float PredictionCostSpatial(const int counts[256], int weight_0,
                            double exp_val) {
  const int significant_symbols = 256 >> 4;
  const double exp_decay_factor = 0.6;
  double bits = weight_0 * counts[0];
  int i;
  for (i = 1; i < significant_symbols; ++i) {
    bits += exp_val * (counts[i] + counts[256 - i]);
    exp_val *= exp_decay_factor;
  }
  return (float)(-0.1 * bits);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<PredictionCostSpatial>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
movsd  %xmm0,-0x18(%rbp)
movl   $0x10,-0x1c(%rbp)
movsd  0xee1(%rip),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x28(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
imul   (%rcx),%eax
cvtsi2sd %eax,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x30(%rbp)
movl   $0x1,-0x34(%rbp)
cmpl   $0x10,-0x34(%rbp)
jge    11a0 <PredictionCostSpatial+0xa0>
movsd  -0x18(%rbp),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x34(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
mov    $0x100,%edx
sub    -0x34(%rbp),%edx
movslq %edx,%rdx
add    (%rcx,%rdx,4),%eax
cvtsi2sd %eax,%xmm2
movsd  -0x30(%rbp),%xmm1
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x30(%rbp)
movsd  0xe78(%rip),%xmm0
mulsd  -0x18(%rbp),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x18(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
jmp    113e <PredictionCostSpatial+0x3e>
movsd  0xe60(%rip),%xmm0
mulsd  -0x30(%rbp),%xmm0
cvtsd2ss %xmm0,%xmm0
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<PredictionCostSpatial>:
imul   (%rdi),%esi
cvtsi2sd %esi,%xmm1
mov    0x3fc(%rdi),%eax
add    0x4(%rdi),%eax
cvtsi2sd %eax,%xmm2
mulsd  %xmm0,%xmm2
addsd  %xmm1,%xmm2
movsd  0xedc(%rip),%xmm1
mulsd  %xmm1,%xmm0
mov    0x3f8(%rdi),%eax
add    0x8(%rdi),%eax
cvtsi2sd %eax,%xmm3
mulsd  %xmm0,%xmm3
addsd  %xmm2,%xmm3
mulsd  %xmm1,%xmm0
mov    0x3f4(%rdi),%eax
add    0xc(%rdi),%eax
xorps  %xmm2,%xmm2
cvtsi2sd %eax,%xmm2
mulsd  %xmm0,%xmm2
addsd  %xmm3,%xmm2
mulsd  %xmm1,%xmm0
mov    0x3f0(%rdi),%eax
add    0x10(%rdi),%eax
xorps  %xmm3,%xmm3
cvtsi2sd %eax,%xmm3
mulsd  %xmm0,%xmm3
addsd  %xmm2,%xmm3
mulsd  %xmm1,%xmm0
mov    0x3ec(%rdi),%eax
add    0x14(%rdi),%eax
xorps  %xmm2,%xmm2
cvtsi2sd %eax,%xmm2
mulsd  %xmm0,%xmm2
addsd  %xmm3,%xmm2
mulsd  %xmm1,%xmm0
mov    0x3e8(%rdi),%eax
add    0x18(%rdi),%eax
xorps  %xmm3,%xmm3
cvtsi2sd %eax,%xmm3
mulsd  %xmm0,%xmm3
addsd  %xmm2,%xmm3
mulsd  %xmm1,%xmm0
mov    0x3e4(%rdi),%eax
add    0x1c(%rdi),%eax
xorps  %xmm2,%xmm2
cvtsi2sd %eax,%xmm2
mulsd  %xmm0,%xmm2
addsd  %xmm3,%xmm2
mulsd  %xmm1,%xmm0
mov    0x3e0(%rdi),%eax
add    0x20(%rdi),%eax
xorps  %xmm3,%xmm3
cvtsi2sd %eax,%xmm3
mulsd  %xmm0,%xmm3
addsd  %xmm2,%xmm3
mulsd  %xmm1,%xmm0
mov    0x3dc(%rdi),%eax
add    0x24(%rdi),%eax
xorps  %xmm2,%xmm2
cvtsi2sd %eax,%xmm2
mulsd  %xmm0,%xmm2
addsd  %xmm3,%xmm2
mulsd  %xmm1,%xmm0
mov    0x3d8(%rdi),%eax
add    0x28(%rdi),%eax
xorps  %xmm3,%xmm3
cvtsi2sd %eax,%xmm3
mulsd  %xmm0,%xmm3
addsd  %xmm2,%xmm3
mulsd  %xmm1,%xmm0
mov    0x3d4(%rdi),%eax
add    0x2c(%rdi),%eax
xorps  %xmm2,%xmm2
cvtsi2sd %eax,%xmm2
mulsd  %xmm0,%xmm2
addsd  %xmm3,%xmm2
mulsd  %xmm1,%xmm0
mov    0x3d0(%rdi),%eax
add    0x30(%rdi),%eax
xorps  %xmm3,%xmm3
cvtsi2sd %eax,%xmm3
mulsd  %xmm0,%xmm3
addsd  %xmm2,%xmm3
mulsd  %xmm1,%xmm0
mov    0x3cc(%rdi),%eax
add    0x34(%rdi),%eax
xorps  %xmm2,%xmm2
cvtsi2sd %eax,%xmm2
mulsd  %xmm0,%xmm2
addsd  %xmm3,%xmm2
mulsd  %xmm1,%xmm0
mov    0x3c8(%rdi),%eax
add    0x38(%rdi),%eax
mov    0x3c4(%rdi),%ecx
xorps  %xmm3,%xmm3
cvtsi2sd %eax,%xmm3
mulsd  %xmm0,%xmm3
addsd  %xmm2,%xmm3
mulsd  %xmm1,%xmm0
add    0x3c(%rdi),%ecx
cvtsi2sd %ecx,%xmm1
mulsd  %xmm0,%xmm1
addsd  %xmm3,%xmm1
mulsd  0xd5a(%rip),%xmm1
xorps  %xmm0,%xmm0
cvtsd2ss %xmm1,%xmm0
ret

LLVM IR (-O0):
define float @PredictionCostSpatial(i32* %0, i32 %1, double %2) {
%4 = alloca i32*
%5 = alloca i32
%6 = alloca double
%7 = alloca i32
%8 = alloca double
%9 = alloca double
%10 = alloca i32
store i32* %0, i32** %4
store i32 %1, i32* %5
store double %2, double* %6
store i32 16, i32* %7
store double 6.000000e-01, double* %8
%11 = load i32, i32* %5
%12 = load i32*, i32** %4
%13 = getelementptr inbounds i32, i32* %12, i64 0
%14 = load i32, i32* %13
%15 = mul nsw i32 %11, %14
%16 = sitofp i32 %15 to double
store double %16, double* %9
store i32 1, i32* %10
br label %17
17: ; preds = %39, %3
%18 = load i32, i32* %10
%19 = icmp slt i32 %18, 16
br i1 %19, label %20, label %42
20: ; preds = %17
%21 = load double, double* %6
%22 = load i32*, i32** %4
%23 = load i32, i32* %10
%24 = sext i32 %23 to i64
%25 = getelementptr inbounds i32, i32* %22, i64 %24
%26 = load i32, i32* %25
%27 = load i32*, i32** %4
%28 = load i32, i32* %10
%29 = sub nsw i32 256, %28
%30 = sext i32 %29 to i64
%31 = getelementptr inbounds i32, i32* %27, i64 %30
%32 = load i32, i32* %31
%33 = add nsw i32 %26, %32
%34 = sitofp i32 %33 to double
%35 = load double, double* %9
%36 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %21, double %34, double %35)
store double %36, double* %9
%37 = load double, double* %6
%38 = fmul double %37, 6.000000e-01
store double %38, double* %6
br label %39
39: ; preds = %20
%40 = load i32, i32* %10
%41 = add nsw i32 %40, 1
store i32 %41, i32* %10
br label %17
42: ; preds = %17
%43 = load double, double* %9
%44 = fmul double -1.000000e-01, %43
%45 = fptrunc double %44 to float
ret float %45
}

LLVM IR (-O2):
define float @PredictionCostSpatial(i32* nocapture %0, i32 %1, double %2) {
%4 = load i32, i32* %0
%5 = mul nsw i32 %4, %1
%6 = sitofp i32 %5 to double
%7 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 1
%8 = load i32, i32* %7
%9 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 255
%10 = load i32, i32* %9
%11 = add nsw i32 %10, %8
%12 = sitofp i32 %11 to double
%13 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %2, double %12, double %6)
%14 = fmul double %2, 6.000000e-01
%15 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 2
%16 = load i32, i32* %15
%17 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 254
%18 = load i32, i32* %17
%19 = add nsw i32 %18, %16
%20 = sitofp i32 %19 to double
%21 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %14, double %20, double %13)
%22 = fmul double %14, 6.000000e-01
%23 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 3
%24 = load i32, i32* %23
%25 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 253
%26 = load i32, i32* %25
%27 = add nsw i32 %26, %24
%28 = sitofp i32 %27 to double
%29 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %22, double %28, double %21)
%30 = fmul double %22, 6.000000e-01
%31 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 4
%32 = load i32, i32* %31
%33 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 252
%34 = load i32, i32* %33
%35 = add nsw i32 %34, %32
%36 = sitofp i32 %35 to double
%37 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %30, double %36, double %29)
%38 = fmul double %30, 6.000000e-01
%39 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 5
%40 = load i32, i32* %39
%41 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 251
%42 = load i32, i32* %41
%43 = add nsw i32 %42, %40
%44 = sitofp i32 %43 to double
%45 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %38, double %44, double %37)
%46 = fmul double %38, 6.000000e-01
%47 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 6
%48 = load i32, i32* %47
%49 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 250
%50 = load i32, i32* %49
%51 = add nsw i32 %50, %48
%52 = sitofp i32 %51 to double
%53 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %46, double %52, double %45)
%54 = fmul double %46, 6.000000e-01
%55 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 7
%56 = load i32, i32* %55
%57 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 249
%58 = load i32, i32* %57
%59 = add nsw i32 %58, %56
%60 = sitofp i32 %59 to double
%61 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %54, double %60, double %53)
%62 = fmul double %54, 6.000000e-01
%63 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 8
%64 = load i32, i32* %63
%65 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 248
%66 = load i32, i32* %65
%67 = add nsw i32 %66, %64
%68 = sitofp i32 %67 to double
%69 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %62, double %68, double %61)
%70 = fmul double %62, 6.000000e-01
%71 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 9
%72 = load i32, i32* %71
%73 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 247
%74 = load i32, i32* %73
%75 = add nsw i32 %74, %72
%76 = sitofp i32 %75 to double
%77 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %70, double %76, double %69)
%78 = fmul double %70, 6.000000e-01
%79 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 10
%80 = load i32, i32* %79
%81 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 246
%82 = load i32, i32* %81
%83 = add nsw i32 %82, %80
%84 = sitofp i32 %83 to double
%85 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %78, double %84, double %77)
%86 = fmul double %78, 6.000000e-01
%87 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 11
%88 = load i32, i32* %87
%89 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 245
%90 = load i32, i32* %89
%91 = add nsw i32 %90, %88
%92 = sitofp i32 %91 to double
%93 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %86, double %92, double %85)
%94 = fmul double %86, 6.000000e-01
%95 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 12
%96 = load i32, i32* %95
%97 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 244
%98 = load i32, i32* %97
%99 = add nsw i32 %98, %96
%100 = sitofp i32 %99 to double
%101 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %94, double %100, double %93)
%102 = fmul double %94, 6.000000e-01
%103 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 13
%104 = load i32, i32* %103
%105 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 243
%106 = load i32, i32* %105
%107 = add nsw i32 %106, %104
%108 = sitofp i32 %107 to double
%109 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %102, double %108, double %101)
%110 = fmul double %102, 6.000000e-01
%111 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 14
%112 = load i32, i32* %111
%113 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 242
%114 = load i32, i32* %113
%115 = add nsw i32 %114, %112
%116 = sitofp i32 %115 to double
%117 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %110, double %116, double %109)
%118 = fmul double %110, 6.000000e-01
%119 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 15
%120 = load i32, i32* %119
%121 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 241
%122 = load i32, i32* %121
%123 = add nsw i32 %122, %120
%124 = sitofp i32 %123 to double
%125 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %118, double %124, double %117)
%126 = fmul double %125, -1.000000e-01
%127 = fptrunc double %126 to float
ret float %127
}