#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 atof(char *);
int atoi(char *);
int /*<<< orphan*/ mult(double *, double *, int, int);
int pmfrand(double *, int);
int /*<<< orphan*/ printf(char *, ...);
void test_pmfrand(int argc, char *argv[]) {
  if (argc < 3) {
    printf("usage: %s <n> <w1> ... <wn>\n", argv[0]);
    return;
  }
  int n = atoi(argv[1]);
  if (argc < n + 2) {
    printf("usage: %s <n> <w1> ... <wn>\n", argv[0]);
    return;
  }
  int i;
  double w[n];
  for (i = 0; i < n; i++)
    w[i] = atof(argv[i + 2]);
  int nsamples = 10000;
  int x[nsamples];
  for (i = 0; i < nsamples; i++)
    x[i] = pmfrand(w, n);
  for (i = 0; i < n; i++)
    w[i] = 0;
  for (i = 0; i < nsamples; i++)
    w[x[i]]++;
  mult(w, w, 1 / (double)nsamples, n);
  printf("w2 = [");
  for (i = 0; i < n; i++)
    printf("%.2f, ", w[i]);
  printf("]\n");
}


x86 assembly (clang, -O0):
<test_pmfrand>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x50,%rsp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
cmpl   $0x3,-0x4(%rbp)
jge    1183 <test_pmfrand+0x33>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    (%rax),%rsi
lea    0xe91(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1040 <printf@plt>
jmp    1381 <test_pmfrand+0x231>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    0x8(%rax),%rdi
call   1060 <atoi@plt>
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
add    $0x2,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    11be <test_pmfrand+0x6e>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    (%rax),%rsi
lea    0xe56(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1040 <printf@plt>
jmp    1381 <test_pmfrand+0x231>
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    %rsp,%rcx
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
lea    0xf(,%rax,8),%rdx
and    $0xfffffffffffffff0,%rdx
mov    %rsp,%rcx
sub    %rdx,%rcx
mov    %rcx,-0x40(%rbp)
mov    %rcx,%rsp
mov    %rax,-0x28(%rbp)
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    1229 <test_pmfrand+0xd9>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
add    $0x2,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rdi
call   1030 <atof@plt>
mov    -0x40(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    11ec <test_pmfrand+0x9c>
movl   $0x2710,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
lea    0xf(,%rax,4),%rdx
and    $0xfffffffffffffff0,%rdx
mov    %rsp,%rcx
sub    %rdx,%rcx
mov    %rcx,-0x48(%rbp)
mov    %rcx,%rsp
mov    %rax,-0x38(%rbp)
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x2c(%rbp),%eax
jge    128a <test_pmfrand+0x13a>
mov    -0x40(%rbp),%rdi
mov    -0x14(%rbp),%esi
call   1070 <pmfrand@plt>
mov    %eax,%edx
mov    -0x48(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    1257 <test_pmfrand+0x107>
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    12bb <test_pmfrand+0x16b>
mov    -0x40(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    1291 <test_pmfrand+0x141>
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x2c(%rbp),%eax
jge    12fe <test_pmfrand+0x1ae>
mov    -0x40(%rbp),%rax
mov    -0x48(%rbp),%rcx
movslq -0x18(%rbp),%rdx
movslq (%rcx,%rdx,4),%rcx
movsd  0xd1a(%rip),%xmm0
addsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    12c2 <test_pmfrand+0x172>
mov    -0x40(%rbp),%rsi
cvtsi2sdl -0x2c(%rbp),%xmm1
movsd  0xcf1(%rip),%xmm0
divsd  %xmm1,%xmm0
cvttsd2si %xmm0,%edx
mov    -0x14(%rbp),%ecx
mov    %rsi,%rdi
call   1050 <mult@plt>
lea    0xcfc(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1040 <printf@plt>
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    136c <test_pmfrand+0x21c>
mov    -0x40(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
lea    0xcd5(%rip),%rdi
mov    $0x1,%al
call   1040 <printf@plt>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    1337 <test_pmfrand+0x1e7>
lea    0xcc0(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1040 <printf@plt>
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %rax,%rsp
mov    %rbp,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<test_pmfrand>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    %rsi,%r15
cmp    $0x2,%edi
jle    119c <test_pmfrand+0x2c>
mov    %edi,%ebx
mov    0x8(%r15),%rdi
call   1080 <atoi@plt>
mov    %eax,%r14d
lea    0x2(%r14),%eax
cmp    %ebx,%eax
jle    11bb <test_pmfrand+0x4b>
mov    (%r15),%rsi
lea    0xe62(%rip),%rdi
xor    %eax,%eax
lea    -0x28(%rbp),%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
jmp    1050 <printf@plt>
mov    %rsp,-0x30(%rbp)
mov    %r14d,%r13d
mov    %rsp,%r12
lea    0xf(,%r13,8),%rax
and    $0xfffffffffffffff0,%rax
sub    %rax,%r12
mov    %r12,%rsp
test   %r14d,%r14d
jle    11f9 <test_pmfrand+0x89>
xor    %ebx,%ebx
xchg   %ax,%ax
mov    0x10(%r15,%rbx,8),%rdi
call   1040 <atof@plt>
movsd  %xmm0,(%r12,%rbx,8)
add    $0x1,%rbx
cmp    %rbx,%r13
jne    11e0 <test_pmfrand+0x70>
mov    %rsp,%r15
add    $0xffffffffffff63c0,%r15
mov    %r15,%rsp
xor    %ebx,%ebx
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %r12,%rdi
mov    %r14d,%esi
call   1090 <pmfrand@plt>
mov    %eax,(%r15,%rbx,4)
add    $0x1,%rbx
cmp    $0x2710,%rbx
jne    1210 <test_pmfrand+0xa0>
test   %r14d,%r14d
jle    1243 <test_pmfrand+0xd3>
lea    0x0(,%r13,8),%rdx
mov    %r12,%rdi
xor    %esi,%esi
call   1060 <memset@plt>
mov    $0x3,%eax
movsd  0xdb0(%rip),%xmm0
movslq -0xc(%r15,%rax,4),%rcx
movsd  (%r12,%rcx,8),%xmm1
addsd  %xmm0,%xmm1
movsd  %xmm1,(%r12,%rcx,8)
movslq -0x8(%r15,%rax,4),%rcx
movsd  (%r12,%rcx,8),%xmm1
addsd  %xmm0,%xmm1
movsd  %xmm1,(%r12,%rcx,8)
movslq -0x4(%r15,%rax,4),%rcx
movsd  (%r12,%rcx,8),%xmm1
addsd  %xmm0,%xmm1
movsd  %xmm1,(%r12,%rcx,8)
movslq (%r15,%rax,4),%rcx
movsd  (%r12,%rcx,8),%xmm1
addsd  %xmm0,%xmm1
movsd  %xmm1,(%r12,%rcx,8)
add    $0x4,%rax
cmp    $0x2713,%rax
jne    1250 <test_pmfrand+0xe0>
mov    %r12,%rdi
mov    %r12,%rsi
xor    %edx,%edx
mov    %r14d,%ecx
call   1070 <mult@plt>
lea    0xd5f(%rip),%rdi
xor    %eax,%eax
call   1050 <printf@plt>
test   %r14d,%r14d
jle    12f9 <test_pmfrand+0x189>
xor    %ebx,%ebx
lea    0xd51(%rip),%r14
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movsd  (%r12,%rbx,8),%xmm0
mov    %r14,%rdi
mov    $0x1,%al
call   1050 <printf@plt>
add    $0x1,%rbx
cmp    %rbx,%r13
jne    12e0 <test_pmfrand+0x170>
lea    0xd33(%rip),%rdi
call   1030 <puts@plt>
mov    -0x30(%rbp),%rsp
lea    -0x28(%rbp),%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
@.str = [29 x i8] c"usage: %s <n> <w1> ... <wn>\0A\00"
@.str.1 = [7 x i8] c"w2 = [\00"
@.str.2 = [7 x i8] c"%.2f, \00"
@.str.3 = [3 x i8] c"]\0A\00"
define void @test_pmfrand(i32 %0, i8** %1) {
%3 = alloca i32
%4 = alloca i8**
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i8*
%8 = alloca i64
%9 = alloca i32
%10 = alloca i64
store i32 %0, i32* %3
store i8** %1, i8*** %4
%11 = load i32, i32* %3
%12 = icmp slt i32 %11, 3
br i1 %12, label %13, label %18
13: ; preds = %2
%14 = load i8**, i8*** %4
%15 = getelementptr inbounds i8*, i8** %14, i64 0
%16 = load i8*, i8** %15
%17 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([29 x i8], [29 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i8* %16)
br label %125
18: ; preds = %2
%19 = load i8**, i8*** %4
%20 = getelementptr inbounds i8*, i8** %19, i64 1
%21 = load i8*, i8** %20
%22 = call i32 @atoi(i8* %21)
store i32 %22, i32* %5
%23 = load i32, i32* %3
%24 = load i32, i32* %5
%25 = add nsw i32 %24, 2
%26 = icmp slt i32 %23, %25
br i1 %26, label %27, label %32
27: ; preds = %18
%28 = load i8**, i8*** %4
%29 = getelementptr inbounds i8*, i8** %28, i64 0
%30 = load i8*, i8** %29
%31 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([29 x i8], [29 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i8* %30)
br label %125
32: ; preds = %18
%33 = load i32, i32* %5
%34 = zext i32 %33 to i64
%35 = call i8* @llvm.stacksave()
store i8* %35, i8** %7
%36 = alloca double, i64 %34
store i64 %34, i64* %8
store i32 0, i32* %6
br label %37
37: ; preds = %52, %32
%38 = load i32, i32* %6
%39 = load i32, i32* %5
%40 = icmp slt i32 %38, %39
br i1 %40, label %41, label %55
41: ; preds = %37
%42 = load i8**, i8*** %4
%43 = load i32, i32* %6
%44 = add nsw i32 %43, 2
%45 = sext i32 %44 to i64
%46 = getelementptr inbounds i8*, i8** %42, i64 %45
%47 = load i8*, i8** %46
%48 = call double @atof(i8* %47)
%49 = load i32, i32* %6
%50 = sext i32 %49 to i64
%51 = getelementptr inbounds double, double* %36, i64 %50
store double %48, double* %51
br label %52
52: ; preds = %41
%53 = load i32, i32* %6
%54 = add nsw i32 %53, 1
store i32 %54, i32* %6
br label %37
55: ; preds = %37
store i32 10000, i32* %9
%56 = load i32, i32* %9
%57 = zext i32 %56 to i64
%58 = alloca i32, i64 %57
store i64 %57, i64* %10
store i32 0, i32* %6
br label %59
59: ; preds = %69, %55
%60 = load i32, i32* %6
%61 = load i32, i32* %9
%62 = icmp slt i32 %60, %61
br i1 %62, label %63, label %72
63: ; preds = %59
%64 = load i32, i32* %5
%65 = call i32 @pmfrand(double* %36, i32 %64)
%66 = load i32, i32* %6
%67 = sext i32 %66 to i64
%68 = getelementptr inbounds i32, i32* %58, i64 %67
store i32 %65, i32* %68
br label %69
69: ; preds = %63
%70 = load i32, i32* %6
%71 = add nsw i32 %70, 1
store i32 %71, i32* %6
br label %59
72: ; preds = %59
store i32 0, i32* %6
br label %73
73: ; preds = %81, %72
%74 = load i32, i32* %6
%75 = load i32, i32* %5
%76 = icmp slt i32 %74, %75
br i1 %76, label %77, label %84
77: ; preds = %73
%78 = load i32, i32* %6
%79 = sext i32 %78 to i64
%80 = getelementptr inbounds double, double* %36, i64 %79
store double 0.000000e+00, double* %80
br label %81
81: ; preds = %77
%82 = load i32, i32* %6
%83 = add nsw i32 %82, 1
store i32 %83, i32* %6
br label %73
84: ; preds = %73
store i32 0, i32* %6
br label %85
85: ; preds = %98, %84
%86 = load i32, i32* %6
%87 = load i32, i32* %9
%88 = icmp slt i32 %86, %87
br i1 %88, label %89, label %101
89: ; preds = %85
%90 = load i32, i32* %6
%91 = sext i32 %90 to i64
%92 = getelementptr inbounds i32, i32* %58, i64 %91
%93 = load i32, i32* %92
%94 = sext i32 %93 to i64
%95 = getelementptr inbounds double, double* %36, i64 %94
%96 = load double, double* %95
%97 = fadd double %96, 1.000000e+00
store double %97, double* %95
br label %98
98: ; preds = %89
%99 = load i32, i32* %6
%100 = add nsw i32 %99, 1
store i32 %100, i32* %6
br label %85
101: ; preds = %85
%102 = load i32, i32* %9
%103 = sitofp i32 %102 to double
%104 = fdiv double 1.000000e+00, %103
%105 = fptosi double %104 to i32
%106 = load i32, i32* %5
%107 = call i32 @mult(double* %36, double* %36, i32 %105, i32 %106)
%108 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([7 x i8], [7 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0))
store i32 0, i32* %6
br label %109
109: ; preds = %119, %101
%110 = load i32, i32* %6
%111 = load i32, i32* %5
%112 = icmp slt i32 %110, %111
br i1 %112, label %113, label %122
113: ; preds = %109
%114 = load i32, i32* %6
%115 = sext i32 %114 to i64
%116 = getelementptr inbounds double, double* %36, i64 %115
%117 = load double, double* %116
%118 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([7 x i8], [7 x i8]* @.str.2, i64 0, i64 0), double %117)
br label %119
119: ; preds = %113
%120 = load i32, i32* %6
%121 = add nsw i32 %120, 1
store i32 %121, i32* %6
br label %109
122: ; preds = %109
%123 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([3 x i8], [3 x i8]* @.str.3, i64 0, i64 0))
%124 = load i8*, i8** %7
br label %125
125: ; preds = %122, %27, %13
ret void
}

LLVM IR (-O2):
@.str = [29 x i8] c"usage: %s <n> <w1> ... <wn>\0A\00"
@.str.1 = [7 x i8] c"w2 = [\00"
@.str.2 = [7 x i8] c"%.2f, \00"
@str = [2 x i8] c"]\00"
define void @test_pmfrand(i32 %0, i8** nocapture %1) {
%3 = icmp slt i32 %0, 3
br i1 %3, label %4, label %7
4: ; preds = %2
%5 = load i8*, i8** %1
%6 = tail call i32 (i8*, ...) @printf(i8* dereferenceable(1) getelementptr inbounds ([29 x i8], [29 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i8* %5)
br label %86
7: ; preds = %2
%8 = getelementptr inbounds i8*, i8** %1, i64 1
%9 = load i8*, i8** %8
%10 = tail call i32 @atoi(i8* %9)
%11 = add nsw i32 %10, 2
%12 = icmp sgt i32 %11, %0
br i1 %12, label %13, label %16
13: ; preds = %7
%14 = load i8*, i8** %1
%15 = tail call i32 (i8*, ...) @printf(i8* dereferenceable(1) getelementptr inbounds ([29 x i8], [29 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i8* %14)
br label %86
16: ; preds = %7
%17 = zext i32 %10 to i64
%18 = tail call i8* @llvm.stacksave()
%19 = alloca double, i64 %17
%20 = bitcast double* %19 to i8*
%21 = icmp sgt i32 %10, 0
br i1 %21, label %22, label %31
22: ; preds = %16, %22
%23 = phi i64 [ %29, %22 ], [ 0, %16 ]
%24 = add nuw nsw i64 %23, 2
%25 = getelementptr inbounds i8*, i8** %1, i64 %24
%26 = load i8*, i8** %25
%27 = tail call double @atof(i8* %26)
%28 = getelementptr inbounds double, double* %19, i64 %23
store double %27, double* %28
%29 = add nuw nsw i64 %23, 1
%30 = icmp eq i64 %29, %17
br i1 %30, label %31, label %22
31: ; preds = %22, %16
%32 = alloca [10000 x i32]
br label %37
33: ; preds = %37
br i1 %21, label %35, label %34
34: ; preds = %35, %33
br label %43
35: ; preds = %33
%36 = shl nuw nsw i64 %17, 3
br label %34
37: ; preds = %31, %37
%38 = phi i64 [ 0, %31 ], [ %41, %37 ]
%39 = call i32 @pmfrand(double* %19, i32 %10)
%40 = getelementptr inbounds [10000 x i32], [10000 x i32]* %32, i64 0, i64 %38
store i32 %39, i32* %40
%41 = add nuw nsw i64 %38, 1
%42 = icmp eq i64 %41, 10000
br i1 %42, label %33, label %37
43: ; preds = %43, %34
%44 = phi i64 [ 0, %34 ], [ %72, %43 ]
%45 = getelementptr inbounds [10000 x i32], [10000 x i32]* %32, i64 0, i64 %44
%46 = load i32, i32* %45
%47 = sext i32 %46 to i64
%48 = getelementptr inbounds double, double* %19, i64 %47
%49 = load double, double* %48
%50 = fadd double %49, 1.000000e+00
store double %50, double* %48
%51 = or i64 %44, 1
%52 = getelementptr inbounds [10000 x i32], [10000 x i32]* %32, i64 0, i64 %51
%53 = load i32, i32* %52
%54 = sext i32 %53 to i64
%55 = getelementptr inbounds double, double* %19, i64 %54
%56 = load double, double* %55
%57 = fadd double %56, 1.000000e+00
store double %57, double* %55
%58 = or i64 %44, 2
%59 = getelementptr inbounds [10000 x i32], [10000 x i32]* %32, i64 0, i64 %58
%60 = load i32, i32* %59
%61 = sext i32 %60 to i64
%62 = getelementptr inbounds double, double* %19, i64 %61
%63 = load double, double* %62
%64 = fadd double %63, 1.000000e+00
store double %64, double* %62
%65 = or i64 %44, 3
%66 = getelementptr inbounds [10000 x i32], [10000 x i32]* %32, i64 0, i64 %65
%67 = load i32, i32* %66
%68 = sext i32 %67 to i64
%69 = getelementptr inbounds double, double* %19, i64 %68
%70 = load double, double* %69
%71 = fadd double %70, 1.000000e+00
store double %71, double* %69
%72 = add nuw nsw i64 %44, 4
%73 = icmp eq i64 %72, 10000
br i1 %73, label %74, label %43
74: ; preds = %43
%75 = call i32 @mult(double* %19, double* %19, i32 0, i32 %10)
%76 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* dereferenceable(1) getelementptr inbounds ([7 x i8], [7 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0))
br i1 %21, label %77, label %84
77: ; preds = %74, %77
%78 = phi i64 [ %82, %77 ], [ 0, %74 ]
%79 = getelementptr inbounds double, double* %19, i64 %78
%80 = load double, double* %79
%81 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* dereferenceable(1) getelementptr inbounds ([7 x i8], [7 x i8]* @.str.2, i64 0, i64 0), double %80)
%82 = add nuw nsw i64 %78, 1
%83 = icmp eq i64 %82, %17
br i1 %83, label %84, label %77
84: ; preds = %77, %74
%85 = call i32 @puts(i8* dereferenceable(1) getelementptr inbounds ([2 x i8], [2 x i8]* @str, i64 0, i64 0))
br label %86
86: ; preds = %13, %84, %4
ret void
}