double expectedProtSimScore(double *P, double **scoreMatrix, int alphabetSize) {
  int i, j;
  double sum = 0;
  for (i = 0; i < alphabetSize; i++)
    for (j = 0; j < alphabetSize; j++)
      sum += P[i] * P[j] * scoreMatrix[i][j];
  return (sum);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<expectedProtSimScore>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x28(%rbp)
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    119f <expectedProtSimScore+0x9f>
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    118c <expectedProtSimScore+0x8c>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mulsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
movsd  -0x28(%rbp),%xmm1
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x28(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1131 <expectedProtSimScore+0x31>
jmp    1191 <expectedProtSimScore+0x91>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    111e <expectedProtSimScore+0x1e>
movsd  -0x28(%rbp),%xmm0
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<expectedProtSimScore>:
push   %rbx
test   %edx,%edx
jle    11e2 <expectedProtSimScore+0xe2>
mov    %edx,%r9d
lea    -0x1(%r9),%r8
mov    %r9d,%edx
and    $0x3,%edx
mov    %r9d,%r11d
and    $0xfffffffc,%r11d
xorpd  %xmm0,%xmm0
xor    %r10d,%r10d
jmp    113d <expectedProtSimScore+0x3d>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%r10
cmp    %r9,%r10
je     11e0 <expectedProtSimScore+0xe0>
movsd  (%rdi,%r10,8),%xmm1
mov    (%rsi,%r10,8),%rcx
xor    %eax,%eax
cmp    $0x3,%r8
jb     11a7 <expectedProtSimScore+0xa7>
nop
movsd  (%rdi,%rax,8),%xmm2
mulsd  %xmm1,%xmm2
mulsd  (%rcx,%rax,8),%xmm2
addsd  %xmm0,%xmm2
movsd  0x8(%rdi,%rax,8),%xmm3
mulsd  %xmm1,%xmm3
mulsd  0x8(%rcx,%rax,8),%xmm3
addsd  %xmm2,%xmm3
movsd  0x10(%rdi,%rax,8),%xmm2
mulsd  %xmm1,%xmm2
mulsd  0x10(%rcx,%rax,8),%xmm2
movsd  0x18(%rdi,%rax,8),%xmm0
mulsd  %xmm1,%xmm0
mulsd  0x18(%rcx,%rax,8),%xmm0
addsd  %xmm3,%xmm2
addsd  %xmm2,%xmm0
add    $0x4,%rax
cmp    %rax,%r11
jne    1150 <expectedProtSimScore+0x50>
test   %rdx,%rdx
je     1130 <expectedProtSimScore+0x30>
lea    (%rcx,%rax,8),%rcx
lea    (%rdi,%rax,8),%rax
xor    %ebx,%ebx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
movsd  (%rax,%rbx,8),%xmm2
mulsd  %xmm1,%xmm2
mulsd  (%rcx,%rbx,8),%xmm2
addsd  %xmm2,%xmm0
add    $0x1,%rbx
cmp    %rbx,%rdx
jne    11c0 <expectedProtSimScore+0xc0>
jmp    1130 <expectedProtSimScore+0x30>
pop    %rbx
ret
xorps  %xmm0,%xmm0
pop    %rbx
ret

LLVM IR (-O0):
define double @expectedProtSimScore(double* %0, double** %1, i32 %2) {
%4 = alloca double*
%5 = alloca double**
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca double
store double* %0, double** %4
store double** %1, double*** %5
store i32 %2, i32* %6
store double 0.000000e+00, double* %9
store i32 0, i32* %7
br label %10
10: ; preds = %46, %3
%11 = load i32, i32* %7
%12 = load i32, i32* %6
%13 = icmp slt i32 %11, %12
br i1 %13, label %14, label %49
14: ; preds = %10
store i32 0, i32* %8
br label %15
15: ; preds = %42, %14
%16 = load i32, i32* %8
%17 = load i32, i32* %6
%18 = icmp slt i32 %16, %17
br i1 %18, label %19, label %45
19: ; preds = %15
%20 = load double*, double** %4
%21 = load i32, i32* %7
%22 = sext i32 %21 to i64
%23 = getelementptr inbounds double, double* %20, i64 %22
%24 = load double, double* %23
%25 = load double*, double** %4
%26 = load i32, i32* %8
%27 = sext i32 %26 to i64
%28 = getelementptr inbounds double, double* %25, i64 %27
%29 = load double, double* %28
%30 = fmul double %24, %29
%31 = load double**, double*** %5
%32 = load i32, i32* %7
%33 = sext i32 %32 to i64
%34 = getelementptr inbounds double*, double** %31, i64 %33
%35 = load double*, double** %34
%36 = load i32, i32* %8
%37 = sext i32 %36 to i64
%38 = getelementptr inbounds double, double* %35, i64 %37
%39 = load double, double* %38
%40 = load double, double* %9
%41 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %30, double %39, double %40)
store double %41, double* %9
br label %42
42: ; preds = %19
%43 = load i32, i32* %8
%44 = add nsw i32 %43, 1
store i32 %44, i32* %8
br label %15
45: ; preds = %15
br label %46
46: ; preds = %45
%47 = load i32, i32* %7
%48 = add nsw i32 %47, 1
store i32 %48, i32* %7
br label %10
49: ; preds = %10
%50 = load double, double* %9
ret double %50
}

LLVM IR (-O2):
define double @expectedProtSimScore(double* nocapture %0, double** nocapture %1, i32 %2) {
%4 = icmp sgt i32 %2, 0
br i1 %4, label %5, label %74
5: ; preds = %3
%6 = zext i32 %2 to i64
%7 = add nsw i64 %6, -1
%8 = and i64 %6, 3
%9 = icmp ult i64 %7, 3
%10 = and i64 %6, 4294967292
%11 = icmp eq i64 %8, 0
br label %12
12: ; preds = %70, %5
%13 = phi i64 [ 0, %5 ], [ %72, %70 ]
%14 = phi double [ 0.000000e+00, %5 ], [ %71, %70 ]
%15 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %13
%16 = load double, double* %15
%17 = getelementptr inbounds double*, double** %1, i64 %13
%18 = load double*, double** %17
br i1 %9, label %53, label %19
19: ; preds = %12, %19
%20 = phi i64 [ %50, %19 ], [ 0, %12 ]
%21 = phi double [ %49, %19 ], [ %14, %12 ]
%22 = phi i64 [ %51, %19 ], [ 0, %12 ]
%23 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %20
%24 = load double, double* %23
%25 = fmul double %16, %24
%26 = getelementptr inbounds double, double* %18, i64 %20
%27 = load double, double* %26
%28 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %25, double %27, double %21)
%29 = or i64 %20, 1
%30 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %29
%31 = load double, double* %30
%32 = fmul double %16, %31
%33 = getelementptr inbounds double, double* %18, i64 %29
%34 = load double, double* %33
%35 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %32, double %34, double %28)
%36 = or i64 %20, 2
%37 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %36
%38 = load double, double* %37
%39 = fmul double %16, %38
%40 = getelementptr inbounds double, double* %18, i64 %36
%41 = load double, double* %40
%42 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %39, double %41, double %35)
%43 = or i64 %20, 3
%44 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %43
%45 = load double, double* %44
%46 = fmul double %16, %45
%47 = getelementptr inbounds double, double* %18, i64 %43
%48 = load double, double* %47
%49 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %46, double %48, double %42)
%50 = add nuw nsw i64 %20, 4
%51 = add i64 %22, 4
%52 = icmp eq i64 %51, %10
br i1 %52, label %53, label %19
53: ; preds = %19, %12
%54 = phi double [ undef, %12 ], [ %49, %19 ]
%55 = phi i64 [ 0, %12 ], [ %50, %19 ]
%56 = phi double [ %14, %12 ], [ %49, %19 ]
br i1 %11, label %70, label %57
57: ; preds = %53, %57
%58 = phi i64 [ %67, %57 ], [ %55, %53 ]
%59 = phi double [ %66, %57 ], [ %56, %53 ]
%60 = phi i64 [ %68, %57 ], [ 0, %53 ]
%61 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %58
%62 = load double, double* %61
%63 = fmul double %16, %62
%64 = getelementptr inbounds double, double* %18, i64 %58
%65 = load double, double* %64
%66 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %63, double %65, double %59)
%67 = add nuw nsw i64 %58, 1
%68 = add i64 %60, 1
%69 = icmp eq i64 %68, %8
br i1 %69, label %70, label %57
70: ; preds = %57, %53
%71 = phi double [ %54, %53 ], [ %66, %57 ]
%72 = add nuw nsw i64 %13, 1
%73 = icmp eq i64 %72, %6
br i1 %73, label %74, label %12
74: ; preds = %70, %3
%75 = phi double [ 0.000000e+00, %3 ], [ %71, %70 ]
ret double %75
}