#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 */
scalar_t__ VP8LFastSLog2(int const);
double BitsEntropy(const int *const array, int n) {
  double retval = 0.;
  int sum = 0;
  int nonzeros = 0;
  int max_val = 0;
  int i;
  double mix;
  for (i = 0; i < n; ++i) {
    if (array[i] != 0) {
      sum += array[i];
      ++nonzeros;
      retval -= VP8LFastSLog2(array[i]);
      if (max_val < array[i]) {
        max_val = array[i];
      }
    }
  }
  retval += VP8LFastSLog2(sum);
  if (nonzeros < 5) {
    if (nonzeros <= 1) {
      return 0;
    }
    if (nonzeros == 2) {
      return 0.99 * sum + 0.01 * retval;
    }
    if (nonzeros == 3) {
      mix = 0.95;
    } else {
      mix = 0.7;
    }
  } else {
    mix = 0.627;
  }
  {
    double min_limit = 2 * sum - max_val;
    min_limit = mix * min_limit + (1.0 - mix) * retval;
    return (retval < min_limit) ? min_limit : retval;
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<BitsEntropy>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x50,%rsp
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
mov    %esi,-0x14(%rbp)
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
movl   $0x0,-0x28(%rbp)
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
movl   $0x0,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    11d8 <BitsEntropy+0xc8>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x30(%rbp),%rcx
cmpl   $0x0,(%rax,%rcx,4)
je     11c5 <BitsEntropy+0xb5>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x30(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
add    -0x24(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x30(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edi
call   1030 <VP8LFastSLog2@plt>
cvtsi2sd %rax,%xmm1
movsd  -0x20(%rbp),%xmm0
subsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x20(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
movslq -0x30(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jge    11c0 <BitsEntropy+0xb0>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x30(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    11c5 <BitsEntropy+0xb5>
jmp    11ca <BitsEntropy+0xba>
mov    -0x30(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
jmp    1143 <BitsEntropy+0x33>
mov    -0x24(%rbp),%edi
call   1030 <VP8LFastSLog2@plt>
cvtsi2sd %rax,%xmm0
addsd  -0x20(%rbp),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x20(%rbp)
cmpl   $0x5,-0x28(%rbp)
jge    1274 <BitsEntropy+0x164>
cmpl   $0x1,-0x28(%rbp)
jg     1210 <BitsEntropy+0x100>
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x8(%rbp)
jmp    12f3 <BitsEntropy+0x1e3>
cmpl   $0x2,-0x28(%rbp)
jne    1246 <BitsEntropy+0x136>
cvtsi2sdl -0x24(%rbp),%xmm0
movsd  0xe01(%rip),%xmm1
mulsd  -0x20(%rbp),%xmm1
movsd  0xdec(%rip),%xmm2
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x8(%rbp)
jmp    12f3 <BitsEntropy+0x1e3>
cmpl   $0x3,-0x28(%rbp)
jne    1262 <BitsEntropy+0x152>
movsd  0xdb8(%rip),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x38(%rbp)
jmp    126f <BitsEntropy+0x15f>
movsd  0xd9e(%rip),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x38(%rbp)
jmp    1281 <BitsEntropy+0x171>
movsd  0xd84(%rip),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x38(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
shl    $0x1,%eax
sub    -0x2c(%rbp),%eax
cvtsi2sd %eax,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x40(%rbp)
movsd  -0x38(%rbp),%xmm0
movsd  -0x40(%rbp),%xmm2
movsd  0xd73(%rip),%xmm1
subsd  -0x38(%rbp),%xmm1
mulsd  -0x20(%rbp),%xmm1
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x40(%rbp)
movsd  -0x20(%rbp),%xmm1
movsd  -0x40(%rbp),%xmm0
ucomisd %xmm1,%xmm0
jbe    12df <BitsEntropy+0x1cf>
movsd  -0x40(%rbp),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x48(%rbp)
jmp    12e9 <BitsEntropy+0x1d9>
movsd  -0x20(%rbp),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x48(%rbp)
movsd  -0x48(%rbp),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x8(%rbp)
movsd  -0x8(%rbp),%xmm0
add    $0x50,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<BitsEntropy>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
test   %esi,%esi
jle    117e <BitsEntropy+0x6e>
mov    %rdi,%rbx
mov    %esi,%r12d
xorpd  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,(%rsp)
xor    %ebp,%ebp
xor    %r13d,%r13d
xor    %r15d,%r15d
xor    %r14d,%r14d
jmp    1149 <BitsEntropy+0x39>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%rbp
cmp    %rbp,%r12
je     1190 <BitsEntropy+0x80>
mov    (%rbx,%rbp,4),%edi
test   %edi,%edi
je     1140 <BitsEntropy+0x30>
add    %edi,%r14d
add    $0x1,%r15d
call   1030 <VP8LFastSLog2@plt>
xorps  %xmm0,%xmm0
cvtsi2sd %rax,%xmm0
movsd  (%rsp),%xmm1
subsd  %xmm0,%xmm1
movsd  %xmm1,(%rsp)
mov    (%rbx,%rbp,4),%eax
cmp    %eax,%r13d
cmovl  %eax,%r13d
jmp    1140 <BitsEntropy+0x30>
xor    %r14d,%r14d
xorpd  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,(%rsp)
xor    %r15d,%r15d
xor    %r13d,%r13d
mov    %r14d,%edi
call   1030 <VP8LFastSLog2@plt>
xorps  %xmm1,%xmm1
cvtsi2sd %rax,%xmm1
addsd  (%rsp),%xmm1
cmp    $0x4,%r15d
jg     11df <BitsEntropy+0xcf>
xorpd  %xmm0,%xmm0
cmp    $0x2,%r15d
jl     1211 <BitsEntropy+0x101>
cmp    $0x3,%r15d
je     1220 <BitsEntropy+0x110>
cmp    $0x2,%r15d
jne    122a <BitsEntropy+0x11a>
xorps  %xmm0,%xmm0
cvtsi2sd %r14d,%xmm0
mulsd  0xe3f(%rip),%xmm1
mulsd  0xe3f(%rip),%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
jmp    1211 <BitsEntropy+0x101>
movsd  0xe19(%rip),%xmm2
add    %r14d,%r14d
sub    %r13d,%r14d
xorps  %xmm0,%xmm0
cvtsi2sd %r14d,%xmm0
movsd  0xe2b(%rip),%xmm3
subsd  %xmm2,%xmm3
mulsd  %xmm1,%xmm3
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm3,%xmm0
maxsd  %xmm1,%xmm0
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret
movsd  0xde0(%rip),%xmm2
jmp    11e7 <BitsEntropy+0xd7>
movsd  0xdee(%rip),%xmm2
jmp    11e7 <BitsEntropy+0xd7>

LLVM IR (-O0):
define double @BitsEntropy(i32* %0, i32 %1) {
%3 = alloca double
%4 = alloca i32*
%5 = alloca i32
%6 = alloca double
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca double
%12 = alloca double
store i32* %0, i32** %4
store i32 %1, i32* %5
store double 0.000000e+00, double* %6
store i32 0, i32* %7
store i32 0, i32* %8
store i32 0, i32* %9
store i32 0, i32* %10
br label %13
13: ; preds = %58, %2
%14 = load i32, i32* %10
%15 = load i32, i32* %5
%16 = icmp slt i32 %14, %15
br i1 %16, label %17, label %61
17: ; preds = %13
%18 = load i32*, i32** %4
%19 = load i32, i32* %10
%20 = sext i32 %19 to i64
%21 = getelementptr inbounds i32, i32* %18, i64 %20
%22 = load i32, i32* %21
%23 = icmp ne i32 %22, 0
br i1 %23, label %24, label %57
24: ; preds = %17
%25 = load i32*, i32** %4
%26 = load i32, i32* %10
%27 = sext i32 %26 to i64
%28 = getelementptr inbounds i32, i32* %25, i64 %27
%29 = load i32, i32* %28
%30 = load i32, i32* %7
%31 = add nsw i32 %30, %29
store i32 %31, i32* %7
%32 = load i32, i32* %8
%33 = add nsw i32 %32, 1
store i32 %33, i32* %8
%34 = load i32*, i32** %4
%35 = load i32, i32* %10
%36 = sext i32 %35 to i64
%37 = getelementptr inbounds i32, i32* %34, i64 %36
%38 = load i32, i32* %37
%39 = call i64 @VP8LFastSLog2(i32 %38)
%40 = sitofp i64 %39 to double
%41 = load double, double* %6
%42 = fsub double %41, %40
store double %42, double* %6
%43 = load i32, i32* %9
%44 = load i32*, i32** %4
%45 = load i32, i32* %10
%46 = sext i32 %45 to i64
%47 = getelementptr inbounds i32, i32* %44, i64 %46
%48 = load i32, i32* %47
%49 = icmp slt i32 %43, %48
br i1 %49, label %50, label %56
50: ; preds = %24
%51 = load i32*, i32** %4
%52 = load i32, i32* %10
%53 = sext i32 %52 to i64
%54 = getelementptr inbounds i32, i32* %51, i64 %53
%55 = load i32, i32* %54
store i32 %55, i32* %9
br label %56
56: ; preds = %50, %24
br label %57
57: ; preds = %56, %17
br label %58
58: ; preds = %57
%59 = load i32, i32* %10
%60 = add nsw i32 %59, 1
store i32 %60, i32* %10
br label %13
61: ; preds = %13
%62 = load i32, i32* %7
%63 = call i64 @VP8LFastSLog2(i32 %62)
%64 = sitofp i64 %63 to double
%65 = load double, double* %6
%66 = fadd double %65, %64
store double %66, double* %6
%67 = load i32, i32* %8
%68 = icmp slt i32 %67, 5
br i1 %68, label %69, label %88
69: ; preds = %61
%70 = load i32, i32* %8
%71 = icmp sle i32 %70, 1
br i1 %71, label %72, label %73
72: ; preds = %69
store double 0.000000e+00, double* %3
br label %111
73: ; preds = %69
%74 = load i32, i32* %8
%75 = icmp eq i32 %74, 2
br i1 %75, label %76, label %82
76: ; preds = %73
%77 = load i32, i32* %7
%78 = sitofp i32 %77 to double
%79 = load double, double* %6
%80 = fmul double 1.000000e-02, %79
%81 = call double @llvm.fmuladd.f64(double 0x3FEFAE147AE147AE, double %78, double %80)
store double %81, double* %3
br label %111
82: ; preds = %73
%83 = load i32, i32* %8
%84 = icmp eq i32 %83, 3
br i1 %84, label %85, label %86
85: ; preds = %82
store double 0x3FEE666666666666, double* %11
br label %87
86: ; preds = %82
store double 0x3FE6666666666666, double* %11
br label %87
87: ; preds = %86, %85
br label %89
88: ; preds = %61
store double 6.270000e-01, double* %11
br label %89
89: ; preds = %88, %87
%90 = load i32, i32* %7
%91 = mul nsw i32 2, %90
%92 = load i32, i32* %9
%93 = sub nsw i32 %91, %92
%94 = sitofp i32 %93 to double
store double %94, double* %12
%95 = load double, double* %11
%96 = load double, double* %12
%97 = load double, double* %11
%98 = fsub double 1.000000e+00, %97
%99 = load double, double* %6
%100 = fmul double %98, %99
%101 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %95, double %96, double %100)
store double %101, double* %12
%102 = load double, double* %6
%103 = load double, double* %12
%104 = fcmp olt double %102, %103
br i1 %104, label %105, label %107
105: ; preds = %89
%106 = load double, double* %12
br label %109
107: ; preds = %89
%108 = load double, double* %6
br label %109
109: ; preds = %107, %105
%110 = phi double [ %106, %105 ], [ %108, %107 ]
store double %110, double* %3
br label %111
111: ; preds = %109, %76, %72
%112 = load double, double* %3
ret double %112
}

LLVM IR (-O2):
define double @BitsEntropy(i32* nocapture %0, i32 %1) {
%3 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %3, label %4, label %31
4: ; preds = %2
%5 = zext i32 %1 to i64
br label %6
6: ; preds = %4, %24
%7 = phi i64 [ 0, %4 ], [ %29, %24 ]
%8 = phi i32 [ 0, %4 ], [ %28, %24 ]
%9 = phi i32 [ 0, %4 ], [ %27, %24 ]
%10 = phi i32 [ 0, %4 ], [ %26, %24 ]
%11 = phi double [ 0.000000e+00, %4 ], [ %25, %24 ]
%12 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %7
%13 = load i32, i32* %12
%14 = icmp eq i32 %13, 0
br i1 %14, label %24, label %15
15: ; preds = %6
%16 = add nsw i32 %13, %10
%17 = add nsw i32 %9, 1
%18 = tail call i64 @VP8LFastSLog2(i32 %13)
%19 = sitofp i64 %18 to double
%20 = fsub double %11, %19
%21 = load i32, i32* %12
%22 = icmp slt i32 %8, %21
%23 = select i1 %22, i32 %21, i32 %8
br label %24
24: ; preds = %15, %6
%25 = phi double [ %11, %6 ], [ %20, %15 ]
%26 = phi i32 [ %10, %6 ], [ %16, %15 ]
%27 = phi i32 [ %9, %6 ], [ %17, %15 ]
%28 = phi i32 [ %8, %6 ], [ %23, %15 ]
%29 = add nuw nsw i64 %7, 1
%30 = icmp eq i64 %29, %5
br i1 %30, label %31, label %6
31: ; preds = %24, %2
%32 = phi double [ 0.000000e+00, %2 ], [ %25, %24 ]
%33 = phi i32 [ 0, %2 ], [ %26, %24 ]
%34 = phi i32 [ 0, %2 ], [ %27, %24 ]
%35 = phi i32 [ 0, %2 ], [ %28, %24 ]
%36 = tail call i64 @VP8LFastSLog2(i32 %33)
%37 = sitofp i64 %36 to double
%38 = fadd double %32, %37
%39 = icmp slt i32 %34, 5
br i1 %39, label %40, label %48
40: ; preds = %31
%41 = icmp slt i32 %34, 2
br i1 %41, label %58, label %42
42: ; preds = %40
switch i32 %34, label %47 [
i32 2, label %43
i32 3, label %48
]
43: ; preds = %42
%44 = sitofp i32 %33 to double
%45 = fmul double %38, 1.000000e-02
%46 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %44, double 0x3FEFAE147AE147AE, double %45)
br label %58
47: ; preds = %42
br label %48
48: ; preds = %31, %42, %47
%49 = phi double [ 0x3FE6666666666666, %47 ], [ 0x3FEE666666666666, %42 ], [ 6.270000e-01, %31 ]
%50 = shl nsw i32 %33, 1
%51 = sub nsw i32 %50, %35
%52 = sitofp i32 %51 to double
%53 = fsub double 1.000000e+00, %49
%54 = fmul double %38, %53
%55 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %49, double %52, double %54)
%56 = fcmp olt double %38, %55
%57 = select i1 %56, double %55, double %38
br label %58
58: ; preds = %40, %48, %43
%59 = phi double [ %46, %43 ], [ %57, %48 ], [ 0.000000e+00, %40 ]
ret double %59
}