#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 */
double log(double);
double bow_entropy(float *counts, int num_counts) {
  double total = 0;
  double entropy = 0.0;
  double fraction;
  int i;
  for (i = 0; i < num_counts; i++)
    total += counts[i];
  if (total == 0) {
    return 0.0;
  }
  for (i = 0; i < num_counts; i++) {
    if (counts[i] != 0) {
      fraction = counts[i] / total;
      entropy -= fraction * log(fraction);
    }
  }
  return entropy;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<bow_entropy>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x40,%rsp
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
mov    %esi,-0x14(%rbp)
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x20(%rbp)
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x28(%rbp)
movl   $0x0,-0x34(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    116b <bow_entropy+0x5b>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x34(%rbp),%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
cvtss2sd %xmm0,%xmm0
addsd  -0x20(%rbp),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x20(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
jmp    1136 <bow_entropy+0x26>
movsd  -0x20(%rbp),%xmm0
xorps  %xmm1,%xmm1
ucomisd %xmm1,%xmm0
jne    1190 <bow_entropy+0x80>
jp     1190 <bow_entropy+0x80>
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x8(%rbp)
jmp    1244 <bow_entropy+0x134>
movl   $0x0,-0x34(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    123a <bow_entropy+0x12a>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x34(%rbp),%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
xorps  %xmm1,%xmm1
ucomiss %xmm1,%xmm0
jne    11c7 <bow_entropy+0xb7>
jp     11c7 <bow_entropy+0xb7>
jmp    1227 <bow_entropy+0x117>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x34(%rbp),%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
cvtss2sd %xmm0,%xmm0
divsd  -0x20(%rbp),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x30(%rbp)
movsd  -0x30(%rbp),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x40(%rbp)
movsd  -0x30(%rbp),%xmm0
call   1030 <log@plt>
movaps %xmm0,%xmm2
movsd  -0x40(%rbp),%xmm0
movsd  -0x28(%rbp),%xmm1
movq   %xmm0,%rax
movabs $0x8000000000000000,%rcx
xor    %rcx,%rax
movq   %rax,%xmm0
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x28(%rbp)
jmp    122c <bow_entropy+0x11c>
mov    -0x34(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
jmp    1197 <bow_entropy+0x87>
movsd  -0x28(%rbp),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x8(%rbp)
movsd  -0x8(%rbp),%xmm0
add    $0x40,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<bow_entropy>:
push   %r15
push   %r14
push   %rbx
sub    $0x20,%rsp
test   %esi,%esi
jle    113b <bow_entropy+0x2b>
mov    %rdi,%r15
mov    %esi,%r14d
lea    -0x1(%r14),%rcx
mov    %r14d,%eax
and    $0x3,%eax
cmp    $0x3,%rcx
jae    1143 <bow_entropy+0x33>
xorpd  %xmm2,%xmm2
xor    %ecx,%ecx
jmp    1197 <bow_entropy+0x87>
xorps  %xmm1,%xmm1
jmp    123b <bow_entropy+0x12b>
mov    %r14d,%edx
and    $0xfffffffc,%edx
xorpd  %xmm2,%xmm2
xor    %ecx,%ecx
nop
movss  (%r15,%rcx,4),%xmm0
movss  0x4(%r15,%rcx,4),%xmm1
cvtss2sd %xmm0,%xmm0
addsd  %xmm2,%xmm0
cvtss2sd %xmm1,%xmm1
addsd  %xmm0,%xmm1
movss  0x8(%r15,%rcx,4),%xmm0
cvtss2sd %xmm0,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movss  0xc(%r15,%rcx,4),%xmm1
xorps  %xmm2,%xmm2
cvtss2sd %xmm1,%xmm2
addsd  %xmm0,%xmm2
add    $0x4,%rcx
cmp    %rcx,%rdx
jne    1150 <bow_entropy+0x40>
test   %rax,%rax
je     11c6 <bow_entropy+0xb6>
lea    (%r15,%rcx,4),%rcx
xor    %edx,%edx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
movss  (%rcx,%rdx,4),%xmm0
cvtss2sd %xmm0,%xmm0
addsd  %xmm0,%xmm2
add    $0x1,%rdx
cmp    %rdx,%rax
jne    11b0 <bow_entropy+0xa0>
xorps  %xmm1,%xmm1
ucomisd %xmm1,%xmm2
jne    11d1 <bow_entropy+0xc1>
jnp    123b <bow_entropy+0x12b>
test   %esi,%esi
jle    123b <bow_entropy+0x12b>
xorpd  %xmm1,%xmm1
xor    %ebx,%ebx
movsd  %xmm2,0x8(%rsp)
jmp    11f9 <bow_entropy+0xe9>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
add    $0x1,%rbx
cmp    %rbx,%r14
je     123b <bow_entropy+0x12b>
movss  (%r15,%rbx,4),%xmm0
ucomiss 0xdfa(%rip),%xmm0
jne    120a <bow_entropy+0xfa>
jnp    11f0 <bow_entropy+0xe0>
cvtss2sd %xmm0,%xmm0
divsd  %xmm2,%xmm0
movsd  %xmm0,0x10(%rsp)
movsd  %xmm1,0x18(%rsp)
call   1030 <log@plt>
movsd  0x18(%rsp),%xmm1
movsd  0x8(%rsp),%xmm2
mulsd  0x10(%rsp),%xmm0
subsd  %xmm0,%xmm1
jmp    11f0 <bow_entropy+0xe0>
movaps %xmm1,%xmm0
add    $0x20,%rsp
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %r15
ret

LLVM IR (-O0):
define double @bow_entropy(float* %0, i32 %1) {
%3 = alloca double
%4 = alloca float*
%5 = alloca i32
%6 = alloca double
%7 = alloca double
%8 = alloca double
%9 = alloca i32
store float* %0, float** %4
store i32 %1, i32* %5
store double 0.000000e+00, double* %6
store double 0.000000e+00, double* %7
store i32 0, i32* %9
br label %10
10: ; preds = %23, %2
%11 = load i32, i32* %9
%12 = load i32, i32* %5
%13 = icmp slt i32 %11, %12
br i1 %13, label %14, label %26
14: ; preds = %10
%15 = load float*, float** %4
%16 = load i32, i32* %9
%17 = sext i32 %16 to i64
%18 = getelementptr inbounds float, float* %15, i64 %17
%19 = load float, float* %18
%20 = fpext float %19 to double
%21 = load double, double* %6
%22 = fadd double %21, %20
store double %22, double* %6
br label %23
23: ; preds = %14
%24 = load i32, i32* %9
%25 = add nsw i32 %24, 1
store i32 %25, i32* %9
br label %10
26: ; preds = %10
%27 = load double, double* %6
%28 = fcmp oeq double %27, 0.000000e+00
br i1 %28, label %29, label %30
29: ; preds = %26
store double 0.000000e+00, double* %3
br label %63
30: ; preds = %26
store i32 0, i32* %9
br label %31
31: ; preds = %58, %30
%32 = load i32, i32* %9
%33 = load i32, i32* %5
%34 = icmp slt i32 %32, %33
br i1 %34, label %35, label %61
35: ; preds = %31
%36 = load float*, float** %4
%37 = load i32, i32* %9
%38 = sext i32 %37 to i64
%39 = getelementptr inbounds float, float* %36, i64 %38
%40 = load float, float* %39
%41 = fcmp une float %40, 0.000000e+00
br i1 %41, label %42, label %57
42: ; preds = %35
%43 = load float*, float** %4
%44 = load i32, i32* %9
%45 = sext i32 %44 to i64
%46 = getelementptr inbounds float, float* %43, i64 %45
%47 = load float, float* %46
%48 = fpext float %47 to double
%49 = load double, double* %6
%50 = fdiv double %48, %49
store double %50, double* %8
%51 = load double, double* %8
%52 = load double, double* %8
%53 = call double @log(double %52)
%54 = load double, double* %7
%55 = fneg double %51
%56 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %55, double %53, double %54)
store double %56, double* %7
br label %57
57: ; preds = %42, %35
br label %58
58: ; preds = %57
%59 = load i32, i32* %9
%60 = add nsw i32 %59, 1
store i32 %60, i32* %9
br label %31
61: ; preds = %31
%62 = load double, double* %7
store double %62, double* %3
br label %63
63: ; preds = %61, %29
%64 = load double, double* %3
ret double %64
}

LLVM IR (-O2):
define double @bow_entropy(float* nocapture %0, i32 %1) {
%3 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %3, label %4, label %75
4: ; preds = %2
%5 = zext i32 %1 to i64
%6 = add nsw i64 %5, -1
%7 = and i64 %5, 3
%8 = icmp ult i64 %6, 3
br i1 %8, label %37, label %9
9: ; preds = %4
%10 = and i64 %5, 4294967292
br label %11
11: ; preds = %11, %9
%12 = phi i64 [ 0, %9 ], [ %34, %11 ]
%13 = phi double [ 0.000000e+00, %9 ], [ %33, %11 ]
%14 = phi i64 [ 0, %9 ], [ %35, %11 ]
%15 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %12
%16 = load float, float* %15
%17 = fpext float %16 to double
%18 = fadd double %13, %17
%19 = or i64 %12, 1
%20 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %19
%21 = load float, float* %20
%22 = fpext float %21 to double
%23 = fadd double %18, %22
%24 = or i64 %12, 2
%25 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %24
%26 = load float, float* %25
%27 = fpext float %26 to double
%28 = fadd double %23, %27
%29 = or i64 %12, 3
%30 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %29
%31 = load float, float* %30
%32 = fpext float %31 to double
%33 = fadd double %28, %32
%34 = add nuw nsw i64 %12, 4
%35 = add i64 %14, 4
%36 = icmp eq i64 %35, %10
br i1 %36, label %37, label %11
37: ; preds = %11, %4
%38 = phi double [ undef, %4 ], [ %33, %11 ]
%39 = phi i64 [ 0, %4 ], [ %34, %11 ]
%40 = phi double [ 0.000000e+00, %4 ], [ %33, %11 ]
%41 = icmp eq i64 %7, 0
br i1 %41, label %53, label %42
42: ; preds = %37, %42
%43 = phi i64 [ %50, %42 ], [ %39, %37 ]
%44 = phi double [ %49, %42 ], [ %40, %37 ]
%45 = phi i64 [ %51, %42 ], [ 0, %37 ]
%46 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %43
%47 = load float, float* %46
%48 = fpext float %47 to double
%49 = fadd double %44, %48
%50 = add nuw nsw i64 %43, 1
%51 = add i64 %45, 1
%52 = icmp eq i64 %51, %7
br i1 %52, label %53, label %42
53: ; preds = %42, %37
%54 = phi double [ %38, %37 ], [ %49, %42 ]
%55 = fcmp une double %54, 0.000000e+00
%56 = and i1 %55, %3
br i1 %56, label %57, label %75
57: ; preds = %53
%58 = zext i32 %1 to i64
br label %59
59: ; preds = %57, %71
%60 = phi i64 [ 0, %57 ], [ %73, %71 ]
%61 = phi double [ 0.000000e+00, %57 ], [ %72, %71 ]
%62 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %60
%63 = load float, float* %62
%64 = fcmp une float %63, 0.000000e+00
br i1 %64, label %65, label %71
65: ; preds = %59
%66 = fpext float %63 to double
%67 = fdiv double %66, %54
%68 = tail call double @log(double %67)
%69 = fneg double %67
%70 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %69, double %68, double %61)
br label %71
71: ; preds = %59, %65
%72 = phi double [ %70, %65 ], [ %61, %59 ]
%73 = add nuw nsw i64 %60, 1
%74 = icmp eq i64 %73, %58
br i1 %74, label %75, label %59
75: ; preds = %71, %2, %53
%76 = phi double [ 0.000000e+00, %53 ], [ 0.000000e+00, %2 ], [ %72, %71 ]
ret double %76
}