#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 */
int M_PI;
scalar_t__ RAND_MAX;
scalar_t__ rand();
int sqrt(int);
int calculate_synapse_count(double *probs, int size, int sigma, int reverse) {
  int i = 0, count = 0;
  double max_chance = 1 / (sigma * sqrt(2 * M_PI));
  double rng = ((double)rand() / (double)RAND_MAX) * max_chance;
  if (reverse == 0) {
    for (i = 0; i < size; i++)
      if (rng < probs[i])
        count = i;
  } else {
    for (i = (size - 1); i >= 0; i--)
      if (rng < probs[i])
        count = i;
  }
  return count;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<calculate_synapse_count>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x40,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
mov    %ecx,-0x14(%rbp)
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
mov    0x2e98(%rip),%rax
mov    (%rax),%edi
shl    $0x1,%edi
call   1030 <sqrt@plt>
mov    -0x34(%rbp),%ecx
imul   %eax,%ecx
mov    $0x1,%eax
cltd
idiv   %ecx
cvtsi2sd %eax,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x28(%rbp)
mov    $0x0,%al
call   1040 <rand@plt>
cvtsi2sd %rax,%xmm0
mov    0x2e5c(%rip),%rax
cvtsi2sdq (%rax),%xmm1
divsd  %xmm1,%xmm0
mulsd  -0x28(%rbp),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x30(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x14(%rbp)
jne    11ee <calculate_synapse_count+0xce>
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    11e9 <calculate_synapse_count+0xc9>
movsd  -0x30(%rbp),%xmm1
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
ucomisd %xmm1,%xmm0
jbe    11d6 <calculate_synapse_count+0xb6>
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    11db <calculate_synapse_count+0xbb>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    11a8 <calculate_synapse_count+0x88>
jmp    123b <calculate_synapse_count+0x11b>
mov    -0xc(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x18(%rbp)
jl     1236 <calculate_synapse_count+0x116>
movsd  -0x30(%rbp),%xmm1
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
ucomisd %xmm1,%xmm0
jbe    1223 <calculate_synapse_count+0x103>
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1228 <calculate_synapse_count+0x108>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    11f7 <calculate_synapse_count+0xd7>
jmp    123b <calculate_synapse_count+0x11b>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x40,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<calculate_synapse_count>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %rbx
push   %rax
mov    %ecx,%r15d
mov    %edx,%ebp
mov    %esi,%r14d
mov    %rdi,%rbx
mov    0x2eaf(%rip),%rax
mov    (%rax),%edi
add    %edi,%edi
call   1030 <sqrt@plt>
imul   %ebp,%eax
lea    0x1(%rax),%ecx
xor    %ebp,%ebp
cmp    $0x3,%ecx
cmovae %ebp,%eax
cvtsi2sd %eax,%xmm0
movsd  %xmm0,(%rsp)
xor    %eax,%eax
call   1040 <rand@plt>
xorps  %xmm0,%xmm0
cvtsi2sd %rax,%xmm0
mov    0x2e71(%rip),%rax
cvtsi2sdq (%rax),%xmm1
divsd  %xmm1,%xmm0
mulsd  (%rsp),%xmm0
test   %r15d,%r15d
je     11af <calculate_synapse_count+0x8f>
test   %r14d,%r14d
jle    1316 <calculate_synapse_count+0x1f6>
mov    %r14d,%eax
lea    -0x1(%rax),%rcx
mov    %eax,%r8d
and    $0x3,%r8d
cmp    $0x3,%rcx
jae    11d7 <calculate_synapse_count+0xb7>
xor    %ebp,%ebp
test   %r8,%r8
jne    126c <calculate_synapse_count+0x14c>
jmp    1316 <calculate_synapse_count+0x1f6>
test   %r14d,%r14d
jle    1316 <calculate_synapse_count+0x1f6>
mov    %r14d,%edx
lea    -0x1(%rdx),%rcx
mov    %edx,%eax
and    $0x3,%eax
cmp    $0x3,%rcx
jae    129d <calculate_synapse_count+0x17d>
xor    %ecx,%ecx
xor    %ebp,%ebp
jmp    12f5 <calculate_synapse_count+0x1d5>
lea    -0x4(%r14),%r9d
lea    -0x3(%r14),%r10d
lea    -0x2(%r14),%edi
add    $0xffffffff,%r14d
mov    %eax,%ecx
and    $0xfffffffc,%ecx
neg    %rcx
xor    %edx,%edx
xor    %ebp,%ebp
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
lea    (%rax,%rdx,1),%esi
add    $0xffffffff,%esi
movsd  (%rbx,%rsi,8),%xmm1
ucomisd %xmm0,%xmm1
lea    (%r14,%rdx,1),%esi
cmovbe %ebp,%esi
lea    (%rax,%rdx,1),%ebp
add    $0xfffffffe,%ebp
movsd  (%rbx,%rbp,8),%xmm1
ucomisd %xmm0,%xmm1
lea    (%rdi,%rdx,1),%ebp
cmovbe %esi,%ebp
lea    (%rax,%rdx,1),%esi
add    $0xfffffffd,%esi
movsd  (%rbx,%rsi,8),%xmm1
ucomisd %xmm0,%xmm1
lea    (%r10,%rdx,1),%esi
cmovbe %ebp,%esi
lea    (%rax,%rdx,1),%ebp
add    $0xfffffffc,%ebp
movsd  (%rbx,%rbp,8),%xmm1
ucomisd %xmm0,%xmm1
lea    (%r9,%rdx,1),%ebp
cmovbe %esi,%ebp
add    $0xfffffffffffffffc,%rdx
cmp    %rdx,%rcx
jne    1200 <calculate_synapse_count+0xe0>
add    %rdx,%rax
test   %r8,%r8
je     1316 <calculate_synapse_count+0x1f6>
lea    -0x1(%rax),%rcx
add    $0xffffffff,%eax
neg    %r8
xor    %edx,%edx
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
lea    (%rcx,%rdx,1),%esi
movsd  (%rbx,%rsi,8),%xmm1
ucomisd %xmm0,%xmm1
lea    (%rax,%rdx,1),%esi
cmova  %esi,%ebp
add    $0xffffffffffffffff,%rdx
cmp    %rdx,%r8
jne    1280 <calculate_synapse_count+0x160>
jmp    1316 <calculate_synapse_count+0x1f6>
and    $0xfffffffc,%edx
xor    %ecx,%ecx
xor    %ebp,%ebp
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
movsd  (%rbx,%rcx,8),%xmm1
ucomisd %xmm0,%xmm1
cmova  %ecx,%ebp
movsd  0x8(%rbx,%rcx,8),%xmm1
ucomisd %xmm0,%xmm1
lea    0x1(%rcx),%esi
cmovbe %ebp,%esi
movsd  0x10(%rbx,%rcx,8),%xmm1
ucomisd %xmm0,%xmm1
lea    0x2(%rcx),%edi
cmovbe %esi,%edi
movsd  0x18(%rbx,%rcx,8),%xmm1
ucomisd %xmm0,%xmm1
lea    0x3(%rcx),%ebp
cmovbe %edi,%ebp
add    $0x4,%rcx
cmp    %rdx,%rcx
jne    12b0 <calculate_synapse_count+0x190>
test   %rax,%rax
je     1316 <calculate_synapse_count+0x1f6>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
movsd  (%rbx,%rcx,8),%xmm1
ucomisd %xmm0,%xmm1
cmova  %ecx,%ebp
add    $0x1,%rcx
add    $0xffffffffffffffff,%rax
jne    1300 <calculate_synapse_count+0x1e0>
mov    %ebp,%eax
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
@M_PI = global i32 0
@RAND_MAX = global i64 0
define i32 @calculate_synapse_count(double* %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3) {
%5 = alloca double*
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca double
%12 = alloca double
store double* %0, double** %5
store i32 %1, i32* %6
store i32 %2, i32* %7
store i32 %3, i32* %8
store i32 0, i32* %9
store i32 0, i32* %10
%13 = load i32, i32* %7
%14 = load i32, i32* @M_PI
%15 = mul nsw i32 2, %14
%16 = call i32 @sqrt(i32 %15)
%17 = mul nsw i32 %13, %16
%18 = sdiv i32 1, %17
%19 = sitofp i32 %18 to double
store double %19, double* %11
%20 = call i64 (...) @rand()
%21 = sitofp i64 %20 to double
%22 = load i64, i64* @RAND_MAX
%23 = sitofp i64 %22 to double
%24 = fdiv double %21, %23
%25 = load double, double* %11
%26 = fmul double %24, %25
store double %26, double* %12
%27 = load i32, i32* %8
%28 = icmp eq i32 %27, 0
br i1 %28, label %29, label %49
29: ; preds = %4
store i32 0, i32* %9
br label %30
30: ; preds = %45, %29
%31 = load i32, i32* %9
%32 = load i32, i32* %6
%33 = icmp slt i32 %31, %32
br i1 %33, label %34, label %48
34: ; preds = %30
%35 = load double, double* %12
%36 = load double*, double** %5
%37 = load i32, i32* %9
%38 = sext i32 %37 to i64
%39 = getelementptr inbounds double, double* %36, i64 %38
%40 = load double, double* %39
%41 = fcmp olt double %35, %40
br i1 %41, label %42, label %44
42: ; preds = %34
%43 = load i32, i32* %9
store i32 %43, i32* %10
br label %44
44: ; preds = %42, %34
br label %45
45: ; preds = %44
%46 = load i32, i32* %9
%47 = add nsw i32 %46, 1
store i32 %47, i32* %9
br label %30
48: ; preds = %30
br label %70
49: ; preds = %4
%50 = load i32, i32* %6
%51 = sub nsw i32 %50, 1
store i32 %51, i32* %9
br label %52
52: ; preds = %66, %49
%53 = load i32, i32* %9
%54 = icmp sge i32 %53, 0
br i1 %54, label %55, label %69
55: ; preds = %52
%56 = load double, double* %12
%57 = load double*, double** %5
%58 = load i32, i32* %9
%59 = sext i32 %58 to i64
%60 = getelementptr inbounds double, double* %57, i64 %59
%61 = load double, double* %60
%62 = fcmp olt double %56, %61
br i1 %62, label %63, label %65
63: ; preds = %55
%64 = load i32, i32* %9
store i32 %64, i32* %10
br label %65
65: ; preds = %63, %55
br label %66
66: ; preds = %65
%67 = load i32, i32* %9
%68 = add nsw i32 %67, -1
store i32 %68, i32* %9
br label %52
69: ; preds = %52
br label %70
70: ; preds = %69, %48
%71 = load i32, i32* %10
ret i32 %71
}

LLVM IR (-O2):
@M_PI = global i32 0
@RAND_MAX = global i64 0
define i32 @calculate_synapse_count(double* nocapture %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3) {
%5 = load i32, i32* @M_PI
%6 = shl nsw i32 %5, 1
%7 = tail call i32 @sqrt(i32 %6)
%8 = mul nsw i32 %7, %2
%9 = add i32 %8, 1
%10 = icmp ult i32 %9, 3
%11 = select i1 %10, i32 %8, i32 0
%12 = sitofp i32 %11 to double
%13 = tail call i64 (...) @rand()
%14 = sitofp i64 %13 to double
%15 = load i64, i64* @RAND_MAX
%16 = sitofp i64 %15 to double
%17 = fdiv double %14, %16
%18 = fmul double %17, %12
%19 = icmp eq i32 %3, 0
%20 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %19, label %29, label %21
21: ; preds = %4
br i1 %20, label %22, label %136
22: ; preds = %21
%23 = zext i32 %1 to i64
%24 = add nsw i64 %23, -1
%25 = and i64 %23, 3
%26 = icmp ult i64 %24, 3
br i1 %26, label %118, label %27
27: ; preds = %22
%28 = and i64 %23, 4294967292
br label %67
29: ; preds = %4
br i1 %20, label %30, label %136
30: ; preds = %29
%31 = zext i32 %1 to i64
%32 = add nsw i64 %31, -1
%33 = and i64 %31, 3
%34 = icmp ult i64 %32, 3
br i1 %34, label %101, label %35
35: ; preds = %30
%36 = and i64 %31, 4294967292
br label %37
37: ; preds = %37, %35
%38 = phi i64 [ 0, %35 ], [ %64, %37 ]
%39 = phi i32 [ 0, %35 ], [ %63, %37 ]
%40 = phi i64 [ 0, %35 ], [ %65, %37 ]
%41 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %38
%42 = load double, double* %41
%43 = fcmp olt double %18, %42
%44 = trunc i64 %38 to i32
%45 = select i1 %43, i32 %44, i32 %39
%46 = or i64 %38, 1
%47 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %46
%48 = load double, double* %47
%49 = fcmp olt double %18, %48
%50 = trunc i64 %46 to i32
%51 = select i1 %49, i32 %50, i32 %45
%52 = or i64 %38, 2
%53 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %52
%54 = load double, double* %53
%55 = fcmp olt double %18, %54
%56 = trunc i64 %52 to i32
%57 = select i1 %55, i32 %56, i32 %51
%58 = or i64 %38, 3
%59 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %58
%60 = load double, double* %59
%61 = fcmp olt double %18, %60
%62 = trunc i64 %58 to i32
%63 = select i1 %61, i32 %62, i32 %57
%64 = add nuw nsw i64 %38, 4
%65 = add i64 %40, 4
%66 = icmp eq i64 %65, %36
br i1 %66, label %101, label %37
67: ; preds = %67, %27
%68 = phi i64 [ %23, %27 ], [ %92, %67 ]
%69 = phi i32 [ 0, %27 ], [ %98, %67 ]
%70 = phi i64 [ 0, %27 ], [ %99, %67 ]
%71 = add nsw i64 %68, -1
%72 = trunc i64 %71 to i32
%73 = and i64 %71, 4294967295
%74 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %73
%75 = load double, double* %74
%76 = fcmp olt double %18, %75
%77 = select i1 %76, i32 %72, i32 %69
%78 = add nsw i64 %68, -2
%79 = trunc i64 %78 to i32
%80 = and i64 %78, 4294967295
%81 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %80
%82 = load double, double* %81
%83 = fcmp olt double %18, %82
%84 = select i1 %83, i32 %79, i32 %77
%85 = add nsw i64 %68, -3
%86 = trunc i64 %85 to i32
%87 = and i64 %85, 4294967295
%88 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %87
%89 = load double, double* %88
%90 = fcmp olt double %18, %89
%91 = select i1 %90, i32 %86, i32 %84
%92 = add nsw i64 %68, -4
%93 = trunc i64 %92 to i32
%94 = and i64 %92, 4294967295
%95 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %94
%96 = load double, double* %95
%97 = fcmp olt double %18, %96
%98 = select i1 %97, i32 %93, i32 %91
%99 = add i64 %70, 4
%100 = icmp eq i64 %99, %28
br i1 %100, label %118, label %67
101: ; preds = %37, %30
%102 = phi i32 [ undef, %30 ], [ %63, %37 ]
%103 = phi i64 [ 0, %30 ], [ %64, %37 ]
%104 = phi i32 [ 0, %30 ], [ %63, %37 ]
%105 = icmp eq i64 %33, 0
br i1 %105, label %136, label %106
106: ; preds = %101, %106
%107 = phi i64 [ %115, %106 ], [ %103, %101 ]
%108 = phi i32 [ %114, %106 ], [ %104, %101 ]
%109 = phi i64 [ %116, %106 ], [ 0, %101 ]
%110 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %107
%111 = load double, double* %110
%112 = fcmp olt double %18, %111
%113 = trunc i64 %107 to i32
%114 = select i1 %112, i32 %113, i32 %108
%115 = add nuw nsw i64 %107, 1
%116 = add i64 %109, 1
%117 = icmp eq i64 %116, %33
br i1 %117, label %136, label %106
118: ; preds = %67, %22
%119 = phi i32 [ undef, %22 ], [ %98, %67 ]
%120 = phi i64 [ %23, %22 ], [ %92, %67 ]
%121 = phi i32 [ 0, %22 ], [ %98, %67 ]
%122 = icmp eq i64 %25, 0
br i1 %122, label %136, label %123
123: ; preds = %118, %123
%124 = phi i64 [ %127, %123 ], [ %120, %118 ]
%125 = phi i32 [ %133, %123 ], [ %121, %118 ]
%126 = phi i64 [ %134, %123 ], [ 0, %118 ]
%127 = add nsw i64 %124, -1
%128 = trunc i64 %127 to i32
%129 = and i64 %127, 4294967295
%130 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %129
%131 = load double, double* %130
%132 = fcmp olt double %18, %131
%133 = select i1 %132, i32 %128, i32 %125
%134 = add i64 %126, 1
%135 = icmp eq i64 %134, %25
br i1 %135, label %136, label %123
136: ; preds = %118, %123, %101, %106, %21, %29
%137 = phi i32 [ 0, %29 ], [ 0, %21 ], [ %102, %101 ], [ %114, %106 ], [ %119, %118 ], [ %133, %123 ]
ret i32 %137
}