void softmaxPass(double *hiddenLayer, double *outputLayer, int outputSize) {
  int counter;
  double sum = 0;
  for (counter = 0; counter < outputSize; counter++) {
    sum += hiddenLayer[counter];
  }
  for (counter = 0; counter < outputSize; counter++) {
    outputLayer[counter] = hiddenLayer[counter] / sum;
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<softmaxPass>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    114f <softmaxPass+0x4f>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
addsd  -0x20(%rbp),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x20(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    111e <softmaxPass+0x1e>
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    118f <softmaxPass+0x8f>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
divsd  -0x20(%rbp),%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    1156 <softmaxPass+0x56>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<softmaxPass>:
test   %edx,%edx
jle    1285 <softmaxPass+0x185>
mov    %edx,%r8d
lea    -0x1(%r8),%rax
mov    %r8d,%r9d
and    $0x7,%r9d
cmp    $0x7,%rax
jae    1124 <softmaxPass+0x24>
xorpd  %xmm0,%xmm0
xor    %eax,%eax
jmp    1168 <softmaxPass+0x68>
mov    %r8d,%ecx
and    $0xfffffff8,%ecx
xorpd  %xmm0,%xmm0
xor    %eax,%eax
addsd  (%rdi,%rax,8),%xmm0
addsd  0x8(%rdi,%rax,8),%xmm0
addsd  0x10(%rdi,%rax,8),%xmm0
addsd  0x18(%rdi,%rax,8),%xmm0
addsd  0x20(%rdi,%rax,8),%xmm0
addsd  0x28(%rdi,%rax,8),%xmm0
addsd  0x30(%rdi,%rax,8),%xmm0
addsd  0x38(%rdi,%rax,8),%xmm0
add    $0x8,%rax
cmp    %rax,%rcx
jne    1130 <softmaxPass+0x30>
test   %r9,%r9
je     118e <softmaxPass+0x8e>
lea    (%rdi,%rax,8),%rax
xor    %ecx,%ecx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
addsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
add    $0x1,%rcx
cmp    %rcx,%r9
jne    1180 <softmaxPass+0x80>
test   %edx,%edx
jle    1285 <softmaxPass+0x185>
cmp    $0x1,%edx
je     11ad <softmaxPass+0xad>
lea    (%rdi,%r8,8),%rax
cmp    %rsi,%rax
jbe    1209 <softmaxPass+0x109>
lea    (%rsi,%r8,8),%rax
cmp    %rdi,%rax
jbe    1209 <softmaxPass+0x109>
xor    %ecx,%ecx
mov    %rcx,%rax
not    %rax
test   $0x1,%r8b
je     11cd <softmaxPass+0xcd>
movsd  (%rdi,%rcx,8),%xmm1
divsd  %xmm0,%xmm1
movsd  %xmm1,(%rsi,%rcx,8)
or     $0x1,%rcx
add    %r8,%rax
je     1285 <softmaxPass+0x185>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
movsd  (%rdi,%rcx,8),%xmm1
divsd  %xmm0,%xmm1
movsd  %xmm1,(%rsi,%rcx,8)
movsd  0x8(%rdi,%rcx,8),%xmm1
divsd  %xmm0,%xmm1
movsd  %xmm1,0x8(%rsi,%rcx,8)
add    $0x2,%rcx
cmp    %rcx,%r8
jne    11e0 <softmaxPass+0xe0>
jmp    1285 <softmaxPass+0x185>
mov    %r8d,%ecx
and    $0xfffffffe,%ecx
movapd %xmm0,%xmm1
unpcklpd %xmm0,%xmm1
lea    -0x2(%rcx),%rax
mov    %rax,%r9
shr    %r9
add    $0x1,%r9
test   %rax,%rax
je     1286 <softmaxPass+0x186>
mov    %r9,%rax
and    $0xfffffffffffffffe,%rax
xor    %edx,%edx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
movupd (%rdi,%rdx,8),%xmm2
divpd  %xmm1,%xmm2
movupd %xmm2,(%rsi,%rdx,8)
movupd 0x10(%rdi,%rdx,8),%xmm2
divpd  %xmm1,%xmm2
movupd %xmm2,0x10(%rsi,%rdx,8)
add    $0x4,%rdx
add    $0xfffffffffffffffe,%rax
jne    1240 <softmaxPass+0x140>
test   $0x1,%r9b
je     127c <softmaxPass+0x17c>
movupd (%rdi,%rdx,8),%xmm2
divpd  %xmm1,%xmm2
movupd %xmm2,(%rsi,%rdx,8)
cmp    %r8,%rcx
jne    11af <softmaxPass+0xaf>
ret
xor    %edx,%edx
test   $0x1,%r9b
jne    126e <softmaxPass+0x16e>
jmp    127c <softmaxPass+0x17c>

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

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