int prob_mat_from_eigensystem(const unsigned dim, double **pMat,
                              double *EigValExp, const double *cijk,
                              const double *eigenVals,
                              const double branch_len) {
  unsigned i, j, s;
  double sum;
  assert(pMat);
  assert(*pMat);
  assert(cijk);
  assert(eigenVals);
  assert(branch_len >= 0.0);
  for (i = 0; i < dim; i++)
    EigValExp[i] = exp(eigenVals[i] * branch_len);
  for (i = 0; i < dim; i++) {
    for (j = 0; j < dim; j++) {
      sum = 0.0;
      for (s = 0; s < dim; s++)
        sum += (*cijk++) * EigValExp[s];
      pMat[i][j] = (sum < 0.0) ? 0.0 : sum;
    }
  }
  return 1;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<prob_mat_from_eigensystem>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x50,%rsp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
mov    %r8,-0x28(%rbp)
movsd  %xmm0,-0x30(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <assert@plt>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    (%rax),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <assert@plt>
mov    -0x20(%rbp),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <assert@plt>
mov    -0x28(%rbp),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <assert@plt>
movsd  -0x30(%rbp),%xmm0
xorps  %xmm1,%xmm1
ucomisd %xmm1,%xmm0
setae  %al
and    $0x1,%al
movzbl %al,%edi
mov    $0x0,%al
call   1030 <assert@plt>
movl   $0x0,-0x34(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jae    11cd <prob_mat_from_eigensystem+0xad>
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    -0x34(%rbp),%ecx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mulsd  -0x30(%rbp),%xmm0
call   1040 <exp@plt>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x34(%rbp),%ecx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x34(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
jmp    1191 <prob_mat_from_eigensystem+0x71>
movl   $0x0,-0x34(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jae    12ab <prob_mat_from_eigensystem+0x18b>
movl   $0x0,-0x38(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jae    1298 <prob_mat_from_eigensystem+0x178>
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x48(%rbp)
movl   $0x0,-0x3c(%rbp)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jae    124d <prob_mat_from_eigensystem+0x12d>
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %rax,%rcx
add    $0x8,%rcx
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
movsd  (%rax),%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x3c(%rbp),%ecx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
movsd  -0x48(%rbp),%xmm1
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x48(%rbp)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
jmp    1202 <prob_mat_from_eigensystem+0xe2>
xorps  %xmm0,%xmm0
ucomisd -0x48(%rbp),%xmm0
jbe    1268 <prob_mat_from_eigensystem+0x148>
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x50(%rbp)
jmp    1272 <prob_mat_from_eigensystem+0x152>
movsd  -0x48(%rbp),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x50(%rbp)
movsd  -0x50(%rbp),%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x34(%rbp),%ecx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
mov    -0x38(%rbp),%ecx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x38(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x38(%rbp)
jmp    11e7 <prob_mat_from_eigensystem+0xc7>
jmp    129d <prob_mat_from_eigensystem+0x17d>
mov    -0x34(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
jmp    11d4 <prob_mat_from_eigensystem+0xb4>
mov    $0x1,%eax
add    $0x50,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<prob_mat_from_eigensystem>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x18,%rsp
movsd  %xmm0,0x10(%rsp)
mov    %r8,%r12
mov    %rcx,%rbx
mov    %rdx,%r14
mov    %rsi,%r15
mov    %edi,%ebp
mov    %rsi,%rdi
xor    %eax,%eax
call   1030 <assert@plt>
mov    (%r15),%rdi
xor    %eax,%eax
call   1030 <assert@plt>
mov    %rbx,%rdi
xor    %eax,%eax
call   1030 <assert@plt>
mov    %r12,%rdi
xor    %eax,%eax
call   1030 <assert@plt>
xorpd  %xmm0,%xmm0
xor    %edi,%edi
movsd  0x10(%rsp),%xmm1
ucomisd %xmm0,%xmm1
setae  %dil
xor    %eax,%eax
call   1030 <assert@plt>
test   %ebp,%ebp
je     12bf <prob_mat_from_eigensystem+0x19f>
mov    %ebp,0xc(%rsp)
mov    %ebp,%r13d
xor    %ebp,%ebp
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
movsd  (%r12,%rbp,8),%xmm0
mulsd  0x10(%rsp),%xmm0
call   1040 <exp@plt>
movsd  %xmm0,(%r14,%rbp,8)
add    $0x1,%rbp
cmp    %rbp,%r13
jne    11a0 <prob_mat_from_eigensystem+0x80>
cmpl   $0x0,0xc(%rsp)
je     12bf <prob_mat_from_eigensystem+0x19f>
lea    -0x1(%r13),%r9
mov    %r13d,%r10d
and    $0x3,%r10d
mov    %r13d,%edx
and    $0xfffffffc,%edx
lea    0x0(,%r10,8),%rsi
xor    %r8d,%r8d
jmp    11fd <prob_mat_from_eigensystem+0xdd>
nopl   0x0(%rax)
add    $0x1,%r8
cmp    %r13,%r8
je     12bf <prob_mat_from_eigensystem+0x19f>
mov    (%r15,%r8,8),%rdi
xor    %ebp,%ebp
jmp    1226 <prob_mat_from_eigensystem+0x106>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
xorpd  %xmm1,%xmm1
maxsd  %xmm0,%xmm1
movsd  %xmm1,(%rdi,%rbp,8)
add    $0x1,%rbp
cmp    %r13,%rbp
je     11f0 <prob_mat_from_eigensystem+0xd0>
xorpd  %xmm0,%xmm0
xor    %eax,%eax
cmp    $0x3,%r9
jb     128b <prob_mat_from_eigensystem+0x16b>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
movsd  (%rbx),%xmm1
mulsd  (%r14,%rax,8),%xmm1
movsd  0x8(%rbx),%xmm2
addsd  %xmm0,%xmm1
mulsd  0x8(%r14,%rax,8),%xmm2
addsd  %xmm1,%xmm2
movsd  0x10(%rbx),%xmm1
mulsd  0x10(%r14,%rax,8),%xmm1
addsd  %xmm2,%xmm1
movsd  0x18(%rbx),%xmm0
mulsd  0x18(%r14,%rax,8),%xmm0
add    $0x20,%rbx
addsd  %xmm1,%xmm0
add    $0x4,%rax
cmp    %rax,%rdx
jne    1240 <prob_mat_from_eigensystem+0x120>
test   %r10,%r10
je     1210 <prob_mat_from_eigensystem+0xf0>
lea    (%r14,%rax,8),%rcx
xor    %eax,%eax
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
movsd  (%rbx,%rax,1),%xmm1
mulsd  (%rcx,%rax,1),%xmm1
addsd  %xmm1,%xmm0
add    $0x8,%rax
cmp    %rax,%rsi
jne    12a0 <prob_mat_from_eigensystem+0x180>
add    %rax,%rbx
jmp    1210 <prob_mat_from_eigensystem+0xf0>
mov    $0x1,%eax
add    $0x18,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

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

LLVM IR (-O2):
define i32 @prob_mat_from_eigensystem(i32 %0, double** %1, double* nocapture %2, double* %3, double* %4, double %5) {
%7 = tail call i32 (double**, ...) bitcast (i32 (...)* @assert to i32 (double**, ...)*)(double** %1)
%8 = load double*, double** %1
%9 = tail call i32 (double*, ...) bitcast (i32 (...)* @assert to i32 (double*, ...)*)(double* %8)
%10 = tail call i32 (double*, ...) bitcast (i32 (...)* @assert to i32 (double*, ...)*)(double* %3)
%11 = tail call i32 (double*, ...) bitcast (i32 (...)* @assert to i32 (double*, ...)*)(double* %4)
%12 = fcmp oge double %5, 0.000000e+00
%13 = zext i1 %12 to i32
%14 = tail call i32 (i32, ...) bitcast (i32 (...)* @assert to i32 (i32, ...)*)(i32 %13)
%15 = icmp eq i32 %0, 0
br i1 %15, label %104, label %16
16: ; preds = %6
%17 = zext i32 %0 to i64
br label %26
18: ; preds = %26
br i1 %15, label %104, label %19
19: ; preds = %18
%20 = zext i32 %0 to i64
%21 = add nsw i64 %17, -1
%22 = and i64 %17, 3
%23 = icmp ult i64 %21, 3
%24 = and i64 %17, 4294967292
%25 = icmp eq i64 %22, 0
br label %35
26: ; preds = %16, %26
%27 = phi i64 [ 0, %16 ], [ %33, %26 ]
%28 = getelementptr inbounds double, double* %4, i64 %27
%29 = load double, double* %28
%30 = fmul double %29, %5
%31 = tail call double @exp(double %30)
%32 = getelementptr inbounds double, double* %2, i64 %27
store double %31, double* %32
%33 = add nuw nsw i64 %27, 1
%34 = icmp eq i64 %33, %17
br i1 %34, label %18, label %26
35: ; preds = %19, %101
%36 = phi i64 [ 0, %19 ], [ %102, %101 ]
%37 = phi double* [ %3, %19 ], [ %94, %101 ]
%38 = getelementptr inbounds double*, double** %1, i64 %36
%39 = load double*, double** %38
br label %40
40: ; preds = %35, %93
%41 = phi i64 [ 0, %35 ], [ %99, %93 ]
%42 = phi double* [ %37, %35 ], [ %94, %93 ]
br i1 %23, label %74, label %43
43: ; preds = %40, %43
%44 = phi i64 [ %71, %43 ], [ 0, %40 ]
%45 = phi double [ %70, %43 ], [ 0.000000e+00, %40 ]
%46 = phi double* [ %66, %43 ], [ %42, %40 ]
%47 = phi i64 [ %72, %43 ], [ 0, %40 ]
%48 = getelementptr inbounds double, double* %46, i64 1
%49 = load double, double* %46
%50 = getelementptr inbounds double, double* %2, i64 %44
%51 = load double, double* %50
%52 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %49, double %51, double %45)
%53 = or i64 %44, 1
%54 = getelementptr inbounds double, double* %46, i64 2
%55 = load double, double* %48
%56 = getelementptr inbounds double, double* %2, i64 %53
%57 = load double, double* %56
%58 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %55, double %57, double %52)
%59 = or i64 %44, 2
%60 = getelementptr inbounds double, double* %46, i64 3
%61 = load double, double* %54
%62 = getelementptr inbounds double, double* %2, i64 %59
%63 = load double, double* %62
%64 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %61, double %63, double %58)
%65 = or i64 %44, 3
%66 = getelementptr inbounds double, double* %46, i64 4
%67 = load double, double* %60
%68 = getelementptr inbounds double, double* %2, i64 %65
%69 = load double, double* %68
%70 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %67, double %69, double %64)
%71 = add nuw nsw i64 %44, 4
%72 = add i64 %47, 4
%73 = icmp eq i64 %72, %24
br i1 %73, label %74, label %43
74: ; preds = %43, %40
%75 = phi double* [ undef, %40 ], [ %66, %43 ]
%76 = phi double [ undef, %40 ], [ %70, %43 ]
%77 = phi i64 [ 0, %40 ], [ %71, %43 ]
%78 = phi double [ 0.000000e+00, %40 ], [ %70, %43 ]
%79 = phi double* [ %42, %40 ], [ %66, %43 ]
br i1 %25, label %93, label %80
80: ; preds = %74, %80
%81 = phi i64 [ %90, %80 ], [ %77, %74 ]
%82 = phi double [ %89, %80 ], [ %78, %74 ]
%83 = phi double* [ %85, %80 ], [ %79, %74 ]
%84 = phi i64 [ %91, %80 ], [ 0, %74 ]
%85 = getelementptr inbounds double, double* %83, i64 1
%86 = load double, double* %83
%87 = getelementptr inbounds double, double* %2, i64 %81
%88 = load double, double* %87
%89 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %86, double %88, double %82)
%90 = add nuw nsw i64 %81, 1
%91 = add i64 %84, 1
%92 = icmp eq i64 %91, %22
br i1 %92, label %93, label %80
93: ; preds = %80, %74
%94 = phi double* [ %75, %74 ], [ %85, %80 ]
%95 = phi double [ %76, %74 ], [ %89, %80 ]
%96 = fcmp olt double %95, 0.000000e+00
%97 = select i1 %96, double 0.000000e+00, double %95
%98 = getelementptr inbounds double, double* %39, i64 %41
store double %97, double* %98
%99 = add nuw nsw i64 %41, 1
%100 = icmp eq i64 %99, %20
br i1 %100, label %101, label %40
101: ; preds = %93
%102 = add nuw nsw i64 %36, 1
%103 = icmp eq i64 %102, %20
br i1 %103, label %104, label %35
104: ; preds = %101, %6, %18
ret i32 1
}