void renormalize(unsigned char *X, unsigned char threshold) {
  int NUMSTATES = 64;
  int i;
  if (X[0] > threshold) {
    unsigned char min = X[0];
    for (i = 0; i < NUMSTATES; i++)
      if (min > X[i])
        min = X[i];
    for (i = 0; i < NUMSTATES; i++)
      X[i] -= min;
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<renormalize>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %sil,%al
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %al,-0x9(%rbp)
movl   $0x40,-0x10(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movzbl (%rax),%eax
movzbl -0x9(%rbp),%ecx
cmp    %ecx,%eax
jle    11b8 <renormalize+0xb8>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    (%rax),%al
mov    %al,-0x15(%rbp)
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jge    117d <renormalize+0x7d>
movzbl -0x15(%rbp),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x14(%rbp),%rdx
movzbl (%rcx,%rdx,1),%ecx
cmp    %ecx,%eax
jle    116a <renormalize+0x6a>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,1),%al
mov    %al,-0x15(%rbp)
jmp    116f <renormalize+0x6f>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1138 <renormalize+0x38>
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jge    11b3 <renormalize+0xb3>
movzbl -0x15(%rbp),%esi
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
movzbl (%rax,%rcx,1),%edx
sub    %esi,%edx
mov    %dl,(%rax,%rcx,1)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1184 <renormalize+0x84>
jmp    11b8 <renormalize+0xb8>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<renormalize>:
mov    (%rdi),%r8b
cmp    %sil,%r8b
jbe    123d <renormalize+0x13d>
movzbl %r8b,%ecx
movd   %ecx,%xmm0
punpcklbw %xmm0,%xmm0
pshuflw $0x0,%xmm0,%xmm0
pshufd $0x0,%xmm0,%xmm3
movdqu 0x1(%rdi),%xmm2
movdqu 0x11(%rdi),%xmm1
movdqu 0x21(%rdi),%xmm0
movdqa %xmm2,%xmm4
pminub %xmm1,%xmm4
pminub %xmm0,%xmm4
pminub %xmm3,%xmm4
pshufd $0xee,%xmm4,%xmm3
pminub %xmm4,%xmm3
pshufd $0x55,%xmm3,%xmm4
pminub %xmm3,%xmm4
movdqa %xmm4,%xmm3
psrld  $0x10,%xmm3
pminub %xmm4,%xmm3
movdqa %xmm3,%xmm4
psrlw  $0x8,%xmm4
pminub %xmm3,%xmm4
punpcklbw %xmm4,%xmm4
pshuflw $0x0,%xmm4,%xmm4
movq   0x31(%rdi),%xmm3
pminub %xmm3,%xmm4
pshufd $0x55,%xmm4,%xmm5
pminub %xmm4,%xmm5
movdqa %xmm5,%xmm4
psrld  $0x10,%xmm4
pminub %xmm5,%xmm4
movdqa %xmm4,%xmm5
psrlw  $0x8,%xmm5
pminub %xmm4,%xmm5
movd   %xmm5,%ecx
movzbl 0x39(%rdi),%edx
cmp    %dl,%cl
cmova  %edx,%ecx
movzbl 0x3a(%rdi),%esi
cmp    %sil,%cl
cmova  %esi,%ecx
movzbl 0x3b(%rdi),%eax
cmp    %al,%cl
cmova  %eax,%ecx
movzbl 0x3c(%rdi),%eax
cmp    %al,%cl
cmova  %eax,%ecx
movzbl 0x3d(%rdi),%eax
cmp    %al,%cl
cmova  %eax,%ecx
movzbl 0x3e(%rdi),%eax
cmp    %al,%cl
cmova  %eax,%ecx
movzbl 0x3f(%rdi),%eax
cmp    %al,%cl
cmova  %eax,%ecx
sub    %cl,%r8b
mov    %r8b,(%rdi)
movd   %ecx,%xmm4
punpcklbw %xmm4,%xmm4
pshuflw $0x0,%xmm4,%xmm4
pshufd $0x0,%xmm4,%xmm5
psubb  %xmm5,%xmm2
movdqu %xmm2,0x1(%rdi)
psubb  %xmm5,%xmm1
movdqu %xmm1,0x11(%rdi)
psubb  %xmm5,%xmm0
movdqu %xmm0,0x21(%rdi)
psubb  %xmm4,%xmm3
movq   %xmm3,0x31(%rdi)
sub    %cl,%dl
mov    %dl,0x39(%rdi)
sub    %cl,%sil
mov    %sil,0x3a(%rdi)
sub    %cl,0x3b(%rdi)
sub    %cl,0x3c(%rdi)
sub    %cl,0x3d(%rdi)
sub    %cl,0x3e(%rdi)
sub    %cl,0x3f(%rdi)
ret

LLVM IR (-O0):
define void @renormalize(i8* %0, i8 zeroext %1) {
%3 = alloca i8*
%4 = alloca i8
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i8
store i8* %0, i8** %3
store i8 %1, i8* %4
store i32 64, i32* %5
%8 = load i8*, i8** %3
%9 = getelementptr inbounds i8, i8* %8, i64 0
%10 = load i8, i8* %9
%11 = zext i8 %10 to i32
%12 = load i8, i8* %4
%13 = zext i8 %12 to i32
%14 = icmp sgt i32 %11, %13
br i1 %14, label %15, label %63
15: ; preds = %2
%16 = load i8*, i8** %3
%17 = getelementptr inbounds i8, i8* %16, i64 0
%18 = load i8, i8* %17
store i8 %18, i8* %7
store i32 0, i32* %6
br label %19
19: ; preds = %40, %15
%20 = load i32, i32* %6
%21 = load i32, i32* %5
%22 = icmp slt i32 %20, %21
br i1 %22, label %23, label %43
23: ; preds = %19
%24 = load i8, i8* %7
%25 = zext i8 %24 to i32
%26 = load i8*, i8** %3
%27 = load i32, i32* %6
%28 = sext i32 %27 to i64
%29 = getelementptr inbounds i8, i8* %26, i64 %28
%30 = load i8, i8* %29
%31 = zext i8 %30 to i32
%32 = icmp sgt i32 %25, %31
br i1 %32, label %33, label %39
33: ; preds = %23
%34 = load i8*, i8** %3
%35 = load i32, i32* %6
%36 = sext i32 %35 to i64
%37 = getelementptr inbounds i8, i8* %34, i64 %36
%38 = load i8, i8* %37
store i8 %38, i8* %7
br label %39
39: ; preds = %33, %23
br label %40
40: ; preds = %39
%41 = load i32, i32* %6
%42 = add nsw i32 %41, 1
store i32 %42, i32* %6
br label %19
43: ; preds = %19
store i32 0, i32* %6
br label %44
44: ; preds = %59, %43
%45 = load i32, i32* %6
%46 = load i32, i32* %5
%47 = icmp slt i32 %45, %46
br i1 %47, label %48, label %62
48: ; preds = %44
%49 = load i8, i8* %7
%50 = zext i8 %49 to i32
%51 = load i8*, i8** %3
%52 = load i32, i32* %6
%53 = sext i32 %52 to i64
%54 = getelementptr inbounds i8, i8* %51, i64 %53
%55 = load i8, i8* %54
%56 = zext i8 %55 to i32
%57 = sub nsw i32 %56, %50
%58 = trunc i32 %57 to i8
store i8 %58, i8* %54
br label %59
59: ; preds = %48
%60 = load i32, i32* %6
%61 = add nsw i32 %60, 1
store i32 %61, i32* %6
br label %44
62: ; preds = %44
br label %63
63: ; preds = %62, %2
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @renormalize(i8* nocapture %0, i8 zeroext %1) {
%3 = load i8, i8* %0
%4 = icmp ugt i8 %3, %1
br i1 %4, label %5, label %113
5: ; preds = %2
%6 = insertelement <16 x i8> poison, i8 %3, i64 0
%7 = shufflevector <16 x i8> %6, <16 x i8> poison, <16 x i32> zeroinitializer
%8 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 1
%9 = bitcast i8* %8 to <16 x i8>*
%10 = load <16 x i8>, <16 x i8>* %9
%11 = icmp ugt <16 x i8> %7, %10
%12 = select <16 x i1> %11, <16 x i8> %10, <16 x i8> %7
%13 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 17
%14 = bitcast i8* %13 to <16 x i8>*
%15 = load <16 x i8>, <16 x i8>* %14
%16 = icmp ugt <16 x i8> %12, %15
%17 = select <16 x i1> %16, <16 x i8> %15, <16 x i8> %12
%18 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 33
%19 = bitcast i8* %18 to <16 x i8>*
%20 = load <16 x i8>, <16 x i8>* %19
%21 = icmp ugt <16 x i8> %17, %20
%22 = select <16 x i1> %21, <16 x i8> %20, <16 x i8> %17
%23 = call i8 @llvm.vector.reduce.umin.v16i8(<16 x i8> %22)
%24 = insertelement <8 x i8> poison, i8 %23, i64 0
%25 = shufflevector <8 x i8> %24, <8 x i8> poison, <8 x i32> zeroinitializer
%26 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 49
%27 = bitcast i8* %26 to <8 x i8>*
%28 = load <8 x i8>, <8 x i8>* %27
%29 = icmp ugt <8 x i8> %25, %28
%30 = select <8 x i1> %29, <8 x i8> %28, <8 x i8> %25
%31 = call i8 @llvm.vector.reduce.umin.v8i8(<8 x i8> %30)
%32 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 57
%33 = load i8, i8* %32
%34 = icmp ugt i8 %31, %33
%35 = select i1 %34, i8 %33, i8 %31
%36 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 58
%37 = load i8, i8* %36
%38 = icmp ugt i8 %35, %37
%39 = select i1 %38, i8 %37, i8 %35
%40 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 59
%41 = load i8, i8* %40
%42 = icmp ugt i8 %39, %41
%43 = select i1 %42, i8 %41, i8 %39
%44 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 60
%45 = load i8, i8* %44
%46 = icmp ugt i8 %43, %45
%47 = select i1 %46, i8 %45, i8 %43
%48 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 61
%49 = load i8, i8* %48
%50 = icmp ugt i8 %47, %49
%51 = select i1 %50, i8 %49, i8 %47
%52 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 62
%53 = load i8, i8* %52
%54 = icmp ugt i8 %51, %53
%55 = select i1 %54, i8 %53, i8 %51
%56 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 63
%57 = load i8, i8* %56
%58 = icmp ugt i8 %55, %57
%59 = select i1 %58, i8 %57, i8 %55
%60 = sub i8 %3, %59
store i8 %60, i8* %0
%61 = insertelement <16 x i8> poison, i8 %59, i64 0
%62 = shufflevector <16 x i8> %61, <16 x i8> poison, <16 x i32> zeroinitializer
%63 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 1
%64 = bitcast i8* %63 to <16 x i8>*
%65 = load <16 x i8>, <16 x i8>* %64
%66 = sub <16 x i8> %65, %62
%67 = bitcast i8* %63 to <16 x i8>*
store <16 x i8> %66, <16 x i8>* %67
%68 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 17
%69 = bitcast i8* %68 to <16 x i8>*
%70 = load <16 x i8>, <16 x i8>* %69
%71 = sub <16 x i8> %70, %62
%72 = bitcast i8* %68 to <16 x i8>*
store <16 x i8> %71, <16 x i8>* %72
%73 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 33
%74 = bitcast i8* %73 to <16 x i8>*
%75 = load <16 x i8>, <16 x i8>* %74
%76 = sub <16 x i8> %75, %62
%77 = bitcast i8* %73 to <16 x i8>*
store <16 x i8> %76, <16 x i8>* %77
%78 = insertelement <8 x i8> poison, i8 %59, i64 0
%79 = shufflevector <8 x i8> %78, <8 x i8> poison, <8 x i32> zeroinitializer
%80 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 49
%81 = bitcast i8* %80 to <8 x i8>*
%82 = load <8 x i8>, <8 x i8>* %81
%83 = sub <8 x i8> %82, %79
%84 = bitcast i8* %80 to <8 x i8>*
store <8 x i8> %83, <8 x i8>* %84
%85 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 57
%86 = load i8, i8* %85
%87 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 57
%88 = sub i8 %86, %59
store i8 %88, i8* %87
%89 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 58
%90 = load i8, i8* %89
%91 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 58
%92 = sub i8 %90, %59
store i8 %92, i8* %91
%93 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 59
%94 = load i8, i8* %93
%95 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 59
%96 = sub i8 %94, %59
store i8 %96, i8* %95
%97 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 60
%98 = load i8, i8* %97
%99 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 60
%100 = sub i8 %98, %59
store i8 %100, i8* %99
%101 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 61
%102 = load i8, i8* %101
%103 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 61
%104 = sub i8 %102, %59
store i8 %104, i8* %103
%105 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 62
%106 = load i8, i8* %105
%107 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 62
%108 = sub i8 %106, %59
store i8 %108, i8* %107
%109 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 63
%110 = load i8, i8* %109
%111 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 63
%112 = sub i8 %110, %59
store i8 %112, i8* %111
br label %113
113: ; preds = %5, %2
ret void
}