#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 */
typedef int /*<<< orphan*/ cnts;

/* Variables and functions */
double log(double);
int /*<<< orphan*/ memset(int *, int, int);
double calc_nbits_in_data(unsigned char *data, int nbytestoprocess) {
  int cnts[256], loop;
  double ent = 0.0, log2 = log(2.0);
  memset(cnts, 0x00, sizeof(cnts));
  for (loop = 0; loop < nbytestoprocess; loop++) {
    cnts[data[loop]]++;
  }
  for (loop = 0; loop < 256; loop++) {
    double prob = (double)cnts[loop] / (double)nbytestoprocess;
    if (((prob > 0.0))) {
      ent += prob * (log(1.0 / prob) / log2);
    }
  }
  ent *= (double)nbytestoprocess;
  if (ent < 0.0)
    ent = 0.0;
  ent =
      (((double)(nbytestoprocess * 8)) < (ent) ? ((double)(nbytestoprocess * 8))
                                               : (ent));
  return ent;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<calc_nbits_in_data>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x440,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x420(%rbp)
ff
movsd  0xebb(%rip),%xmm0
call   1040 <log@plt>
movsd  %xmm0,-0x428(%rbp)
ff
lea    -0x410(%rbp),%rdi
xor    %esi,%esi
mov    $0x400,%edx
call   1030 <memset@plt>
movl   $0x0,-0x414(%rbp)
mov    -0x414(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    11b2 <calc_nbits_in_data+0x92>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x414(%rbp),%rcx
movzbl (%rax,%rcx,1),%eax
mov    -0x410(%rbp,%rax,4),%ecx
add    $0x1,%ecx
mov    %ecx,-0x410(%rbp,%rax,4)
mov    -0x414(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x414(%rbp)
jmp    116f <calc_nbits_in_data+0x4f>
movl   $0x0,-0x414(%rbp)
cmpl   $0x100,-0x414(%rbp)
jge    126b <calc_nbits_in_data+0x14b>
movslq -0x414(%rbp),%rax
cvtsi2sdl -0x410(%rbp,%rax,4),%xmm0
ff ff
cvtsi2sdl -0xc(%rbp),%xmm1
divsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x430(%rbp)
ff
movsd  -0x430(%rbp),%xmm0
ff
xorps  %xmm1,%xmm1
ucomisd %xmm1,%xmm0
jbe    1252 <calc_nbits_in_data+0x132>
movsd  -0x430(%rbp),%xmm0
ff
movsd  %xmm0,-0x438(%rbp)
ff
movsd  0xdee(%rip),%xmm0
divsd  -0x430(%rbp),%xmm0
ff
call   1040 <log@plt>
movaps %xmm0,%xmm2
movsd  -0x438(%rbp),%xmm0
ff
divsd  -0x428(%rbp),%xmm2
ff
movsd  -0x420(%rbp),%xmm1
ff
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x420(%rbp)
ff
jmp    1257 <calc_nbits_in_data+0x137>
mov    -0x414(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x414(%rbp)
jmp    11bc <calc_nbits_in_data+0x9c>
cvtsi2sdl -0xc(%rbp),%xmm0
mulsd  -0x420(%rbp),%xmm0
ff
movsd  %xmm0,-0x420(%rbp)
ff
xorps  %xmm0,%xmm0
ucomisd -0x420(%rbp),%xmm0
ff
jbe    129c <calc_nbits_in_data+0x17c>
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x420(%rbp)
ff
mov    -0xc(%rbp),%eax
shl    $0x3,%eax
cvtsi2sd %eax,%xmm1
movsd  -0x420(%rbp),%xmm0
ff
ucomisd %xmm1,%xmm0
jbe    12cf <calc_nbits_in_data+0x1af>
mov    -0xc(%rbp),%eax
shl    $0x3,%eax
cvtsi2sd %eax,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x440(%rbp)
ff
jmp    12df <calc_nbits_in_data+0x1bf>
movsd  -0x420(%rbp),%xmm0
ff
movsd  %xmm0,-0x440(%rbp)
ff
movsd  -0x440(%rbp),%xmm0
ff
movsd  %xmm0,-0x420(%rbp)
ff
movsd  -0x420(%rbp),%xmm0
ff
add    $0x440,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<calc_nbits_in_data>:
push   %rbp
push   %rbx
sub    $0x428,%rsp
mov    %esi,%ebp
mov    %rdi,%rbx
lea    0x20(%rsp),%rdi
xor    %esi,%esi
mov    $0x400,%edx
call   1030 <memset@plt>
test   %ebp,%ebp
jle    11b2 <calc_nbits_in_data+0x92>
mov    %ebp,%ecx
lea    -0x1(%rcx),%rdx
mov    %ecx,%eax
and    $0x3,%eax
cmp    $0x3,%rdx
jae    1158 <calc_nbits_in_data+0x38>
xor    %edx,%edx
jmp    1190 <calc_nbits_in_data+0x70>
and    $0xfffffffc,%ecx
xor    %edx,%edx
nopl   (%rax)
movzbl (%rbx,%rdx,1),%esi
addl   $0x1,0x20(%rsp,%rsi,4)
movzbl 0x1(%rbx,%rdx,1),%esi
addl   $0x1,0x20(%rsp,%rsi,4)
movzbl 0x2(%rbx,%rdx,1),%esi
addl   $0x1,0x20(%rsp,%rsi,4)
movzbl 0x3(%rbx,%rdx,1),%esi
addl   $0x1,0x20(%rsp,%rsi,4)
add    $0x4,%rdx
cmp    %rdx,%rcx
jne    1160 <calc_nbits_in_data+0x40>
test   %rax,%rax
je     11b2 <calc_nbits_in_data+0x92>
add    %rdx,%rbx
xor    %ecx,%ecx
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
movzbl (%rbx,%rcx,1),%edx
addl   $0x1,0x20(%rsp,%rdx,4)
add    $0x1,%rcx
cmp    %rcx,%rax
jne    11a0 <calc_nbits_in_data+0x80>
cvtsi2sd %ebp,%xmm0
xorpd  %xmm1,%xmm1
xor    %ebx,%ebx
xorpd  %xmm2,%xmm2
movsd  %xmm0,0x8(%rsp)
jmp    11dd <calc_nbits_in_data+0xbd>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%rbx
cmp    $0x100,%rbx
je     1231 <calc_nbits_in_data+0x111>
xorps  %xmm3,%xmm3
cvtsi2sdl 0x20(%rsp,%rbx,4),%xmm3
divsd  %xmm0,%xmm3
ucomisd %xmm1,%xmm3
jbe    11d0 <calc_nbits_in_data+0xb0>
movsd  0xe08(%rip),%xmm0
divsd  %xmm3,%xmm0
movsd  %xmm2,0x18(%rsp)
movsd  %xmm3,0x10(%rsp)
call   1040 <log@plt>
movsd  0x18(%rsp),%xmm2
xorpd  %xmm1,%xmm1
divsd  0xde9(%rip),%xmm0
mulsd  0x10(%rsp),%xmm0
addsd  %xmm0,%xmm2
movsd  0x8(%rsp),%xmm0
jmp    11d0 <calc_nbits_in_data+0xb0>
mulsd  %xmm0,%xmm2
xorpd  %xmm1,%xmm1
maxsd  %xmm2,%xmm1
shl    $0x3,%ebp
xorps  %xmm0,%xmm0
cvtsi2sd %ebp,%xmm0
minsd  %xmm1,%xmm0
add    $0x428,%rsp
pop    %rbx
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define double @calc_nbits_in_data(i8* %0, i32 %1) {
%3 = alloca i8*
%4 = alloca i32
%5 = alloca [256 x i32]
%6 = alloca i32
%7 = alloca double
%8 = alloca double
%9 = alloca double
store i8* %0, i8** %3
store i32 %1, i32* %4
store double 0.000000e+00, double* %7
%10 = call double @log(double 2.000000e+00)
store double %10, double* %8
%11 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %5, i64 0, i64 0
%12 = call i32 @memset(i32* %11, i32 0, i32 1024)
store i32 0, i32* %6
br label %13
13: ; preds = %27, %2
%14 = load i32, i32* %6
%15 = load i32, i32* %4
%16 = icmp slt i32 %14, %15
br i1 %16, label %17, label %30
17: ; preds = %13
%18 = load i8*, i8** %3
%19 = load i32, i32* %6
%20 = sext i32 %19 to i64
%21 = getelementptr inbounds i8, i8* %18, i64 %20
%22 = load i8, i8* %21
%23 = zext i8 %22 to i64
%24 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %5, i64 0, i64 %23
%25 = load i32, i32* %24
%26 = add nsw i32 %25, 1
store i32 %26, i32* %24
br label %27
27: ; preds = %17
%28 = load i32, i32* %6
%29 = add nsw i32 %28, 1
store i32 %29, i32* %6
br label %13
30: ; preds = %13
store i32 0, i32* %6
br label %31
31: ; preds = %55, %30
%32 = load i32, i32* %6
%33 = icmp slt i32 %32, 256
br i1 %33, label %34, label %58
34: ; preds = %31
%35 = load i32, i32* %6
%36 = sext i32 %35 to i64
%37 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %5, i64 0, i64 %36
%38 = load i32, i32* %37
%39 = sitofp i32 %38 to double
%40 = load i32, i32* %4
%41 = sitofp i32 %40 to double
%42 = fdiv double %39, %41
store double %42, double* %9
%43 = load double, double* %9
%44 = fcmp ogt double %43, 0.000000e+00
br i1 %44, label %45, label %54
45: ; preds = %34
%46 = load double, double* %9
%47 = load double, double* %9
%48 = fdiv double 1.000000e+00, %47
%49 = call double @log(double %48)
%50 = load double, double* %8
%51 = fdiv double %49, %50
%52 = load double, double* %7
%53 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %46, double %51, double %52)
store double %53, double* %7
br label %54
54: ; preds = %45, %34
br label %55
55: ; preds = %54
%56 = load i32, i32* %6
%57 = add nsw i32 %56, 1
store i32 %57, i32* %6
br label %31
58: ; preds = %31
%59 = load i32, i32* %4
%60 = sitofp i32 %59 to double
%61 = load double, double* %7
%62 = fmul double %61, %60
store double %62, double* %7
%63 = load double, double* %7
%64 = fcmp olt double %63, 0.000000e+00
br i1 %64, label %65, label %66
65: ; preds = %58
store double 0.000000e+00, double* %7
br label %66
66: ; preds = %65, %58
%67 = load i32, i32* %4
%68 = mul nsw i32 %67, 8
%69 = sitofp i32 %68 to double
%70 = load double, double* %7
%71 = fcmp olt double %69, %70
br i1 %71, label %72, label %76
72: ; preds = %66
%73 = load i32, i32* %4
%74 = mul nsw i32 %73, 8
%75 = sitofp i32 %74 to double
br label %78
76: ; preds = %66
%77 = load double, double* %7
br label %78
78: ; preds = %76, %72
%79 = phi double [ %75, %72 ], [ %77, %76 ]
store double %79, double* %7
%80 = load double, double* %7
ret double %80
}

LLVM IR (-O2):
define double @calc_nbits_in_data(i8* nocapture %0, i32 %1) {
%3 = alloca [256 x i32]
%4 = bitcast [256 x i32]* %3 to i8*
%5 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %3, i64 0, i64 0
%6 = call i32 @memset(i32* %5, i32 0, i32 1024)
%7 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %7, label %8, label %30
8: ; preds = %2
%9 = zext i32 %1 to i64
%10 = add nsw i64 %9, -1
%11 = and i64 %9, 3
%12 = icmp ult i64 %10, 3
br i1 %12, label %15, label %13
13: ; preds = %8
%14 = and i64 %9, 4294967292
br label %32
15: ; preds = %32, %8
%16 = phi i64 [ 0, %8 ], [ %62, %32 ]
%17 = icmp eq i64 %11, 0
br i1 %17, label %30, label %18
18: ; preds = %15, %18
%19 = phi i64 [ %27, %18 ], [ %16, %15 ]
%20 = phi i64 [ %28, %18 ], [ 0, %15 ]
%21 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %19
%22 = load i8, i8* %21
%23 = zext i8 %22 to i64
%24 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %3, i64 0, i64 %23
%25 = load i32, i32* %24
%26 = add nsw i32 %25, 1
store i32 %26, i32* %24
%27 = add nuw nsw i64 %19, 1
%28 = add i64 %20, 1
%29 = icmp eq i64 %28, %11
br i1 %29, label %30, label %18
30: ; preds = %15, %18, %2
%31 = sitofp i32 %1 to double
br label %65
32: ; preds = %32, %13
%33 = phi i64 [ 0, %13 ], [ %62, %32 ]
%34 = phi i64 [ 0, %13 ], [ %63, %32 ]
%35 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %33
%36 = load i8, i8* %35
%37 = zext i8 %36 to i64
%38 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %3, i64 0, i64 %37
%39 = load i32, i32* %38
%40 = add nsw i32 %39, 1
store i32 %40, i32* %38
%41 = or i64 %33, 1
%42 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %41
%43 = load i8, i8* %42
%44 = zext i8 %43 to i64
%45 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %3, i64 0, i64 %44
%46 = load i32, i32* %45
%47 = add nsw i32 %46, 1
store i32 %47, i32* %45
%48 = or i64 %33, 2
%49 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %48
%50 = load i8, i8* %49
%51 = zext i8 %50 to i64
%52 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %3, i64 0, i64 %51
%53 = load i32, i32* %52
%54 = add nsw i32 %53, 1
store i32 %54, i32* %52
%55 = or i64 %33, 3
%56 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %55
%57 = load i8, i8* %56
%58 = zext i8 %57 to i64
%59 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %3, i64 0, i64 %58
%60 = load i32, i32* %59
%61 = add nsw i32 %60, 1
store i32 %61, i32* %59
%62 = add nuw nsw i64 %33, 4
%63 = add i64 %34, 4
%64 = icmp eq i64 %63, %14
br i1 %64, label %15, label %32
65: ; preds = %30, %78
%66 = phi i64 [ 0, %30 ], [ %80, %78 ]
%67 = phi double [ 0.000000e+00, %30 ], [ %79, %78 ]
%68 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %3, i64 0, i64 %66
%69 = load i32, i32* %68
%70 = sitofp i32 %69 to double
%71 = fdiv double %70, %31
%72 = fcmp ogt double %71, 0.000000e+00
br i1 %72, label %73, label %78
73: ; preds = %65
%74 = fdiv double 1.000000e+00, %71
%75 = call double @log(double %74)
%76 = fdiv double %75, 0x3FE62E42FEFA39EF
%77 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %71, double %76, double %67)
br label %78
78: ; preds = %73, %65
%79 = phi double [ %77, %73 ], [ %67, %65 ]
%80 = add nuw nsw i64 %66, 1
%81 = icmp eq i64 %80, 256
br i1 %81, label %82, label %65
82: ; preds = %78
%83 = fmul double %79, %31
%84 = fcmp olt double %83, 0.000000e+00
%85 = select i1 %84, double 0.000000e+00, double %83
%86 = shl nsw i32 %1, 3
%87 = sitofp i32 %86 to double
%88 = fcmp ogt double %85, %87
%89 = select i1 %88, double %87, double %85
ret double %89
}