#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(double);
void normalize_loglikely_vector(double *vec, int num) {
  double scalefactor;
  int idx;
  double norm;
  scalefactor = vec[0];
  for (idx = 1; idx < num; idx++)
    if (vec[idx] > scalefactor)
      scalefactor = vec[idx];
  for (idx = 0; idx < num; idx++) {
    vec[idx] -= scalefactor;
    vec[idx] = exp(vec[idx]);
  }
  norm = 0.0;
  for (idx = 0; idx < num; idx++)
    norm += vec[idx];
  for (idx = 0; idx < num; idx++)
    vec[idx] /= norm;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<normalize_loglikely_vector>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movsd  (%rax),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x18(%rbp)
movl   $0x1,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    117c <normalize_loglikely_vector+0x6c>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
ucomisd -0x18(%rbp),%xmm0
jbe    1169 <normalize_loglikely_vector+0x59>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x18(%rbp)
jmp    116e <normalize_loglikely_vector+0x5e>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1133 <normalize_loglikely_vector+0x23>
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    11d7 <normalize_loglikely_vector+0xc7>
movsd  -0x18(%rbp),%xmm1
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
subsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
call   1030 <exp@plt>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1183 <normalize_loglikely_vector+0x73>
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x28(%rbp)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    1217 <normalize_loglikely_vector+0x107>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
addsd  -0x28(%rbp),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x28(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    11e6 <normalize_loglikely_vector+0xd6>
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    1253 <normalize_loglikely_vector+0x143>
movsd  -0x28(%rbp),%xmm1
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
divsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    121e <normalize_loglikely_vector+0x10e>
add    $0x30,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<normalize_loglikely_vector>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %rbx
push   %rax
mov    %esi,%r14d
mov    %rdi,%rbx
movsd  (%rdi),%xmm0
mov    %esi,%r15d
movapd %xmm0,%xmm2
cmp    $0x2,%esi
jl     11c6 <normalize_loglikely_vector+0xb6>
lea    -0x1(%r15),%rdx
lea    -0x2(%r15),%rcx
mov    %edx,%eax
and    $0x3,%eax
cmp    $0x3,%rcx
jae    114f <normalize_loglikely_vector+0x3f>
mov    $0x1,%ecx
movapd %xmm0,%xmm1
jmp    1195 <normalize_loglikely_vector+0x85>
and    $0xfffffffffffffffc,%rdx
xor    %ecx,%ecx
movapd %xmm0,%xmm1
nopl   0x0(%rax)
movsd  0x8(%rbx,%rcx,8),%xmm2
maxsd  %xmm1,%xmm2
movsd  0x10(%rbx,%rcx,8),%xmm1
maxsd  %xmm2,%xmm1
movsd  0x18(%rbx,%rcx,8),%xmm2
maxsd  %xmm1,%xmm2
movsd  0x20(%rbx,%rcx,8),%xmm1
maxsd  %xmm2,%xmm1
add    $0x4,%rcx
cmp    %rcx,%rdx
jne    1160 <normalize_loglikely_vector+0x50>
add    $0x1,%rcx
movapd %xmm1,%xmm2
test   %rax,%rax
je     11c6 <normalize_loglikely_vector+0xb6>
lea    (%rbx,%rcx,8),%rcx
xor    %edx,%edx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
movsd  (%rcx,%rdx,8),%xmm2
maxsd  %xmm1,%xmm2
add    $0x1,%rdx
movapd %xmm2,%xmm1
cmp    %rdx,%rax
jne    11b0 <normalize_loglikely_vector+0xa0>
test   %r14d,%r14d
jle    1337 <normalize_loglikely_vector+0x227>
subsd  %xmm2,%xmm0
movsd  %xmm2,(%rsp)
call   1030 <exp@plt>
movsd  %xmm0,(%rbx)
cmp    $0x1,%r14d
je     120d <normalize_loglikely_vector+0xfd>
mov    $0x1,%ebp
nopl   0x0(%rax)
movsd  (%rbx,%rbp,8),%xmm0
subsd  (%rsp),%xmm0
call   1030 <exp@plt>
movsd  %xmm0,(%rbx,%rbp,8)
add    $0x1,%rbp
cmp    %rbp,%r15
jne    11f0 <normalize_loglikely_vector+0xe0>
test   %r14d,%r14d
jle    1337 <normalize_loglikely_vector+0x227>
lea    -0x1(%r15),%rcx
mov    %r15d,%eax
and    $0x7,%eax
cmp    $0x7,%rcx
jae    122e <normalize_loglikely_vector+0x11e>
xorpd  %xmm0,%xmm0
xor    %ecx,%ecx
jmp    1278 <normalize_loglikely_vector+0x168>
mov    %r15d,%edx
and    $0xfffffff8,%edx
xorpd  %xmm0,%xmm0
xor    %ecx,%ecx
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
addsd  (%rbx,%rcx,8),%xmm0
addsd  0x8(%rbx,%rcx,8),%xmm0
addsd  0x10(%rbx,%rcx,8),%xmm0
addsd  0x18(%rbx,%rcx,8),%xmm0
addsd  0x20(%rbx,%rcx,8),%xmm0
addsd  0x28(%rbx,%rcx,8),%xmm0
addsd  0x30(%rbx,%rcx,8),%xmm0
addsd  0x38(%rbx,%rcx,8),%xmm0
add    $0x8,%rcx
cmp    %rcx,%rdx
jne    1240 <normalize_loglikely_vector+0x130>
test   %rax,%rax
je     129e <normalize_loglikely_vector+0x18e>
lea    (%rbx,%rcx,8),%rcx
xor    %edx,%edx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
addsd  (%rcx,%rdx,8),%xmm0
add    $0x1,%rdx
cmp    %rdx,%rax
jne    1290 <normalize_loglikely_vector+0x180>
test   %r14d,%r14d
jle    1337 <normalize_loglikely_vector+0x227>
cmp    $0x1,%r14d
jne    12b1 <normalize_loglikely_vector+0x1a1>
xor    %eax,%eax
jmp    1320 <normalize_loglikely_vector+0x210>
mov    %r15d,%eax
and    $0xfffffffe,%eax
movapd %xmm0,%xmm1
unpcklpd %xmm0,%xmm1
lea    -0x2(%rax),%rdx
mov    %rdx,%rcx
shr    %rcx
add    $0x1,%rcx
test   %rdx,%rdx
je     1342 <normalize_loglikely_vector+0x232>
mov    %rcx,%rsi
and    $0xfffffffffffffffe,%rsi
xor    %edx,%edx
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movupd (%rbx,%rdx,8),%xmm2
movupd 0x10(%rbx,%rdx,8),%xmm3
divpd  %xmm1,%xmm2
movupd %xmm2,(%rbx,%rdx,8)
divpd  %xmm1,%xmm3
movupd %xmm3,0x10(%rbx,%rdx,8)
add    $0x4,%rdx
add    $0xfffffffffffffffe,%rsi
jne    12e0 <normalize_loglikely_vector+0x1d0>
test   $0x1,%cl
je     131b <normalize_loglikely_vector+0x20b>
movupd (%rbx,%rdx,8),%xmm2
divpd  %xmm1,%xmm2
movupd %xmm2,(%rbx,%rdx,8)
cmp    %r15,%rax
je     1337 <normalize_loglikely_vector+0x227>
movsd  (%rbx,%rax,8),%xmm1
divsd  %xmm0,%xmm1
movsd  %xmm1,(%rbx,%rax,8)
add    $0x1,%rax
cmp    %rax,%r15
jne    1320 <normalize_loglikely_vector+0x210>
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret
xor    %edx,%edx
test   $0x1,%cl
jne    130d <normalize_loglikely_vector+0x1fd>
jmp    131b <normalize_loglikely_vector+0x20b>

LLVM IR (-O0):
define void @normalize_loglikely_vector(double* %0, i32 %1) {
%3 = alloca double*
%4 = alloca i32
%5 = alloca double
%6 = alloca i32
%7 = alloca double
store double* %0, double** %3
store i32 %1, i32* %4
%8 = load double*, double** %3
%9 = getelementptr inbounds double, double* %8, i64 0
%10 = load double, double* %9
store double %10, double* %5
store i32 1, i32* %6
br label %11
11: ; preds = %30, %2
%12 = load i32, i32* %6
%13 = load i32, i32* %4
%14 = icmp slt i32 %12, %13
br i1 %14, label %15, label %33
15: ; preds = %11
%16 = load double*, double** %3
%17 = load i32, i32* %6
%18 = sext i32 %17 to i64
%19 = getelementptr inbounds double, double* %16, i64 %18
%20 = load double, double* %19
%21 = load double, double* %5
%22 = fcmp ogt double %20, %21
br i1 %22, label %23, label %29
23: ; preds = %15
%24 = load double*, double** %3
%25 = load i32, i32* %6
%26 = sext i32 %25 to i64
%27 = getelementptr inbounds double, double* %24, i64 %26
%28 = load double, double* %27
store double %28, double* %5
br label %29
29: ; preds = %23, %15
br label %30
30: ; preds = %29
%31 = load i32, i32* %6
%32 = add nsw i32 %31, 1
store i32 %32, i32* %6
br label %11
33: ; preds = %11
store i32 0, i32* %6
br label %34
34: ; preds = %56, %33
%35 = load i32, i32* %6
%36 = load i32, i32* %4
%37 = icmp slt i32 %35, %36
br i1 %37, label %38, label %59
38: ; preds = %34
%39 = load double, double* %5
%40 = load double*, double** %3
%41 = load i32, i32* %6
%42 = sext i32 %41 to i64
%43 = getelementptr inbounds double, double* %40, i64 %42
%44 = load double, double* %43
%45 = fsub double %44, %39
store double %45, double* %43
%46 = load double*, double** %3
%47 = load i32, i32* %6
%48 = sext i32 %47 to i64
%49 = getelementptr inbounds double, double* %46, i64 %48
%50 = load double, double* %49
%51 = call double @exp(double %50)
%52 = load double*, double** %3
%53 = load i32, i32* %6
%54 = sext i32 %53 to i64
%55 = getelementptr inbounds double, double* %52, i64 %54
store double %51, double* %55
br label %56
56: ; preds = %38
%57 = load i32, i32* %6
%58 = add nsw i32 %57, 1
store i32 %58, i32* %6
br label %34
59: ; preds = %34
store double 0.000000e+00, double* %7
store i32 0, i32* %6
br label %60
60: ; preds = %72, %59
%61 = load i32, i32* %6
%62 = load i32, i32* %4
%63 = icmp slt i32 %61, %62
br i1 %63, label %64, label %75
64: ; preds = %60
%65 = load double*, double** %3
%66 = load i32, i32* %6
%67 = sext i32 %66 to i64
%68 = getelementptr inbounds double, double* %65, i64 %67
%69 = load double, double* %68
%70 = load double, double* %7
%71 = fadd double %70, %69
store double %71, double* %7
br label %72
72: ; preds = %64
%73 = load i32, i32* %6
%74 = add nsw i32 %73, 1
store i32 %74, i32* %6
br label %60
75: ; preds = %60
store i32 0, i32* %6
br label %76
76: ; preds = %88, %75
%77 = load i32, i32* %6
%78 = load i32, i32* %4
%79 = icmp slt i32 %77, %78
br i1 %79, label %80, label %91
80: ; preds = %76
%81 = load double, double* %7
%82 = load double*, double** %3
%83 = load i32, i32* %6
%84 = sext i32 %83 to i64
%85 = getelementptr inbounds double, double* %82, i64 %84
%86 = load double, double* %85
%87 = fdiv double %86, %81
store double %87, double* %85
br label %88
88: ; preds = %80
%89 = load i32, i32* %6
%90 = add nsw i32 %89, 1
store i32 %90, i32* %6
br label %76
91: ; preds = %76
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @normalize_loglikely_vector(double* nocapture %0, i32 %1) {
%3 = load double, double* %0
%4 = icmp sgt i32 %1, 1
br i1 %4, label %5, label %29
5: ; preds = %2
%6 = zext i32 %1 to i64
%7 = add nsw i64 %6, -1
%8 = add nsw i64 %6, -2
%9 = and i64 %7, 3
%10 = icmp ult i64 %8, 3
br i1 %10, label %13, label %11
11: ; preds = %5
%12 = and i64 %7, -4
br label %37
13: ; preds = %37, %5
%14 = phi double [ undef, %5 ], [ %59, %37 ]
%15 = phi i64 [ 1, %5 ], [ %60, %37 ]
%16 = phi double [ %3, %5 ], [ %59, %37 ]
%17 = icmp eq i64 %9, 0
br i1 %17, label %29, label %18
18: ; preds = %13, %18
%19 = phi i64 [ %26, %18 ], [ %15, %13 ]
%20 = phi double [ %25, %18 ], [ %16, %13 ]
%21 = phi i64 [ %27, %18 ], [ 0, %13 ]
%22 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %19
%23 = load double, double* %22
%24 = fcmp ogt double %23, %20
%25 = select i1 %24, double %23, double %20
%26 = add nuw nsw i64 %19, 1
%27 = add i64 %21, 1
%28 = icmp eq i64 %27, %9
br i1 %28, label %29, label %18
29: ; preds = %13, %18, %2
%30 = phi double [ %3, %2 ], [ %14, %13 ], [ %25, %18 ]
%31 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %31, label %32, label %185
32: ; preds = %29
%33 = zext i32 %1 to i64
%34 = fsub double %3, %30
%35 = tail call double @exp(double %34)
store double %35, double* %0
%36 = icmp eq i32 %1, 1
br i1 %36, label %63, label %70
37: ; preds = %37, %11
%38 = phi i64 [ 1, %11 ], [ %60, %37 ]
%39 = phi double [ %3, %11 ], [ %59, %37 ]
%40 = phi i64 [ 0, %11 ], [ %61, %37 ]
%41 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %38
%42 = load double, double* %41
%43 = fcmp ogt double %42, %39
%44 = select i1 %43, double %42, double %39
%45 = add nuw nsw i64 %38, 1
%46 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %45
%47 = load double, double* %46
%48 = fcmp ogt double %47, %44
%49 = select i1 %48, double %47, double %44
%50 = add nuw nsw i64 %38, 2
%51 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %50
%52 = load double, double* %51
%53 = fcmp ogt double %52, %49
%54 = select i1 %53, double %52, double %49
%55 = add nuw nsw i64 %38, 3
%56 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %55
%57 = load double, double* %56
%58 = fcmp ogt double %57, %54
%59 = select i1 %58, double %57, double %54
%60 = add nuw nsw i64 %38, 4
%61 = add i64 %40, 4
%62 = icmp eq i64 %61, %12
br i1 %62, label %13, label %37
63: ; preds = %70, %32
br i1 %31, label %64, label %185
64: ; preds = %63
%65 = add nsw i64 %33, -1
%66 = and i64 %33, 7
%67 = icmp ult i64 %65, 7
br i1 %67, label %79, label %68
68: ; preds = %64
%69 = and i64 %33, 4294967288
br label %140
70: ; preds = %32, %70
%71 = phi i64 [ %77, %70 ], [ 1, %32 ]
%72 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %71
%73 = load double, double* %72
%74 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %71
%75 = fsub double %73, %30
%76 = tail call double @exp(double %75)
store double %76, double* %74
%77 = add nuw nsw i64 %71, 1
%78 = icmp eq i64 %77, %33
br i1 %78, label %63, label %70
79: ; preds = %140, %64
%80 = phi double [ undef, %64 ], [ %174, %140 ]
%81 = phi i64 [ 0, %64 ], [ %175, %140 ]
%82 = phi double [ 0.000000e+00, %64 ], [ %174, %140 ]
%83 = icmp eq i64 %66, 0
br i1 %83, label %94, label %84
84: ; preds = %79, %84
%85 = phi i64 [ %91, %84 ], [ %81, %79 ]
%86 = phi double [ %90, %84 ], [ %82, %79 ]
%87 = phi i64 [ %92, %84 ], [ 0, %79 ]
%88 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %85
%89 = load double, double* %88
%90 = fadd double %86, %89
%91 = add nuw nsw i64 %85, 1
%92 = add i64 %87, 1
%93 = icmp eq i64 %92, %66
br i1 %93, label %94, label %84
94: ; preds = %84, %79
%95 = phi double [ %80, %79 ], [ %90, %84 ]
br i1 %31, label %96, label %185
96: ; preds = %94
%97 = zext i32 %1 to i64
%98 = icmp eq i32 %1, 1
br i1 %98, label %138, label %99
99: ; preds = %96
%100 = and i64 %33, 4294967294
%101 = insertelement <2 x double> poison, double %95, i64 0
%102 = shufflevector <2 x double> %101, <2 x double> poison, <2 x i32> zeroinitializer
%103 = add nsw i64 %100, -2
%104 = lshr exact i64 %103, 1
%105 = add nuw i64 %104, 1
%106 = and i64 %105, 1
%107 = icmp eq i64 %103, 0
br i1 %107, label %127, label %108
108: ; preds = %99
%109 = and i64 %105, -2
br label %110
110: ; preds = %110, %108
%111 = phi i64 [ 0, %108 ], [ %124, %110 ]
%112 = phi i64 [ 0, %108 ], [ %125, %110 ]
%113 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %111
%114 = bitcast double* %113 to <2 x double>*
%115 = load <2 x double>, <2 x double>* %114
%116 = fdiv <2 x double> %115, %102
%117 = bitcast double* %113 to <2 x double>*
store <2 x double> %116, <2 x double>* %117
%118 = or i64 %111, 2
%119 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %118
%120 = bitcast double* %119 to <2 x double>*
%121 = load <2 x double>, <2 x double>* %120
%122 = fdiv <2 x double> %121, %102
%123 = bitcast double* %119 to <2 x double>*
store <2 x double> %122, <2 x double>* %123
%124 = add nuw i64 %111, 4
%125 = add nuw i64 %112, 2
%126 = icmp eq i64 %125, %109
br i1 %126, label %127, label %110
127: ; preds = %110, %99
%128 = phi i64 [ 0, %99 ], [ %124, %110 ]
%129 = icmp eq i64 %106, 0
br i1 %129, label %136, label %130
130: ; preds = %127
%131 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %128
%132 = bitcast double* %131 to <2 x double>*
%133 = load <2 x double>, <2 x double>* %132
%134 = fdiv <2 x double> %133, %102
%135 = bitcast double* %131 to <2 x double>*
store <2 x double> %134, <2 x double>* %135
br label %136
136: ; preds = %127, %130
%137 = icmp eq i64 %100, %33
br i1 %137, label %185, label %138
138: ; preds = %96, %136
%139 = phi i64 [ 0, %96 ], [ %100, %136 ]
br label %178
140: ; preds = %140, %68
%141 = phi i64 [ 0, %68 ], [ %175, %140 ]
%142 = phi double [ 0.000000e+00, %68 ], [ %174, %140 ]
%143 = phi i64 [ 0, %68 ], [ %176, %140 ]
%144 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %141
%145 = load double, double* %144
%146 = fadd double %142, %145
%147 = or i64 %141, 1
%148 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %147
%149 = load double, double* %148
%150 = fadd double %146, %149
%151 = or i64 %141, 2
%152 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %151
%153 = load double, double* %152
%154 = fadd double %150, %153
%155 = or i64 %141, 3
%156 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %155
%157 = load double, double* %156
%158 = fadd double %154, %157
%159 = or i64 %141, 4
%160 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %159
%161 = load double, double* %160
%162 = fadd double %158, %161
%163 = or i64 %141, 5
%164 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %163
%165 = load double, double* %164
%166 = fadd double %162, %165
%167 = or i64 %141, 6
%168 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %167
%169 = load double, double* %168
%170 = fadd double %166, %169
%171 = or i64 %141, 7
%172 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %171
%173 = load double, double* %172
%174 = fadd double %170, %173
%175 = add nuw nsw i64 %141, 8
%176 = add i64 %143, 8
%177 = icmp eq i64 %176, %69
br i1 %177, label %79, label %140
178: ; preds = %138, %178
%179 = phi i64 [ %183, %178 ], [ %139, %138 ]
%180 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %179
%181 = load double, double* %180
%182 = fdiv double %181, %95
store double %182, double* %180
%183 = add nuw nsw i64 %179, 1
%184 = icmp eq i64 %183, %97
br i1 %184, label %185, label %178
185: ; preds = %178, %136, %29, %63, %94
ret void
}