void normalize_cols(double *F, int K, int M) {
  int i, j;
  double freq_0;
  for (j = 0; j < M; j++) {
    freq_0 = 0.0;
    for (i = 0; i < K; i++) {
      freq_0 += F[i * M + j];
    }
    for (i = 0; i < K; i++) {
      F[i * M + j] /= freq_0;
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<normalize_cols>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jge    11c2 <normalize_cols+0xc2>
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    116a <normalize_cols+0x6a>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
imul   -0x10(%rbp),%ecx
add    -0x18(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
addsd  -0x20(%rbp),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x20(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1130 <normalize_cols+0x30>
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    11af <normalize_cols+0xaf>
movsd  -0x20(%rbp),%xmm1
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
imul   -0x10(%rbp),%ecx
add    -0x18(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
divsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1171 <normalize_cols+0x71>
jmp    11b4 <normalize_cols+0xb4>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    1115 <normalize_cols+0x15>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<normalize_cols>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
mov    %rdi,-0x10(%rsp)
test   %edx,%edx
jle    125f <normalize_cols+0x15f>
mov    %edx,%ecx
mov    %esi,%r11d
lea    -0x1(%r11),%r9
mov    %r11d,%r10d
and    $0x3,%r10d
mov    %r11d,%r14d
and    $0xfffffffc,%r14d
mov    %r11,-0x8(%rsp)
and    $0xfffffffe,%r11d
mov    %rcx,%rax
shl    $0x4,%rax
mov    %rcx,%r15
shl    $0x5,%r15
lea    0x0(,%rcx,8),%rdx
lea    (%rdx,%rdx,2),%rbx
xor    %r12d,%r12d
mov    -0x10(%rsp),%r8
jmp    1171 <normalize_cols+0x71>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%r12
add    $0x8,%r8
cmp    %rcx,%r12
je     125f <normalize_cols+0x15f>
test   %esi,%esi
jle    1160 <normalize_cols+0x60>
xorpd  %xmm0,%xmm0
cmp    $0x3,%r9
jae    1190 <normalize_cols+0x90>
xor    %ebp,%ebp
jmp    11c7 <normalize_cols+0xc7>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
mov    %r8,%r13
xor    %ebp,%ebp
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
addsd  0x0(%r13),%xmm0
addsd  0x0(%r13,%rcx,8),%xmm0
addsd  0x0(%r13,%rax,1),%xmm0
addsd  0x0(%r13,%rbx,1),%xmm0
add    $0x4,%rbp
add    %r15,%r13
cmp    %rbp,%r14
jne    11a0 <normalize_cols+0xa0>
test   %r10,%r10
je     11ed <normalize_cols+0xed>
imul   %rcx,%rbp
add    %r12,%rbp
mov    -0x10(%rsp),%rdi
lea    (%rdi,%rbp,8),%rdi
mov    %r10,%rbp
nop
addsd  (%rdi),%xmm0
add    %rdx,%rdi
add    $0xffffffffffffffff,%rbp
jne    11e0 <normalize_cols+0xe0>
test   %esi,%esi
jle    1160 <normalize_cols+0x60>
test   %r9,%r9
je     1233 <normalize_cols+0x133>
mov    %r8,%rdi
xor    %ebp,%ebp
nop
movsd  (%rdi),%xmm1
divsd  %xmm0,%xmm1
movsd  %xmm1,(%rdi)
movsd  (%rdi,%rdx,1),%xmm1
divsd  %xmm0,%xmm1
movsd  %xmm1,(%rdi,%rdx,1)
add    $0x2,%rbp
add    %rax,%rdi
cmp    %rbp,%r11
jne    1200 <normalize_cols+0x100>
testb  $0x1,-0x8(%rsp)
je     1160 <normalize_cols+0x60>
jmp    1240 <normalize_cols+0x140>
xor    %ebp,%ebp
testb  $0x1,-0x8(%rsp)
je     1160 <normalize_cols+0x60>
imul   %rcx,%rbp
add    %r12,%rbp
mov    -0x10(%rsp),%rdi
movsd  (%rdi,%rbp,8),%xmm1
divsd  %xmm0,%xmm1
movsd  %xmm1,(%rdi,%rbp,8)
jmp    1160 <normalize_cols+0x60>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

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

LLVM IR (-O2):
define void @normalize_cols(double* nocapture %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = icmp sgt i32 %2, 0
br i1 %4, label %5, label %99
5: ; preds = %3
%6 = icmp sgt i32 %1, 0
%7 = zext i32 %2 to i64
%8 = zext i32 %2 to i64
%9 = zext i32 %1 to i64
%10 = add nsw i64 %9, -1
%11 = and i64 %9, 3
%12 = icmp ult i64 %10, 3
%13 = and i64 %9, 4294967292
%14 = icmp eq i64 %11, 0
%15 = and i64 %9, 1
%16 = icmp eq i64 %10, 0
%17 = and i64 %9, 4294967294
%18 = icmp eq i64 %15, 0
br label %19
19: ; preds = %5, %96
%20 = phi i64 [ 0, %5 ], [ %97, %96 ]
br i1 %6, label %21, label %96
21: ; preds = %19
br i1 %12, label %22, label %41
22: ; preds = %41, %21
%23 = phi double [ undef, %21 ], [ %67, %41 ]
%24 = phi i64 [ 0, %21 ], [ %68, %41 ]
%25 = phi double [ 0.000000e+00, %21 ], [ %67, %41 ]
br i1 %14, label %38, label %26
26: ; preds = %22, %26
%27 = phi i64 [ %35, %26 ], [ %24, %22 ]
%28 = phi double [ %34, %26 ], [ %25, %22 ]
%29 = phi i64 [ %36, %26 ], [ 0, %22 ]
%30 = mul nsw i64 %27, %7
%31 = add nuw nsw i64 %30, %20
%32 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %31
%33 = load double, double* %32
%34 = fadd double %28, %33
%35 = add nuw nsw i64 %27, 1
%36 = add i64 %29, 1
%37 = icmp eq i64 %36, %11
br i1 %37, label %38, label %26
38: ; preds = %26, %22
%39 = phi double [ %23, %22 ], [ %34, %26 ]
br i1 %6, label %40, label %96
40: ; preds = %38
br i1 %16, label %88, label %71
41: ; preds = %21, %41
%42 = phi i64 [ %68, %41 ], [ 0, %21 ]
%43 = phi double [ %67, %41 ], [ 0.000000e+00, %21 ]
%44 = phi i64 [ %69, %41 ], [ 0, %21 ]
%45 = mul nsw i64 %42, %7
%46 = add nuw nsw i64 %45, %20
%47 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %46
%48 = load double, double* %47
%49 = fadd double %43, %48
%50 = or i64 %42, 1
%51 = mul nsw i64 %50, %7
%52 = add nuw nsw i64 %51, %20
%53 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %52
%54 = load double, double* %53
%55 = fadd double %49, %54
%56 = or i64 %42, 2
%57 = mul nsw i64 %56, %7
%58 = add nuw nsw i64 %57, %20
%59 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %58
%60 = load double, double* %59
%61 = fadd double %55, %60
%62 = or i64 %42, 3
%63 = mul nsw i64 %62, %7
%64 = add nuw nsw i64 %63, %20
%65 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %64
%66 = load double, double* %65
%67 = fadd double %61, %66
%68 = add nuw nsw i64 %42, 4
%69 = add i64 %44, 4
%70 = icmp eq i64 %69, %13
br i1 %70, label %22, label %41
71: ; preds = %40, %71
%72 = phi i64 [ %85, %71 ], [ 0, %40 ]
%73 = phi i64 [ %86, %71 ], [ 0, %40 ]
%74 = mul nsw i64 %72, %7
%75 = add nuw nsw i64 %74, %20
%76 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %75
%77 = load double, double* %76
%78 = fdiv double %77, %39
store double %78, double* %76
%79 = or i64 %72, 1
%80 = mul nsw i64 %79, %7
%81 = add nuw nsw i64 %80, %20
%82 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %81
%83 = load double, double* %82
%84 = fdiv double %83, %39
store double %84, double* %82
%85 = add nuw nsw i64 %72, 2
%86 = add i64 %73, 2
%87 = icmp eq i64 %86, %17
br i1 %87, label %88, label %71
88: ; preds = %71, %40
%89 = phi i64 [ 0, %40 ], [ %85, %71 ]
br i1 %18, label %96, label %90
90: ; preds = %88
%91 = mul nsw i64 %89, %7
%92 = add nuw nsw i64 %91, %20
%93 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %92
%94 = load double, double* %93
%95 = fdiv double %94, %39
store double %95, double* %93
br label %96
96: ; preds = %90, %88, %19, %38
%97 = add nuw nsw i64 %20, 1
%98 = icmp eq i64 %97, %8
br i1 %98, label %99, label %19
99: ; preds = %96, %3
ret void
}