030 <compute_C@plt>
movaps %xmm0,%xmm1
movsd  -0x40(%rbp),%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x38(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x10(%rbp),%rsi
mov    -0x14(%rbp),%edx
call   1040 <compute_D@plt>
movaps %xmm0,%xmm1
movsd  -0x38(%rbp),%xmm0
divsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x28(%rbp)
movsd  -0x28(%rbp),%xmm0
add    $0x40,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<compute_rho>:
push   %rbp
push   %r14
push   %rbx
sub    $0x10,%rsp
mov    %edx,%r14d
mov    %rsi,%rbx
mov    %rdi,%rbp
test   %edx,%edx
jle    114f <compute_rho+0x2f>
mov    %r14d,%esi
lea    -0x1(%rsi),%rdx
mov    %esi,%eax
and    $0x3,%eax
cmp    $0x3,%rdx
jae    1158 <compute_rho+0x38>
xorpd  %xmm2,%xmm2
xor    %edx,%edx
jmp    11c8 <compute_rho+0xa8>
xorpd  %xmm2,%xmm2
jmp    11fb <compute_rho+0xdb>
and    $0xfffffffc,%esi
xorpd  %xmm2,%xmm2
xor    %edx,%edx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movslq (%rcx,%rdx,4),%rdi
movsd  0x0(%rbp,%rdx,8),%xmm0
movsd  0x8(%rbp,%rdx,8),%xmm1
mulsd  (%rbx,%rdi,8),%xmm0
addsd  %xmm2,%xmm0
movslq 0x4(%rcx,%rdx,4),%rdi
mulsd  (%rbx,%rdi,8),%xmm1
addsd  %xmm0,%xmm1
movsd  0x10(%rbp,%rdx,8),%xmm0
movslq 0x8(%rcx,%rdx,4),%rdi
mulsd  (%rbx,%rdi,8),%xmm0
movsd  0x18(%rbp,%rdx,8),%xmm2
movslq 0xc(%rcx,%rdx,4),%rdi
mulsd  (%rbx,%rdi,8),%xmm2
addsd  %xmm1,%xmm0
addsd  %xmm0,%xmm2
add    $0x4,%rdx
cmp    %rdx,%rsi
jne    1170 <compute_rho+0x50>
test   %rax,%rax
je     11fb <compute_rho+0xdb>
lea    (%rcx,%rdx,4),%rcx
lea    0x0(,%rdx,8),%rdx
add    %rbp,%rdx
xor    %esi,%esi
xchg   %ax,%ax
movsd  (%rdx,%rsi,8),%xmm0
movslq (%rcx,%rsi,4),%rdi
mulsd  (%rbx,%rdi,8),%xmm0
addsd  %xmm0,%xmm2
add    $0x1,%rsi
cmp    %rsi,%rax
jne    11e0 <compute_rho+0xc0>
movsd  %xmm2,0x8(%rsp)
mov    %rbp,%rdi
mov    %rbx,%rsi
mov    %r14d,%edx
call   1030 <compute_C@plt>
addsd  0x8(%rsp),%xmm0
movsd  %xmm0,0x8(%rsp)
mov    %rbp,%rdi
mov    %rbx,%rsi
mov    %r14d,%edx
call   1040 <compute_D@plt>
movsd  0x8(%rsp),%xmm1
divsd  %xmm0,%xmm1
movapd %xmm1,%xmm0
add    $0x10,%rsp
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define double @compute_rho(double* %0, double* %1, i32 %2, i32* %3) {
%5 = alloca double*
%6 = alloca double*
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32*
%9 = alloca double
%10 = alloca i32
store double* %0, double** %5
store double* %1, double** %6
store i32 %2, i32* %7
store i32* %3, i32** %8
store double 0.000000e+00, double* %9
store i32 0, i32* %10
br label %11
11: ; preds = %32, %4
%12 = load i32, i32* %10
%13 = load i32, i32* %7
%14 = icmp slt i32 %12, %13
br i1 %14, label %15, label %35
15: ; preds = %11
%16 = load double*, double** %5
%17 = load i32, i32* %10
%18 = sext i32 %17 to i64
%19 = getelementptr inbounds double, double* %16, i64 %18
%20 = load double, double* %19
%21 = load double*, double** %6
%22 = load i32*, i32** %8
%23 = load i32, i32* %10
%24 = sext i32 %23 to i64
%25 = getelementptr inbounds i32, i32* %22, i64 %24
%26 = load i32, i32* %25
%27 = sext i32 %26 to i64
%28 = getelementptr inbounds double, double* %21, i64 %27
%29 = load double, double* %28
%30 = load double, double* %9
%31 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %20, double %29, double %30)
store double %31, double* %9
br label %32
32: ; preds = %15
%33 = load i32, i32* %10
%34 = add nsw i32 %33, 1
store i32 %34, i32* %10
br label %11
35: ; preds = %11
%36 = load double, double* %9
%37 = load double*, double** %5
%38 = load double*, double** %6
%39 = load i32, i32* %7
%40 = call double @compute_C(double* %37, double* %38, i32 %39)
%41 = fadd double %36, %40
%42 = load double*, double** %5
%43 = load double*, double** %6
%44 = load i32, i32* %7
%45 = call double @compute_D(double* %42, double* %43, i32 %44)
%46 = fdiv double %41, %45
store double %46, double* %9
%47 = load double, double* %9
ret double %47
}

LLVM IR (-O2):
define double @compute_rho(double* %0, double* %1, i32 %2, i32* nocapture %3) {
%5 = icmp sgt i32 %2, 0
br i1 %5, label %6, label %75
6: ; preds = %4
%7 = zext i32 %2 to i64
%8 = add nsw i64 %7, -1
%9 = and i64 %7, 3
%10 = icmp ult i64 %8, 3
br i1 %10, label %55, label %11
11: ; preds = %6
%12 = and i64 %7, 4294967292
br label %13
13: ; preds = %13, %11
%14 = phi i64 [ 0, %11 ], [ %52, %13 ]
%15 = phi double [ 0.000000e+00, %11 ], [ %51, %13 ]
%16 = phi i64 [ 0, %11 ], [ %53, %13 ]
%17 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %14
%18 = load double, double* %17
%19 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 %14
%20 = load i32, i32* %19
%21 = sext i32 %20 to i64
%22 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %21
%23 = load double, double* %22
%24 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %18, double %23, double %15)
%25 = or i64 %14, 1
%26 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %25
%27 = load double, double* %26
%28 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 %25
%29 = load i32, i32* %28
%30 = sext i32 %29 to i64
%31 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %30
%32 = load double, double* %31
%33 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %27, double %32, double %24)
%34 = or i64 %14, 2
%35 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %34
%36 = load double, double* %35
%37 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 %34
%38 = load i32, i32* %37
%39 = sext i32 %38 to i64
%40 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %39
%41 = load double, double* %40
%42 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %36, double %41, double %33)
%43 = or i64 %14, 3
%44 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %43
%45 = load double, double* %44
%46 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 %43
%47 = load i32, i32* %46
%48 = sext i32 %47 to i64
%49 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %48
%50 = load double, double* %49
%51 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %45, double %50, double %42)
%52 = add nuw nsw i64 %14, 4
%53 = add i64 %16, 4
%54 = icmp eq i64 %53, %12
br i1 %54, label %55, label %13
55: ; preds = %13, %6
%56 = phi double [ undef, %6 ], [ %51, %13 ]
%57 = phi i64 [ 0, %6 ], [ %52, %13 ]
%58 = phi double [ 0.000000e+00, %6 ], [ %51, %13 ]
%59 = icmp eq i64 %9, 0
br i1 %59, label %75, label %60
60: ; preds = %55, %60
%61 = phi i64 [ %72, %60 ], [ %57, %55 ]
%62 = phi double [ %71, %60 ], [ %58, %55 ]
%63 = phi i64 [ %73, %60 ], [ 0, %55 ]
%64 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %61
%65 = load double, double* %64
%66 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 %61
%67 = load i32, i32* %66
%68 = sext i32 %67 to i64
%69 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %68
%70 = load double, double* %69
%71 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %65, double %70, double %62)
%72 = add nuw nsw i64 %61, 1
%73 = add i64 %63, 1
%74 = icmp eq i64 %73, %9
br i1 %74, label %75, label %60
75: ; preds = %55, %60, %4
%76 = phi double [ 0.000000e+00, %4 ], [ %56, %55 ], [ %71, %60 ]
%77 = tail call double @compute_C(double* %0, double* %1, i32 %2)
%78 = fadd double %76, %77
%79 = tail call double @compute_D(double* %0, double* %1, i32 %2)
%80 = fdiv double %78, %79
ret double %80
}