#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 exp(double);
void e_step_with_stable_exp(int *K, double *a_Z_normalized, double *total_sum,
                            double *scale_exp, int *flag_out_range) {
  int k;
  double tmp_exp, max_exp;
  *total_sum = 0.0;
  max_exp = a_Z_normalized[0];
  for (k = 1; k < *K; k++) {
    if (a_Z_normalized[k] > max_exp) {
      max_exp = a_Z_normalized[k];
    }
  }
  for (k = 0; k < *K; k++) {
    a_Z_normalized[k] = exp(a_Z_normalized[k] - max_exp);
    *total_sum += a_Z_normalized[k];
  }
  for (k = 0; k < *K; k++) {
    a_Z_normalized[k] = a_Z_normalized[k] / *total_sum;
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<e_step_with_stable_exp>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x40,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
mov    %r8,-0x28(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,(%rax)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movsd  (%rax),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x40(%rbp)
movl   $0x1,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
cmp    (%rcx),%eax
jge    1197 <e_step_with_stable_exp+0x87>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
ucomisd -0x40(%rbp),%xmm0
jbe    1184 <e_step_with_stable_exp+0x74>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x40(%rbp)
jmp    1189 <e_step_with_stable_exp+0x79>
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    114b <e_step_with_stable_exp+0x3b>
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
cmp    (%rcx),%eax
jge    11f8 <e_step_with_stable_exp+0xe8>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
subsd  -0x40(%rbp),%xmm0
call   1030 <exp@plt>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
addsd  (%rax),%xmm0
movsd  %xmm0,(%rax)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    119e <e_step_with_stable_exp+0x8e>
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
cmp    (%rcx),%eax
jge    123e <e_step_with_stable_exp+0x12e>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
divsd  (%rax),%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    11ff <e_step_with_stable_exp+0xef>
add    $0x40,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<e_step_with_stable_exp>:
push   %r15
push   %r14
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    %rdx,%r14
mov    %rsi,%r12
mov    %rdi,%r15
movq   $0x0,(%rdx)
movsd  (%rsi),%xmm0
mov    (%rdi),%eax
movapd %xmm0,%xmm2
cmp    $0x2,%eax
jl     11d6 <e_step_with_stable_exp+0xc6>
lea    -0x1(%rax),%rsi
lea    -0x2(%rax),%rdx
mov    %esi,%ecx
and    $0x3,%ecx
cmp    $0x3,%rdx
jae    1159 <e_step_with_stable_exp+0x49>
mov    $0x1,%edx
movapd %xmm0,%xmm1
jmp    11a9 <e_step_with_stable_exp+0x99>
and    $0xfffffffffffffffc,%rsi
xor    %edx,%edx
movapd %xmm0,%xmm1
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
movsd  0x8(%r12,%rdx,8),%xmm2
maxsd  %xmm1,%xmm2
movsd  0x10(%r12,%rdx,8),%xmm1
maxsd  %xmm2,%xmm1
movsd  0x18(%r12,%rdx,8),%xmm2
maxsd  %xmm1,%xmm2
movsd  0x20(%r12,%rdx,8),%xmm1
maxsd  %xmm2,%xmm1
add    $0x4,%rdx
cmp    %rdx,%rsi
jne    1170 <e_step_with_stable_exp+0x60>
add    $0x1,%rdx
movapd %xmm1,%xmm2
test   %rcx,%rcx
je     11d6 <e_step_with_stable_exp+0xc6>
lea    (%r12,%rdx,8),%rdx
xor    %esi,%esi
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movsd  (%rdx,%rsi,8),%xmm2
maxsd  %xmm1,%xmm2
add    $0x1,%rsi
movapd %xmm2,%xmm1
cmp    %rsi,%rcx
jne    11c0 <e_step_with_stable_exp+0xb0>
test   %eax,%eax
jle    136d <e_step_with_stable_exp+0x25d>
subsd  %xmm2,%xmm0
movsd  %xmm2,(%rsp)
call   1030 <exp@plt>
movsd  %xmm0,(%r12)
addsd  (%r14),%xmm0
movsd  %xmm0,(%r14)
mov    (%r15),%eax
cmp    $0x2,%eax
jl     123c <e_step_with_stable_exp+0x12c>
mov    $0x1,%ebx
nopl   0x0(%rax)
movsd  (%r12,%rbx,8),%xmm0
subsd  (%rsp),%xmm0
call   1030 <exp@plt>
movsd  %xmm0,(%r12,%rbx,8)
addsd  (%r14),%xmm0
movsd  %xmm0,(%r14)
add    $0x1,%rbx
movslq (%r15),%rax
cmp    %rax,%rbx
jl     1210 <e_step_with_stable_exp+0x100>
test   %eax,%eax
jle    136d <e_step_with_stable_exp+0x25d>
movsd  (%r12),%xmm1
divsd  %xmm0,%xmm1
movsd  %xmm1,(%r12)
cmp    $0x1,%eax
je     136d <e_step_with_stable_exp+0x25d>
mov    %eax,%eax
lea    -0x1(%rax),%rcx
mov    $0x1,%edx
cmp    $0x2,%rcx
jb     1316 <e_step_with_stable_exp+0x206>
cmp    %r14,%r12
jae    1284 <e_step_with_stable_exp+0x174>
lea    (%r12,%rax,8),%rsi
cmp    %r14,%rsi
ja     1316 <e_step_with_stable_exp+0x206>
mov    %rcx,%r8
and    $0xfffffffffffffffe,%r8
lea    -0x2(%r8),%rsi
mov    %rsi,%rdx
shr    %rdx
add    $0x1,%rdx
test   %rsi,%rsi
je     1379 <e_step_with_stable_exp+0x269>
mov    %rdx,%rsi
and    $0xfffffffffffffffe,%rsi
movsd  (%r14),%xmm0
unpcklpd %xmm0,%xmm0
mov    $0x1,%edi
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
movupd (%r12,%rdi,8),%xmm1
movupd 0x10(%r12,%rdi,8),%xmm2
divpd  %xmm0,%xmm1
movupd %xmm1,(%r12,%rdi,8)
divpd  %xmm0,%xmm2
movupd %xmm2,0x10(%r12,%rdi,8)
add    $0x4,%rdi
add    $0xfffffffffffffffe,%rsi
jne    12c0 <e_step_with_stable_exp+0x1b0>
test   $0x1,%dl
je     130a <e_step_with_stable_exp+0x1fa>
movsd  (%r14),%xmm0
unpcklpd %xmm0,%xmm0
movupd (%r12,%rdi,8),%xmm1
divpd  %xmm0,%xmm1
movupd %xmm1,(%r12,%rdi,8)
cmp    %r8,%rcx
je     136d <e_step_with_stable_exp+0x25d>
or     $0x1,%rcx
mov    %rcx,%rdx
mov    %rdx,%rcx
not    %rcx
test   $0x1,%al
jne    1335 <e_step_with_stable_exp+0x225>
movsd  (%r12,%rdx,8),%xmm0
divsd  (%r14),%xmm0
movsd  %xmm0,(%r12,%rdx,8)
add    $0x1,%rdx
add    %rax,%rcx
je     136d <e_step_with_stable_exp+0x25d>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
movsd  (%r12,%rdx,8),%xmm0
divsd  (%r14),%xmm0
movsd  0x8(%r12,%rdx,8),%xmm1
movsd  %xmm0,(%r12,%rdx,8)
divsd  (%r14),%xmm1
movsd  %xmm1,0x8(%r12,%rdx,8)
add    $0x2,%rdx
cmp    %rdx,%rax
jne    1340 <e_step_with_stable_exp+0x230>
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r14
pop    %r15
ret
mov    $0x1,%edi
test   $0x1,%dl
jne    12f1 <e_step_with_stable_exp+0x1e1>
jmp    130a <e_step_with_stable_exp+0x1fa>

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

LLVM IR (-O2):
define void @e_step_with_stable_exp(i32* nocapture %0, double* nocapture %1, double* nocapture %2, double* nocapture readnone %3, i32* nocapture readnone %4) {
store double 0.000000e+00, double* %2
%6 = load double, double* %1
%7 = load i32, i32* %0
%8 = icmp sgt i32 %7, 1
br i1 %8, label %9, label %33
9: ; preds = %5
%10 = zext i32 %7 to i64
%11 = add nsw i64 %10, -1
%12 = add nsw i64 %10, -2
%13 = and i64 %11, 3
%14 = icmp ult i64 %12, 3
br i1 %14, label %17, label %15
15: ; preds = %9
%16 = and i64 %11, -4
br label %43
17: ; preds = %43, %9
%18 = phi double [ undef, %9 ], [ %65, %43 ]
%19 = phi i64 [ 1, %9 ], [ %66, %43 ]
%20 = phi double [ %6, %9 ], [ %65, %43 ]
%21 = icmp eq i64 %13, 0
br i1 %21, label %33, label %22
22: ; preds = %17, %22
%23 = phi i64 [ %30, %22 ], [ %19, %17 ]
%24 = phi double [ %29, %22 ], [ %20, %17 ]
%25 = phi i64 [ %31, %22 ], [ 0, %17 ]
%26 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %23
%27 = load double, double* %26
%28 = fcmp ogt double %27, %24
%29 = select i1 %28, double %27, double %24
%30 = add nuw nsw i64 %23, 1
%31 = add i64 %25, 1
%32 = icmp eq i64 %31, %13
br i1 %32, label %33, label %22
33: ; preds = %17, %22, %5
%34 = phi double [ %6, %5 ], [ %18, %17 ], [ %29, %22 ]
%35 = icmp sgt i32 %7, 0
br i1 %35, label %36, label %177
36: ; preds = %33
%37 = fsub double %6, %34
%38 = tail call double @exp(double %37)
store double %38, double* %1
%39 = load double, double* %2
%40 = fadd double %38, %39
store double %40, double* %2
%41 = load i32, i32* %0
%42 = icmp sgt i32 %41, 1
br i1 %42, label %151, label %69
43: ; preds = %43, %15
%44 = phi i64 [ 1, %15 ], [ %66, %43 ]
%45 = phi double [ %6, %15 ], [ %65, %43 ]
%46 = phi i64 [ 0, %15 ], [ %67, %43 ]
%47 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %44
%48 = load double, double* %47
%49 = fcmp ogt double %48, %45
%50 = select i1 %49, double %48, double %45
%51 = add nuw nsw i64 %44, 1
%52 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %51
%53 = load double, double* %52
%54 = fcmp ogt double %53, %50
%55 = select i1 %54, double %53, double %50
%56 = add nuw nsw i64 %44, 2
%57 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %56
%58 = load double, double* %57
%59 = fcmp ogt double %58, %55
%60 = select i1 %59, double %58, double %55
%61 = add nuw nsw i64 %44, 3
%62 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %61
%63 = load double, double* %62
%64 = fcmp ogt double %63, %60
%65 = select i1 %64, double %63, double %60
%66 = add nuw nsw i64 %44, 4
%67 = add i64 %46, 4
%68 = icmp eq i64 %67, %16
br i1 %68, label %17, label %43
69: ; preds = %151, %36
%70 = phi double [ %40, %36 ], [ %159, %151 ]
%71 = phi i32 [ %41, %36 ], [ %161, %151 ]
%72 = icmp sgt i32 %71, 0
br i1 %72, label %73, label %177
73: ; preds = %69
%74 = zext i32 %71 to i64
%75 = load double, double* %1
%76 = fdiv double %75, %70
store double %76, double* %1
%77 = icmp eq i32 %71, 1
br i1 %77, label %177, label %78
78: ; preds = %73
%79 = add nsw i64 %74, -1
%80 = icmp ult i64 %79, 2
br i1 %80, label %136, label %81
81: ; preds = %78
%82 = getelementptr double, double* %1, i64 %74
%83 = icmp ult double* %1, %2
%84 = icmp ugt double* %82, %2
%85 = and i1 %83, %84
br i1 %85, label %136, label %86
86: ; preds = %81
%87 = and i64 %79, -2
%88 = or i64 %79, 1
%89 = add nsw i64 %87, -2
%90 = lshr exact i64 %89, 1
%91 = add nuw i64 %90, 1
%92 = and i64 %91, 1
%93 = icmp eq i64 %89, 0
br i1 %93, label %122, label %94
94: ; preds = %86
%95 = and i64 %91, -2
%96 = load double, double* %2
%97 = insertelement <2 x double> poison, double %96, i64 0
%98 = shufflevector <2 x double> %97, <2 x double> poison, <2 x i32> zeroinitializer
%99 = load double, double* %2
%100 = insertelement <2 x double> poison, double %99, i64 0
%101 = shufflevector <2 x double> %100, <2 x double> poison, <2 x i32> zeroinitializer
br label %102
102: ; preds = %102, %94
%103 = phi i64 [ 0, %94 ], [ %117, %102 ]
%104 = phi i64 [ 0, %94 ], [ %118, %102 ]
%105 = or i64 %103, 1
%106 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %105
%107 = bitcast double* %106 to <2 x double>*
%108 = load <2 x double>, <2 x double>* %107
%109 = fdiv <2 x double> %108, %98
%110 = bitcast double* %106 to <2 x double>*
store <2 x double> %109, <2 x double>* %110
%111 = or i64 %103, 3
%112 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %111
%113 = bitcast double* %112 to <2 x double>*
%114 = load <2 x double>, <2 x double>* %113
%115 = fdiv <2 x double> %114, %101
%116 = bitcast double* %112 to <2 x double>*
store <2 x double> %115, <2 x double>* %116
%117 = add nuw i64 %103, 4
%118 = add nuw i64 %104, 2
%119 = icmp eq i64 %118, %95
br i1 %119, label %120, label %102
120: ; preds = %102
%121 = or i64 %117, 1
br label %122
122: ; preds = %120, %86
%123 = phi i64 [ 1, %86 ], [ %121, %120 ]
%124 = icmp eq i64 %92, 0
br i1 %124, label %134, label %125
125: ; preds = %122
%126 = load double, double* %2
%127 = insertelement <2 x double> poison, double %126, i64 0
%128 = shufflevector <2 x double> %127, <2 x double> poison, <2 x i32> zeroinitializer
%129 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %123
%130 = bitcast double* %129 to <2 x double>*
%131 = load <2 x double>, <2 x double>* %130
%132 = fdiv <2 x double> %131, %128
%133 = bitcast double* %129 to <2 x double>*
store <2 x double> %132, <2 x double>* %133
br label %134
134: ; preds = %122, %125
%135 = icmp eq i64 %79, %87
br i1 %135, label %177, label %136
136: ; preds = %81, %78, %134
%137 = phi i64 [ 1, %81 ], [ 1, %78 ], [ %88, %134 ]
%138 = xor i64 %137, -1
%139 = and i64 %74, 1
%140 = icmp eq i64 %139, 0
br i1 %140, label %141, label %147
141: ; preds = %136
%142 = load double, double* %2
%143 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %137
%144 = load double, double* %143
%145 = fdiv double %144, %142
store double %145, double* %143
%146 = add nuw nsw i64 %137, 1
br label %147
147: ; preds = %141, %136
%148 = phi i64 [ %137, %136 ], [ %146, %141 ]
%149 = sub nsw i64 0, %74
%150 = icmp eq i64 %138, %149
br i1 %150, label %177, label %164
151: ; preds = %36, %151
%152 = phi i64 [ %160, %151 ], [ 1, %36 ]
%153 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %152
%154 = load double, double* %153
%155 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %152
%156 = fsub double %154, %34
%157 = tail call double @exp(double %156)
store double %157, double* %155
%158 = load double, double* %2
%159 = fadd double %157, %158
store double %159, double* %2
%160 = add nuw nsw i64 %152, 1
%161 = load i32, i32* %0
%162 = sext i32 %161 to i64
%163 = icmp slt i64 %160, %162
br i1 %163, label %151, label %69
164: ; preds = %147, %164
%165 = phi i64 [ %175, %164 ], [ %148, %147 ]
%166 = load double, double* %2
%167 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %165
%168 = load double, double* %167
%169 = fdiv double %168, %166
store double %169, double* %167
%170 = add nuw nsw i64 %165, 1
%171 = load double, double* %2
%172 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %170
%173 = load double, double* %172
%174 = fdiv double %173, %171
store double %174, double* %172
%175 = add nuw nsw i64 %165, 2
%176 = icmp eq i64 %175, %74
br i1 %176, label %177, label %164
177: ; preds = %147, %164, %73, %134, %33, %69
ret void
}