int polygon_winding_number(int N, const double pg[N][2], const double p[2]) {
  int n = 0;
  for (int i = 0; i < N; i++) {
    double o = (pg[(i + 1) % N][0] - pg[i][0]) * (p[1] - pg[i][1]) -
               (p[0] - pg[i][0]) * (pg[(i + 1) % N][1] - pg[i][1]);
    if (pg[i][1] <= p[1]) {
      if ((pg[(i + 1) % N][1] > p[1]) && (o > 0.))
        n++;
    } else {
      if ((pg[(i + 1) % N][1] <= p[1]) && (o < 0.))
        n--;
    }
  }
  return n;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<polygon_winding_number>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
movl   $0x0,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    12db <polygon_winding_number+0x1db>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
cltd
idivl  -0x4(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%rax
movslq %edx,%rcx
shl    $0x4,%rcx
add    %rcx,%rax
movsd  (%rax),%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
shl    $0x4,%rcx
add    %rcx,%rax
subsd  (%rax),%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
movsd  0x8(%rax),%xmm2
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
shl    $0x4,%rcx
add    %rcx,%rax
subsd  0x8(%rax),%xmm2
mov    -0x18(%rbp),%rax
movsd  (%rax),%xmm1
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
shl    $0x4,%rcx
add    %rcx,%rax
subsd  (%rax),%xmm1
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
cltd
idivl  -0x4(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rax
movslq %edx,%rcx
shl    $0x4,%rcx
add    %rcx,%rax
movsd  0x8(%rax),%xmm3
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
shl    $0x4,%rcx
add    %rcx,%rax
subsd  0x8(%rax),%xmm3
mulsd  %xmm3,%xmm1
movq   %xmm1,%rax
movabs $0x8000000000000000,%rcx
xor    %rcx,%rax
movq   %rax,%xmm1
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x28(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
shl    $0x4,%rcx
add    %rcx,%rax
movsd  0x8(%rax),%xmm1
mov    -0x18(%rbp),%rax
movsd  0x8(%rax),%xmm0
ucomisd %xmm1,%xmm0
jb     1274 <polygon_winding_number+0x174>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
cltd
idivl  -0x4(%rbp)
mov    -0x40(%rbp),%rax
movslq %edx,%rcx
shl    $0x4,%rcx
add    %rcx,%rax
movsd  0x8(%rax),%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
ucomisd 0x8(%rax),%xmm0
jbe    126f <polygon_winding_number+0x16f>
movsd  -0x28(%rbp),%xmm0
xorps  %xmm1,%xmm1
ucomisd %xmm1,%xmm0
jbe    126f <polygon_winding_number+0x16f>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    12c8 <polygon_winding_number+0x1c8>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x48(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
cltd
idivl  -0x4(%rbp)
mov    -0x48(%rbp),%rax
movslq %edx,%rcx
shl    $0x4,%rcx
add    %rcx,%rax
movsd  0x8(%rax),%xmm1
mov    -0x18(%rbp),%rax
movsd  0x8(%rax),%xmm0
ucomisd %xmm1,%xmm0
jb     12c3 <polygon_winding_number+0x1c3>
xorps  %xmm0,%xmm0
ucomisd -0x28(%rbp),%xmm0
jbe    12c3 <polygon_winding_number+0x1c3>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    12c8 <polygon_winding_number+0x1c8>
jmp    12cd <polygon_winding_number+0x1cd>
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    111d <polygon_winding_number+0x1d>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<polygon_winding_number>:
test   %edi,%edi
jle    11d2 <polygon_winding_number+0xd2>
movsd  (%rdx),%xmm0
movsd  0x8(%rdx),%xmm1
mov    %edi,%r8d
lea    0x8(%rsi),%rdx
neg    %r8
xor    %eax,%eax
mov    $0x1,%edi
xorpd  %xmm2,%xmm2
jmp    115f <polygon_winding_number+0x5f>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
ucomisd %xmm4,%xmm1
setae  %r9b
ucomisd %xmm3,%xmm2
seta   %cl
and    %r9b,%cl
movzbl %cl,%ecx
neg    %ecx
add    %ecx,%eax
add    $0x10,%rdx
lea    (%r8,%rdi,1),%rcx
add    $0x1,%rcx
add    $0x1,%rdi
cmp    $0x1,%rcx
je     11d4 <polygon_winding_number+0xd4>
mov    %r8,%rcx
add    %rdi,%rcx
mov    $0x0,%ecx
cmovne %rdi,%rcx
shl    $0x4,%rcx
movsd  -0x8(%rdx),%xmm5
movsd  (%rdx),%xmm6
movsd  (%rsi,%rcx,1),%xmm7
movsd  0x8(%rsi,%rcx,1),%xmm4
subsd  %xmm5,%xmm7
movapd %xmm1,%xmm3
subsd  %xmm6,%xmm3
mulsd  %xmm7,%xmm3
movapd %xmm0,%xmm7
subsd  %xmm5,%xmm7
movapd %xmm4,%xmm5
subsd  %xmm6,%xmm5
mulsd  %xmm7,%xmm5
subsd  %xmm5,%xmm3
ucomisd %xmm6,%xmm1
jb     1130 <polygon_winding_number+0x30>
ucomisd %xmm1,%xmm4
seta   %r9b
ucomisd %xmm2,%xmm3
seta   %cl
and    %r9b,%cl
movzbl %cl,%ecx
jmp    1147 <polygon_winding_number+0x47>
xor    %eax,%eax
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @polygon_winding_number(i32 %0, [2 x double]* %1, double* %2) {
%4 = alloca i32
%5 = alloca [2 x double]*
%6 = alloca double*
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca double
store i32 %0, i32* %4
store [2 x double]* %1, [2 x double]** %5
store double* %2, double** %6
%10 = load i32, i32* %4
%11 = zext i32 %10 to i64
store i32 0, i32* %7
store i32 0, i32* %8
br label %12
12: ; preds = %125, %3
%13 = load i32, i32* %8
%14 = load i32, i32* %4
%15 = icmp slt i32 %13, %14
br i1 %15, label %16, label %128
16: ; preds = %12
%17 = load [2 x double]*, [2 x double]** %5
%18 = load i32, i32* %8
%19 = add nsw i32 %18, 1
%20 = load i32, i32* %4
%21 = srem i32 %19, %20
%22 = sext i32 %21 to i64
%23 = getelementptr inbounds [2 x double], [2 x double]* %17, i64 %22
%24 = getelementptr inbounds [2 x double], [2 x double]* %23, i64 0, i64 0
%25 = load double, double* %24
%26 = load [2 x double]*, [2 x double]** %5
%27 = load i32, i32* %8
%28 = sext i32 %27 to i64
%29 = getelementptr inbounds [2 x double], [2 x double]* %26, i64 %28
%30 = getelementptr inbounds [2 x double], [2 x double]* %29, i64 0, i64 0
%31 = load double, double* %30
%32 = fsub double %25, %31
%33 = load double*, double** %6
%34 = getelementptr inbounds double, double* %33, i64 1
%35 = load double, double* %34
%36 = load [2 x double]*, [2 x double]** %5
%37 = load i32, i32* %8
%38 = sext i32 %37 to i64
%39 = getelementptr inbounds [2 x double], [2 x double]* %36, i64 %38
%40 = getelementptr inbounds [2 x double], [2 x double]* %39, i64 0, i64 1
%41 = load double, double* %40
%42 = fsub double %35, %41
%43 = load double*, double** %6
%44 = getelementptr inbounds double, double* %43, i64 0
%45 = load double, double* %44
%46 = load [2 x double]*, [2 x double]** %5
%47 = load i32, i32* %8
%48 = sext i32 %47 to i64
%49 = getelementptr inbounds [2 x double], [2 x double]* %46, i64 %48
%50 = getelementptr inbounds [2 x double], [2 x double]* %49, i64 0, i64 0
%51 = load double, double* %50
%52 = fsub double %45, %51
%53 = load [2 x double]*, [2 x double]** %5
%54 = load i32, i32* %8
%55 = add nsw i32 %54, 1
%56 = load i32, i32* %4
%57 = srem i32 %55, %56
%58 = sext i32 %57 to i64
%59 = getelementptr inbounds [2 x double], [2 x double]* %53, i64 %58
%60 = getelementptr inbounds [2 x double], [2 x double]* %59, i64 0, i64 1
%61 = load double, double* %60
%62 = load [2 x double]*, [2 x double]** %5
%63 = load i32, i32* %8
%64 = sext i32 %63 to i64
%65 = getelementptr inbounds [2 x double], [2 x double]* %62, i64 %64
%66 = getelementptr inbounds [2 x double], [2 x double]* %65, i64 0, i64 1
%67 = load double, double* %66
%68 = fsub double %61, %67
%69 = fmul double %52, %68
%70 = fneg double %69
%71 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %32, double %42, double %70)
store double %71, double* %9
%72 = load [2 x double]*, [2 x double]** %5
%73 = load i32, i32* %8
%74 = sext i32 %73 to i64
%75 = getelementptr inbounds [2 x double], [2 x double]* %72, i64 %74
%76 = getelementptr inbounds [2 x double], [2 x double]* %75, i64 0, i64 1
%77 = load double, double* %76
%78 = load double*, double** %6
%79 = getelementptr inbounds double, double* %78, i64 1
%80 = load double, double* %79
%81 = fcmp ole double %77, %80
br i1 %81, label %82, label %103
82: ; preds = %16
%83 = load [2 x double]*, [2 x double]** %5
%84 = load i32, i32* %8
%85 = add nsw i32 %84, 1
%86 = load i32, i32* %4
%87 = srem i32 %85, %86
%88 = sext i32 %87 to i64
%89 = getelementptr inbounds [2 x double], [2 x double]* %83, i64 %88
%90 = getelementptr inbounds [2 x double], [2 x double]* %89, i64 0, i64 1
%91 = load double, double* %90
%92 = load double*, double** %6
%93 = getelementptr inbounds double, double* %92, i64 1
%94 = load double, double* %93
%95 = fcmp ogt double %91, %94
br i1 %95, label %96, label %102
96: ; preds = %82
%97 = load double, double* %9
%98 = fcmp ogt double %97, 0.000000e+00
br i1 %98, label %99, label %102
99: ; preds = %96
%100 = load i32, i32* %7
%101 = add nsw i32 %100, 1
store i32 %101, i32* %7
br label %102
102: ; preds = %99, %96, %82
br label %124
103: ; preds = %16
%104 = load [2 x double]*, [2 x double]** %5
%105 = load i32, i32* %8
%106 = add nsw i32 %105, 1
%107 = load i32, i32* %4
%108 = srem i32 %106, %107
%109 = sext i32 %108 to i64
%110 = getelementptr inbounds [2 x double], [2 x double]* %104, i64 %109
%111 = getelementptr inbounds [2 x double], [2 x double]* %110, i64 0, i64 1
%112 = load double, double* %111
%113 = load double*, double** %6
%114 = getelementptr inbounds double, double* %113, i64 1
%115 = load double, double* %114
%116 = fcmp ole double %112, %115
br i1 %116, label %117, label %123
117: ; preds = %103
%118 = load double, double* %9
%119 = fcmp olt double %118, 0.000000e+00
br i1 %119, label %120, label %123
120: ; preds = %117
%121 = load i32, i32* %7
%122 = add nsw i32 %121, -1
store i32 %122, i32* %7
br label %123
123: ; preds = %120, %117, %103
br label %124
124: ; preds = %123, %102
br label %125
125: ; preds = %124
%126 = load i32, i32* %8
%127 = add nsw i32 %126, 1
store i32 %127, i32* %8
br label %12
128: ; preds = %12
%129 = load i32, i32* %7
ret i32 %129
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @polygon_winding_number(i32 %0, [2 x double]* nocapture %1, double* nocapture %2) {
%4 = icmp sgt i32 %0, 0
br i1 %4, label %5, label %10
5: ; preds = %3
%6 = getelementptr inbounds double, double* %2, i64 1
%7 = load double, double* %6
%8 = load double, double* %2
%9 = zext i32 %0 to i64
br label %12
10: ; preds = %45, %3
%11 = phi i32 [ 0, %3 ], [ %47, %45 ]
ret i32 %11
12: ; preds = %5, %45
%13 = phi i64 [ 0, %5 ], [ %15, %45 ]
%14 = phi i32 [ 0, %5 ], [ %47, %45 ]
%15 = add nuw nsw i64 %13, 1
%16 = icmp eq i64 %15, %9
%17 = and i64 %15, 4294967295
%18 = select i1 %16, i64 0, i64 %17
%19 = getelementptr inbounds [2 x double], [2 x double]* %1, i64 %18, i64 0
%20 = load double, double* %19
%21 = getelementptr inbounds [2 x double], [2 x double]* %1, i64 %13, i64 0
%22 = load double, double* %21
%23 = fsub double %20, %22
%24 = getelementptr inbounds [2 x double], [2 x double]* %1, i64 %13, i64 1
%25 = load double, double* %24
%26 = fsub double %7, %25
%27 = fsub double %8, %22
%28 = getelementptr inbounds [2 x double], [2 x double]* %1, i64 %18, i64 1
%29 = load double, double* %28
%30 = fsub double %29, %25
%31 = fneg double %27
%32 = fmul double %30, %31
%33 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %23, double %26, double %32)
%34 = fcmp ugt double %25, %7
br i1 %34, label %40, label %35
35: ; preds = %12
%36 = fcmp ogt double %29, %7
%37 = fcmp ogt double %33, 0.000000e+00
%38 = select i1 %36, i1 %37, i1 false
%39 = zext i1 %38 to i32
br label %45
40: ; preds = %12
%41 = fcmp ole double %29, %7
%42 = fcmp olt double %33, 0.000000e+00
%43 = select i1 %41, i1 %42, i1 false
%44 = sext i1 %43 to i32
br label %45
45: ; preds = %40, %35
%46 = phi i32 [ %39, %35 ], [ %44, %40 ]
%47 = add nsw i32 %46, %14
%48 = icmp eq i64 %15, %9
br i1 %48, label %10, label %12
}