double calc_mahalanobis2(double x[], double av[], double *inv, int n) {
  double sum = 0.0;
  double tmp;
  int i, j;
  for (i = 0; i < n; i++) {
    tmp = 0.0;
    for (j = 0; j < n; j++)
      tmp += (*((double *)inv + i * n + j)) * (x[j] - av[j]);
    sum += (x[i] - av[i]) * tmp;
  }
  return sum;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<calc_mahalanobis2>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %ecx,-0x1c(%rbp)
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x28(%rbp)
movl   $0x0,-0x34(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    11e0 <calc_mahalanobis2+0xe0>
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x30(%rbp)
movl   $0x0,-0x38(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    11a1 <calc_mahalanobis2+0xa1>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x34(%rbp),%ecx
imul   -0x1c(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
shl    $0x3,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x38(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x38(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x38(%rbp),%rcx
subsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
movsd  -0x30(%rbp),%xmm1
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x30(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x38(%rbp)
jmp    113d <calc_mahalanobis2+0x3d>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x34(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x34(%rbp),%rcx
subsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
movsd  -0x30(%rbp),%xmm2
movsd  -0x28(%rbp),%xmm1
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x28(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
jmp    1122 <calc_mahalanobis2+0x22>
movsd  -0x28(%rbp),%xmm0
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<calc_mahalanobis2>:
push   %r15
push   %r14
push   %rbx
test   %ecx,%ecx
jle    11e5 <calc_mahalanobis2+0xe5>
mov    %ecx,%r8d
mov    %r8d,%r9d
and    $0xfffffffe,%r9d
lea    0x8(%rdx),%r15
lea    0x0(,%r8,8),%r10
xorpd  %xmm0,%xmm0
xor    %r11d,%r11d
jmp    1154 <calc_mahalanobis2+0x54>
nopl   0x0(%rax)
movsd  (%rdi,%r11,8),%xmm2
subsd  (%rsi,%r11,8),%xmm2
mulsd  %xmm1,%xmm2
addsd  %xmm2,%xmm0
add    $0x1,%r11
add    %r10,%r15
cmp    %r8,%r11
je     11e9 <calc_mahalanobis2+0xe9>
cmp    $0x1,%ecx
jne    1170 <calc_mahalanobis2+0x70>
xor    %ebx,%ebx
xorpd  %xmm1,%xmm1
jmp    11b8 <calc_mahalanobis2+0xb8>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
xorpd  %xmm2,%xmm2
xor    %ebx,%ebx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
movsd  (%rdi,%rbx,8),%xmm3
movsd  0x8(%rdi,%rbx,8),%xmm1
subsd  (%rsi,%rbx,8),%xmm3
mulsd  -0x8(%r15,%rbx,8),%xmm3
subsd  0x8(%rsi,%rbx,8),%xmm1
mulsd  (%r15,%rbx,8),%xmm1
addsd  %xmm2,%xmm3
addsd  %xmm3,%xmm1
add    $0x2,%rbx
movapd %xmm1,%xmm2
cmp    %rbx,%r9
jne    1180 <calc_mahalanobis2+0x80>
test   $0x1,%r8b
je     1130 <calc_mahalanobis2+0x30>
mov    %r11,%r14
imul   %r8,%r14
movsd  (%rdi,%rbx,8),%xmm2
subsd  (%rsi,%rbx,8),%xmm2
lea    (%rdx,%r14,8),%rax
mulsd  (%rax,%rbx,8),%xmm2
addsd  %xmm2,%xmm1
jmp    1130 <calc_mahalanobis2+0x30>
xorpd  %xmm0,%xmm0
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %r15
ret

LLVM IR (-O0):
define double @calc_mahalanobis2(double* %0, double* %1, double* %2, i32 %3) {
%5 = alloca double*
%6 = alloca double*
%7 = alloca double*
%8 = alloca i32
%9 = alloca double
%10 = alloca double
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
store double* %0, double** %5
store double* %1, double** %6
store double* %2, double** %7
store i32 %3, i32* %8
store double 0.000000e+00, double* %9
store i32 0, i32* %11
br label %13
13: ; preds = %64, %4
%14 = load i32, i32* %11
%15 = load i32, i32* %8
%16 = icmp slt i32 %14, %15
br i1 %16, label %17, label %67
17: ; preds = %13
store double 0.000000e+00, double* %10
store i32 0, i32* %12
br label %18
18: ; preds = %46, %17
%19 = load i32, i32* %12
%20 = load i32, i32* %8
%21 = icmp slt i32 %19, %20
br i1 %21, label %22, label %49
22: ; preds = %18
%23 = load double*, double** %7
%24 = load i32, i32* %11
%25 = load i32, i32* %8
%26 = mul nsw i32 %24, %25
%27 = sext i32 %26 to i64
%28 = getelementptr inbounds double, double* %23, i64 %27
%29 = load i32, i32* %12
%30 = sext i32 %29 to i64
%31 = getelementptr inbounds double, double* %28, i64 %30
%32 = load double, double* %31
%33 = load double*, double** %5
%34 = load i32, i32* %12
%35 = sext i32 %34 to i64
%36 = getelementptr inbounds double, double* %33, i64 %35
%37 = load double, double* %36
%38 = load double*, double** %6
%39 = load i32, i32* %12
%40 = sext i32 %39 to i64
%41 = getelementptr inbounds double, double* %38, i64 %40
%42 = load double, double* %41
%43 = fsub double %37, %42
%44 = load double, double* %10
%45 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %32, double %43, double %44)
store double %45, double* %10
br label %46
46: ; preds = %22
%47 = load i32, i32* %12
%48 = add nsw i32 %47, 1
store i32 %48, i32* %12
br label %18
49: ; preds = %18
%50 = load double*, double** %5
%51 = load i32, i32* %11
%52 = sext i32 %51 to i64
%53 = getelementptr inbounds double, double* %50, i64 %52
%54 = load double, double* %53
%55 = load double*, double** %6
%56 = load i32, i32* %11
%57 = sext i32 %56 to i64
%58 = getelementptr inbounds double, double* %55, i64 %57
%59 = load double, double* %58
%60 = fsub double %54, %59
%61 = load double, double* %10
%62 = load double, double* %9
%63 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %60, double %61, double %62)
store double %63, double* %9
br label %64
64: ; preds = %49
%65 = load i32, i32* %11
%66 = add nsw i32 %65, 1
store i32 %66, i32* %11
br label %13
67: ; preds = %13
%68 = load double, double* %9
ret double %68
}

LLVM IR (-O2):
define double @calc_mahalanobis2(double* nocapture %0, double* nocapture %1, double* nocapture %2, i32 %3) {
%5 = icmp sgt i32 %3, 0
br i1 %5, label %6, label %65
6: ; preds = %4
%7 = zext i32 %3 to i64
%8 = zext i32 %3 to i64
%9 = and i64 %8, 1
%10 = icmp eq i32 %3, 1
%11 = and i64 %8, 4294967294
%12 = icmp eq i64 %9, 0
br label %13
13: ; preds = %55, %6
%14 = phi i64 [ 0, %6 ], [ %63, %55 ]
%15 = phi double [ 0.000000e+00, %6 ], [ %62, %55 ]
%16 = mul nsw i64 %14, %7
%17 = getelementptr inbounds double, double* %2, i64 %16
br i1 %10, label %42, label %18
18: ; preds = %13, %18
%19 = phi i64 [ %39, %18 ], [ 0, %13 ]
%20 = phi double [ %38, %18 ], [ 0.000000e+00, %13 ]
%21 = phi i64 [ %40, %18 ], [ 0, %13 ]
%22 = getelementptr inbounds double, double* %17, i64 %19
%23 = load double, double* %22
%24 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %19
%25 = load double, double* %24
%26 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %19
%27 = load double, double* %26
%28 = fsub double %25, %27
%29 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %23, double %28, double %20)
%30 = or i64 %19, 1
%31 = getelementptr inbounds double, double* %17, i64 %30
%32 = load double, double* %31
%33 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %30
%34 = load double, double* %33
%35 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %30
%36 = load double, double* %35
%37 = fsub double %34, %36
%38 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %32, double %37, double %29)
%39 = add nuw nsw i64 %19, 2
%40 = add i64 %21, 2
%41 = icmp eq i64 %40, %11
br i1 %41, label %42, label %18
42: ; preds = %18, %13
%43 = phi double [ undef, %13 ], [ %38, %18 ]
%44 = phi i64 [ 0, %13 ], [ %39, %18 ]
%45 = phi double [ 0.000000e+00, %13 ], [ %38, %18 ]
br i1 %12, label %55, label %46
46: ; preds = %42
%47 = getelementptr inbounds double, double* %17, i64 %44
%48 = load double, double* %47
%49 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %44
%50 = load double, double* %49
%51 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %44
%52 = load double, double* %51
%53 = fsub double %50, %52
%54 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %48, double %53, double %45)
br label %55
55: ; preds = %42, %46
%56 = phi double [ %43, %42 ], [ %54, %46 ]
%57 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %14
%58 = load double, double* %57
%59 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %14
%60 = load double, double* %59
%61 = fsub double %58, %60
%62 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %61, double %56, double %15)
%63 = add nuw nsw i64 %14, 1
%64 = icmp eq i64 %63, %8
br i1 %64, label %65, label %13
65: ; preds = %55, %4
%66 = phi double [ 0.000000e+00, %4 ], [ %62, %55 ]
ret double %66
}