#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 */
float bow_gamma_distribution(double);
void random_multinomial_from_dirichlet(int *alphas, int size, float *p) {
  float p_sum = 0;
  int i;
  for (i = 0; i < size; i++) {
    p[i] = bow_gamma_distribution((double)alphas[i]);
    p_sum += p[i];
  }
  for (i = 0; i < size; i++)
    p[i] /= p_sum;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<random_multinomial_from_dirichlet>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x20,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
xorps  %xmm0,%xmm0
movss  %xmm0,-0x1c(%rbp)
movl   $0x0,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    1182 <random_multinomial_from_dirichlet+0x72>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
cvtsi2sdl (%rax,%rcx,4),%xmm0
call   1030 <bow_gamma_distribution@plt>
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
movss  %xmm0,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
addss  -0x1c(%rbp),%xmm0
movss  %xmm0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    1132 <random_multinomial_from_dirichlet+0x22>
movl   $0x0,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    11be <random_multinomial_from_dirichlet+0xae>
movss  -0x1c(%rbp),%xmm1
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
divss  %xmm1,%xmm0
movss  %xmm0,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    1189 <random_multinomial_from_dirichlet+0x79>
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<random_multinomial_from_dirichlet>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x10,%rsp
test   %esi,%esi
jle    1207 <random_multinomial_from_dirichlet+0xf7>
mov    %rdx,%rbx
mov    %esi,%r14d
mov    %rdi,%r12
mov    %esi,%r15d
xorps  %xmm3,%xmm3
xor    %ebp,%ebp
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
movaps %xmm3,(%rsp)
xorps  %xmm0,%xmm0
cvtsi2sdl (%r12,%rbp,4),%xmm0
call   1030 <bow_gamma_distribution@plt>
movaps (%rsp),%xmm3
movss  %xmm0,(%rbx,%rbp,4)
addss  %xmm0,%xmm3
add    $0x1,%rbp
cmp    %rbp,%r15
jne    1140 <random_multinomial_from_dirichlet+0x30>
test   %r14d,%r14d
jle    1207 <random_multinomial_from_dirichlet+0xf7>
cmp    $0x4,%r14d
jae    117b <random_multinomial_from_dirichlet+0x6b>
xor    %eax,%eax
jmp    11f0 <random_multinomial_from_dirichlet+0xe0>
mov    %r15d,%eax
and    $0xfffffffc,%eax
movaps %xmm3,%xmm0
shufps $0x0,%xmm3,%xmm0
lea    -0x4(%rax),%rdx
mov    %rdx,%rcx
shr    $0x2,%rcx
add    $0x1,%rcx
test   %rdx,%rdx
je     1214 <random_multinomial_from_dirichlet+0x104>
mov    %rcx,%rsi
and    $0xfffffffffffffffe,%rsi
xor    %edx,%edx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
movups (%rbx,%rdx,4),%xmm1
movups 0x10(%rbx,%rdx,4),%xmm2
divps  %xmm0,%xmm1
movups %xmm1,(%rbx,%rdx,4)
divps  %xmm0,%xmm2
movups %xmm2,0x10(%rbx,%rdx,4)
add    $0x8,%rdx
add    $0xfffffffffffffffe,%rsi
jne    11b0 <random_multinomial_from_dirichlet+0xa0>
test   $0x1,%cl
je     11e2 <random_multinomial_from_dirichlet+0xd2>
movups (%rbx,%rdx,4),%xmm1
divps  %xmm0,%xmm1
movups %xmm1,(%rbx,%rdx,4)
cmp    %r15,%rax
je     1207 <random_multinomial_from_dirichlet+0xf7>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
movss  (%rbx,%rax,4),%xmm0
divss  %xmm3,%xmm0
movss  %xmm0,(%rbx,%rax,4)
add    $0x1,%rax
cmp    %rax,%r15
jne    11f0 <random_multinomial_from_dirichlet+0xe0>
add    $0x10,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret
xor    %edx,%edx
test   $0x1,%cl
jne    11d7 <random_multinomial_from_dirichlet+0xc7>
jmp    11e2 <random_multinomial_from_dirichlet+0xd2>

LLVM IR (-O0):
define void @random_multinomial_from_dirichlet(i32* %0, i32 %1, float* %2) {
%4 = alloca i32*
%5 = alloca i32
%6 = alloca float*
%7 = alloca float
%8 = alloca i32
store i32* %0, i32** %4
store i32 %1, i32* %5
store float* %2, float** %6
store float 0.000000e+00, float* %7
store i32 0, i32* %8
br label %9
9: ; preds = %32, %3
%10 = load i32, i32* %8
%11 = load i32, i32* %5
%12 = icmp slt i32 %10, %11
br i1 %12, label %13, label %35
13: ; preds = %9
%14 = load i32*, i32** %4
%15 = load i32, i32* %8
%16 = sext i32 %15 to i64
%17 = getelementptr inbounds i32, i32* %14, i64 %16
%18 = load i32, i32* %17
%19 = sitofp i32 %18 to double
%20 = call float @bow_gamma_distribution(double %19)
%21 = load float*, float** %6
%22 = load i32, i32* %8
%23 = sext i32 %22 to i64
%24 = getelementptr inbounds float, float* %21, i64 %23
store float %20, float* %24
%25 = load float*, float** %6
%26 = load i32, i32* %8
%27 = sext i32 %26 to i64
%28 = getelementptr inbounds float, float* %25, i64 %27
%29 = load float, float* %28
%30 = load float, float* %7
%31 = fadd float %30, %29
store float %31, float* %7
br label %32
32: ; preds = %13
%33 = load i32, i32* %8
%34 = add nsw i32 %33, 1
store i32 %34, i32* %8
br label %9
35: ; preds = %9
store i32 0, i32* %8
br label %36
36: ; preds = %48, %35
%37 = load i32, i32* %8
%38 = load i32, i32* %5
%39 = icmp slt i32 %37, %38
br i1 %39, label %40, label %51
40: ; preds = %36
%41 = load float, float* %7
%42 = load float*, float** %6
%43 = load i32, i32* %8
%44 = sext i32 %43 to i64
%45 = getelementptr inbounds float, float* %42, i64 %44
%46 = load float, float* %45
%47 = fdiv float %46, %41
store float %47, float* %45
br label %48
48: ; preds = %40
%49 = load i32, i32* %8
%50 = add nsw i32 %49, 1
store i32 %50, i32* %8
br label %36
51: ; preds = %36
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @random_multinomial_from_dirichlet(i32* nocapture %0, i32 %1, float* nocapture %2) {
%4 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %4, label %5, label %70
5: ; preds = %3
%6 = zext i32 %1 to i64
br label %52
7: ; preds = %52
br i1 %4, label %8, label %70
8: ; preds = %7
%9 = zext i32 %1 to i64
%10 = icmp ult i32 %1, 4
br i1 %10, label %50, label %11
11: ; preds = %8
%12 = and i64 %6, 4294967292
%13 = insertelement <4 x float> poison, float %60, i64 0
%14 = shufflevector <4 x float> %13, <4 x float> poison, <4 x i32> zeroinitializer
%15 = add nsw i64 %12, -4
%16 = lshr exact i64 %15, 2
%17 = add nuw nsw i64 %16, 1
%18 = and i64 %17, 1
%19 = icmp eq i64 %15, 0
br i1 %19, label %39, label %20
20: ; preds = %11
%21 = and i64 %17, 9223372036854775806
br label %22
22: ; preds = %22, %20
%23 = phi i64 [ 0, %20 ], [ %36, %22 ]
%24 = phi i64 [ 0, %20 ], [ %37, %22 ]
%25 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 %23
%26 = bitcast float* %25 to <4 x float>*
%27 = load <4 x float>, <4 x float>* %26
%28 = fdiv <4 x float> %27, %14
%29 = bitcast float* %25 to <4 x float>*
store <4 x float> %28, <4 x float>* %29
%30 = or i64 %23, 4
%31 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 %30
%32 = bitcast float* %31 to <4 x float>*
%33 = load <4 x float>, <4 x float>* %32
%34 = fdiv <4 x float> %33, %14
%35 = bitcast float* %31 to <4 x float>*
store <4 x float> %34, <4 x float>* %35
%36 = add nuw i64 %23, 8
%37 = add i64 %24, 2
%38 = icmp eq i64 %37, %21
br i1 %38, label %39, label %22
39: ; preds = %22, %11
%40 = phi i64 [ 0, %11 ], [ %36, %22 ]
%41 = icmp eq i64 %18, 0
br i1 %41, label %48, label %42
42: ; preds = %39
%43 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 %40
%44 = bitcast float* %43 to <4 x float>*
%45 = load <4 x float>, <4 x float>* %44
%46 = fdiv <4 x float> %45, %14
%47 = bitcast float* %43 to <4 x float>*
store <4 x float> %46, <4 x float>* %47
br label %48
48: ; preds = %39, %42
%49 = icmp eq i64 %12, %6
br i1 %49, label %70, label %50
50: ; preds = %8, %48
%51 = phi i64 [ 0, %8 ], [ %12, %48 ]
br label %63
52: ; preds = %5, %52
%53 = phi i64 [ 0, %5 ], [ %61, %52 ]
%54 = phi float [ 0.000000e+00, %5 ], [ %60, %52 ]
%55 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %53
%56 = load i32, i32* %55
%57 = sitofp i32 %56 to double
%58 = tail call float @bow_gamma_distribution(double %57)
%59 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 %53
store float %58, float* %59
%60 = fadd float %54, %58
%61 = add nuw nsw i64 %53, 1
%62 = icmp eq i64 %61, %6
br i1 %62, label %7, label %52
63: ; preds = %50, %63
%64 = phi i64 [ %68, %63 ], [ %51, %50 ]
%65 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 %64
%66 = load float, float* %65
%67 = fdiv float %66, %60
store float %67, float* %65
%68 = add nuw nsw i64 %64, 1
%69 = icmp eq i64 %68, %9
br i1 %69, label %70, label %63
70: ; preds = %63, %48, %3, %7
ret void
}