#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 exp(scalar_t__);
scalar_t__ lchoose(int, int);
double log(int);
void binomial_sampling(double *fsp, double weight, int m, int k, int n) {
  int i;
  double p, q, b;
  if (weight == 0.)
    return;
  if (k == 0) {
    fsp[0] += weight;
    return;
  }
  if (k == n) {
    fsp[m] += weight;
    return;
  }
  p = log(k / (double)n);
  q = log(1. - k / (double)n);
  i = (int)(m * (k / (double)n));
  while (i >= 0) {
    b = exp(lchoose(m, i) + i * p + (m - i) * q);
    if (b == 0.)
      break;
    fsp[i] += b * weight;
    i--;
  }
  i = (int)(m * (k / (double)n)) + 1;
  while (i <= m) {
    b = exp(lchoose(m, i) + i * p + (m - i) * q);
    if (b == 0.)
      break;
    fsp[i] += b * weight;
    i++;
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<binomial_sampling>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x40,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
movsd  %xmm0,-0x10(%rbp)
mov    %esi,-0x14(%rbp)
mov    %edx,-0x18(%rbp)
mov    %ecx,-0x1c(%rbp)
movsd  -0x10(%rbp),%xmm0
xorps  %xmm1,%xmm1
ucomisd %xmm1,%xmm0
jne    1167 <binomial_sampling+0x37>
jp     1167 <binomial_sampling+0x37>
jmp    1376 <binomial_sampling+0x246>
cmpl   $0x0,-0x18(%rbp)
jne    1187 <binomial_sampling+0x57>
movsd  -0x10(%rbp),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
addsd  (%rax),%xmm0
movsd  %xmm0,(%rax)
jmp    1376 <binomial_sampling+0x246>
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jne    11af <binomial_sampling+0x7f>
movsd  -0x10(%rbp),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
addsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
jmp    1376 <binomial_sampling+0x246>
cvtsi2sdl -0x18(%rbp),%xmm0
cvtsi2sdl -0x1c(%rbp),%xmm1
divsd  %xmm1,%xmm0
cvttsd2si %xmm0,%edi
call   1050 <log@plt>
movsd  %xmm0,-0x28(%rbp)
cvtsi2sdl -0x18(%rbp),%xmm1
cvtsi2sdl -0x1c(%rbp),%xmm0
divsd  %xmm0,%xmm1
movsd  0xe1f(%rip),%xmm0
subsd  %xmm1,%xmm0
cvttsd2si %xmm0,%edi
call   1050 <log@plt>
movsd  %xmm0,-0x30(%rbp)
cvtsi2sdl -0x14(%rbp),%xmm0
cvtsi2sdl -0x18(%rbp),%xmm1
cvtsi2sdl -0x1c(%rbp),%xmm2
divsd  %xmm2,%xmm1
mulsd  %xmm1,%xmm0
cvttsd2si %xmm0,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x20(%rbp)
jl     12b2 <binomial_sampling+0x182>
mov    -0x14(%rbp),%edi
mov    -0x20(%rbp),%esi
call   1030 <lchoose@plt>
cvtsi2sd %rax,%xmm0
cvtsi2sdl -0x20(%rbp),%xmm1
movsd  -0x28(%rbp),%xmm2
mulsd  %xmm2,%xmm1
addsd  %xmm0,%xmm1
mov    -0x14(%rbp),%eax
sub    -0x20(%rbp),%eax
cvtsi2sd %eax,%xmm0
movsd  -0x30(%rbp),%xmm2
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
cvttsd2si %xmm0,%rdi
call   1040 <exp@plt>
movsd  %xmm0,-0x38(%rbp)
movsd  -0x38(%rbp),%xmm0
xorps  %xmm1,%xmm1
ucomisd %xmm1,%xmm0
jne    1280 <binomial_sampling+0x150>
jp     1280 <binomial_sampling+0x150>
jmp    12b2 <binomial_sampling+0x182>
movsd  -0x38(%rbp),%xmm0
movsd  -0x10(%rbp),%xmm2
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm1
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    1211 <binomial_sampling+0xe1>
cvtsi2sdl -0x14(%rbp),%xmm0
cvtsi2sdl -0x18(%rbp),%xmm1
cvtsi2sdl -0x1c(%rbp),%xmm2
divsd  %xmm2,%xmm1
mulsd  %xmm1,%xmm0
cvttsd2si %xmm0,%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jg     1376 <binomial_sampling+0x246>
mov    -0x14(%rbp),%edi
mov    -0x20(%rbp),%esi
call   1030 <lchoose@plt>
cvtsi2sd %rax,%xmm0
cvtsi2sdl -0x20(%rbp),%xmm1
movsd  -0x28(%rbp),%xmm2
mulsd  %xmm2,%xmm1
addsd  %xmm0,%xmm1
mov    -0x14(%rbp),%eax
sub    -0x20(%rbp),%eax
cvtsi2sd %eax,%xmm0
movsd  -0x30(%rbp),%xmm2
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
cvttsd2si %xmm0,%rdi
call   1040 <exp@plt>
movsd  %xmm0,-0x38(%rbp)
movsd  -0x38(%rbp),%xmm0
xorps  %xmm1,%xmm1
ucomisd %xmm1,%xmm0
jne    1344 <binomial_sampling+0x214>
jp     1344 <binomial_sampling+0x214>
jmp    1376 <binomial_sampling+0x246>
movsd  -0x38(%rbp),%xmm0
movsd  -0x10(%rbp),%xmm2
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm1
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    12d3 <binomial_sampling+0x1a3>
add    $0x40,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<binomial_sampling>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x28,%rsp
xorpd  %xmm1,%xmm1
movsd  %xmm0,0x10(%rsp)
ucomisd %xmm1,%xmm0
jne    1150 <binomial_sampling+0x20>
jnp    1175 <binomial_sampling+0x45>
mov    %rdi,%r15
test   %edx,%edx
je     1165 <binomial_sampling+0x35>
mov    %esi,%r14d
cmp    %ecx,%edx
jne    1184 <binomial_sampling+0x54>
movslq %r14d,%rax
lea    (%r15,%rax,8),%r15
movsd  0x10(%rsp),%xmm0
addsd  (%r15),%xmm0
movsd  %xmm0,(%r15)
add    $0x28,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret
xorps  %xmm1,%xmm1
cvtsi2sd %edx,%xmm1
xorps  %xmm0,%xmm0
cvtsi2sd %ecx,%xmm0
divsd  %xmm0,%xmm1
movsd  %xmm1,0x8(%rsp)
cvttsd2si %xmm1,%edi
call   1050 <log@plt>
movsd  %xmm0,0x20(%rsp)
movsd  0xe4d(%rip),%xmm0
subsd  0x8(%rsp),%xmm0
cvttsd2si %xmm0,%edi
call   1050 <log@plt>
movsd  %xmm0,0x18(%rsp)
xorps  %xmm0,%xmm0
cvtsi2sd %r14d,%xmm0
mulsd  0x8(%rsp),%xmm0
cvttsd2si %xmm0,%eax
mov    %rax,%r12
test   %eax,%eax
js     125b <binomial_sampling+0x12b>
mov    %r12,%rax
mov    %eax,%ebp
mov    %r14d,%ebx
sub    %eax,%ebx
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %r14d,%edi
mov    %ebp,%esi
call   1030 <lchoose@plt>
xorps  %xmm0,%xmm0
cvtsi2sd %rax,%xmm0
xorps  %xmm1,%xmm1
cvtsi2sd %ebp,%xmm1
mulsd  0x20(%rsp),%xmm1
addsd  %xmm0,%xmm1
xorps  %xmm0,%xmm0
cvtsi2sd %ebx,%xmm0
mulsd  0x18(%rsp),%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
cvttsd2si %xmm0,%rdi
call   1040 <exp@plt>
ucomisd 0xdd2(%rip),%xmm0
jne    123a <binomial_sampling+0x10a>
jnp    125b <binomial_sampling+0x12b>
mulsd  0x10(%rsp),%xmm0
addsd  (%r15,%rbp,8),%xmm0
movsd  %xmm0,(%r15,%rbp,8)
lea    -0x1(%rbp),%rax
add    $0x1,%ebx
test   %rbp,%rbp
mov    %rax,%rbp
jg     11f0 <binomial_sampling+0xc0>
cmp    %r14d,%r12d
jge    1175 <binomial_sampling+0x45>
movslq %r12d,%rax
movslq %r14d,%rcx
mov    %r12d,%ebp
not    %ebp
add    %r14d,%ebp
sub    %rax,%rcx
mov    %rcx,0x8(%rsp)
lea    (%r15,%rax,8),%r13
add    $0x8,%r13
add    $0x1,%r12d
xor    %r15d,%r15d
nopl   0x0(%rax)
lea    (%r12,%r15,1),%ebx
mov    %r14d,%edi
mov    %ebx,%esi
call   1030 <lchoose@plt>
xorps  %xmm0,%xmm0
cvtsi2sd %rax,%xmm0
xorps  %xmm1,%xmm1
cvtsi2sd %ebx,%xmm1
mulsd  0x20(%rsp),%xmm1
addsd  %xmm0,%xmm1
xorps  %xmm0,%xmm0
cvtsi2sd %ebp,%xmm0
mulsd  0x18(%rsp),%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
cvttsd2si %xmm0,%rdi
call   1040 <exp@plt>
ucomisd 0xd2e(%rip),%xmm0
jne    12e2 <binomial_sampling+0x1b2>
jnp    1175 <binomial_sampling+0x45>
mulsd  0x10(%rsp),%xmm0
addsd  0x0(%r13,%r15,8),%xmm0
movsd  %xmm0,0x0(%r13,%r15,8)
add    $0xffffffff,%ebp
add    $0x1,%r15
cmp    %r15,0x8(%rsp)
jne    1290 <binomial_sampling+0x160>
jmp    1175 <binomial_sampling+0x45>

LLVM IR (-O0):
define void @binomial_sampling(double* %0, double %1, i32 %2, i32 %3, i32 %4) {
%6 = alloca double*
%7 = alloca double
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
%12 = alloca double
%13 = alloca double
%14 = alloca double
store double* %0, double** %6
store double %1, double* %7
store i32 %2, i32* %8
store i32 %3, i32* %9
store i32 %4, i32* %10
%15 = load double, double* %7
%16 = fcmp oeq double %15, 0.000000e+00
br i1 %16, label %17, label %18
17: ; preds = %5
br label %144
18: ; preds = %5
%19 = load i32, i32* %9
%20 = icmp eq i32 %19, 0
br i1 %20, label %21, label %27
21: ; preds = %18
%22 = load double, double* %7
%23 = load double*, double** %6
%24 = getelementptr inbounds double, double* %23, i64 0
%25 = load double, double* %24
%26 = fadd double %25, %22
store double %26, double* %24
br label %144
27: ; preds = %18
%28 = load i32, i32* %9
%29 = load i32, i32* %10
%30 = icmp eq i32 %28, %29
br i1 %30, label %31, label %39
31: ; preds = %27
%32 = load double, double* %7
%33 = load double*, double** %6
%34 = load i32, i32* %8
%35 = sext i32 %34 to i64
%36 = getelementptr inbounds double, double* %33, i64 %35
%37 = load double, double* %36
%38 = fadd double %37, %32
store double %38, double* %36
br label %144
39: ; preds = %27
%40 = load i32, i32* %9
%41 = sitofp i32 %40 to double
%42 = load i32, i32* %10
%43 = sitofp i32 %42 to double
%44 = fdiv double %41, %43
%45 = fptosi double %44 to i32
%46 = call double @log(i32 %45)
store double %46, double* %12
%47 = load i32, i32* %9
%48 = sitofp i32 %47 to double
%49 = load i32, i32* %10
%50 = sitofp i32 %49 to double
%51 = fdiv double %48, %50
%52 = fsub double 1.000000e+00, %51
%53 = fptosi double %52 to i32
%54 = call double @log(i32 %53)
store double %54, double* %13
%55 = load i32, i32* %8
%56 = sitofp i32 %55 to double
%57 = load i32, i32* %9
%58 = sitofp i32 %57 to double
%59 = load i32, i32* %10
%60 = sitofp i32 %59 to double
%61 = fdiv double %58, %60
%62 = fmul double %56, %61
%63 = fptosi double %62 to i32
store i32 %63, i32* %11
br label %64
64: ; preds = %87, %39
%65 = load i32, i32* %11
%66 = icmp sge i32 %65, 0
br i1 %66, label %67, label %98
67: ; preds = %64
%68 = load i32, i32* %8
%69 = load i32, i32* %11
%70 = call i64 @lchoose(i32 %68, i32 %69)
%71 = sitofp i64 %70 to double
%72 = load i32, i32* %11
%73 = sitofp i32 %72 to double
%74 = load double, double* %12
%75 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %73, double %74, double %71)
%76 = load i32, i32* %8
%77 = load i32, i32* %11
%78 = sub nsw i32 %76, %77
%79 = sitofp i32 %78 to double
%80 = load double, double* %13
%81 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %79, double %80, double %75)
%82 = fptosi double %81 to i64
%83 = call double @exp(i64 %82)
store double %83, double* %14
%84 = load double, double* %14
%85 = fcmp oeq double %84, 0.000000e+00
br i1 %85, label %86, label %87
86: ; preds = %67
br label %98
87: ; preds = %67
%88 = load double, double* %14
%89 = load double, double* %7
%90 = load double*, double** %6
%91 = load i32, i32* %11
%92 = sext i32 %91 to i64
%93 = getelementptr inbounds double, double* %90, i64 %92
%94 = load double, double* %93
%95 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %88, double %89, double %94)
store double %95, double* %93
%96 = load i32, i32* %11
%97 = add nsw i32 %96, -1
store i32 %97, i32* %11
br label %64
98: ; preds = %86, %64
%99 = load i32, i32* %8
%100 = sitofp i32 %99 to double
%101 = load i32, i32* %9
%102 = sitofp i32 %101 to double
%103 = load i32, i32* %10
%104 = sitofp i32 %103 to double
%105 = fdiv double %102, %104
%106 = fmul double %100, %105
%107 = fptosi double %106 to i32
%108 = add nsw i32 %107, 1
store i32 %108, i32* %11
br label %109
109: ; preds = %133, %98
%110 = load i32, i32* %11
%111 = load i32, i32* %8
%112 = icmp sle i32 %110, %111
br i1 %112, label %113, label %144
113: ; preds = %109
%114 = load i32, i32* %8
%115 = load i32, i32* %11
%116 = call i64 @lchoose(i32 %114, i32 %115)
%117 = sitofp i64 %116 to double
%118 = load i32, i32* %11
%119 = sitofp i32 %118 to double
%120 = load double, double* %12
%121 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %119, double %120, double %117)
%122 = load i32, i32* %8
%123 = load i32, i32* %11
%124 = sub nsw i32 %122, %123
%125 = sitofp i32 %124 to double
%126 = load double, double* %13
%127 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %125, double %126, double %121)
%128 = fptosi double %127 to i64
%129 = call double @exp(i64 %128)
store double %129, double* %14
%130 = load double, double* %14
%131 = fcmp oeq double %130, 0.000000e+00
br i1 %131, label %132, label %133
132: ; preds = %113
br label %144
133: ; preds = %113
%134 = load double, double* %14
%135 = load double, double* %7
%136 = load double*, double** %6
%137 = load i32, i32* %11
%138 = sext i32 %137 to i64
%139 = getelementptr inbounds double, double* %136, i64 %138
%140 = load double, double* %139
%141 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %134, double %135, double %140)
store double %141, double* %139
%142 = load i32, i32* %11
%143 = add nsw i32 %142, 1
store i32 %143, i32* %11
br label %109
144: ; preds = %17, %21, %31, %132, %109
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @binomial_sampling(double* nocapture %0, double %1, i32 %2, i32 %3, i32 %4) {
%6 = fcmp oeq double %1, 0.000000e+00
br i1 %6, label %77, label %7
7: ; preds = %5
%8 = icmp eq i32 %3, 0
br i1 %8, label %73, label %9
9: ; preds = %7
%10 = icmp eq i32 %3, %4
br i1 %10, label %11, label %14
11: ; preds = %9
%12 = sext i32 %2 to i64
%13 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %12
br label %73
14: ; preds = %9
%15 = sitofp i32 %3 to double
%16 = sitofp i32 %4 to double
%17 = fdiv double %15, %16
%18 = fptosi double %17 to i32
%19 = tail call double @log(i32 %18)
%20 = fsub double 1.000000e+00, %17
%21 = fptosi double %20 to i32
%22 = tail call double @log(i32 %21)
%23 = sitofp i32 %2 to double
%24 = fmul double %17, %23
%25 = fptosi double %24 to i32
%26 = icmp sgt i32 %25, -1
br i1 %26, label %27, label %48
27: ; preds = %14
%28 = zext i32 %25 to i64
br label %29
29: ; preds = %27, %42
%30 = phi i64 [ %28, %27 ], [ %46, %42 ]
%31 = trunc i64 %30 to i32
%32 = tail call i64 @lchoose(i32 %2, i32 %31)
%33 = sitofp i64 %32 to double
%34 = sitofp i32 %31 to double
%35 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %34, double %19, double %33)
%36 = sub nsw i32 %2, %31
%37 = sitofp i32 %36 to double
%38 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %37, double %22, double %35)
%39 = fptosi double %38 to i64
%40 = tail call double @exp(i64 %39)
%41 = fcmp oeq double %40, 0.000000e+00
br i1 %41, label %48, label %42
42: ; preds = %29
%43 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %30
%44 = load double, double* %43
%45 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %40, double %1, double %44)
store double %45, double* %43
%46 = add nsw i64 %30, -1
%47 = icmp sgt i64 %30, 0
br i1 %47, label %29, label %48
48: ; preds = %42, %29, %14
%49 = icmp slt i32 %25, %2
br i1 %49, label %50, label %77
50: ; preds = %48
%51 = sext i32 %25 to i64
%52 = sext i32 %2 to i64
br label %53
53: ; preds = %50, %68
%54 = phi i64 [ %51, %50 ], [ %55, %68 ]
%55 = add nsw i64 %54, 1
%56 = trunc i64 %55 to i32
%57 = tail call i64 @lchoose(i32 %2, i32 %56)
%58 = sitofp i64 %57 to double
%59 = sitofp i32 %56 to double
%60 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %59, double %19, double %58)
%61 = trunc i64 %55 to i32
%62 = sub i32 %2, %61
%63 = sitofp i32 %62 to double
%64 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %63, double %22, double %60)
%65 = fptosi double %64 to i64
%66 = tail call double @exp(i64 %65)
%67 = fcmp oeq double %66, 0.000000e+00
br i1 %67, label %77, label %68
68: ; preds = %53
%69 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %55
%70 = load double, double* %69
%71 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %66, double %1, double %70)
store double %71, double* %69
%72 = icmp eq i64 %55, %52
br i1 %72, label %77, label %53
73: ; preds = %7, %11
%74 = phi double* [ %13, %11 ], [ %0, %7 ]
%75 = load double, double* %74
%76 = fadd double %75, %1
store double %76, double* %74
br label %77
77: ; preds = %53, %68, %73, %48, %5
ret void
}