void arith_scale_counts(counts, scaled_counts) unsigned long counts[];
unsigned char scaled_counts[];
{
  int i;
  unsigned long max_count;
  unsigned int total;
  unsigned long scale;
  max_count = 0;
  for (i = 0; i < 256; i++)
    if (counts[i] > max_count)
      max_count = counts[i];
  scale = max_count / 256;
  scale = scale + 1;
  for (i = 0; i < 256; i++) {
    scaled_counts[i] = (unsigned char)(counts[i] / scale);
    if (scaled_counts[i] == 0 && counts[i] != 0)
      scaled_counts[i] = 1;
  }
  total = 1;
  for (i = 0; i < 256; i++)
    total += scaled_counts[i];
  if (total > (32767 - 256))
    scale = 4;
  else if (total > 16383)
    scale = 2;
  else
    return;
  for (i = 0; i < 256; i++)
    scaled_counts[i] /= scale;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<arith_scale_counts>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
movq   $0x0,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
cmpl   $0x100,-0x14(%rbp)
jge    1161 <arith_scale_counts+0x61>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
cmp    -0x20(%rbp),%rax
jbe    114e <arith_scale_counts+0x4e>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
jmp    1153 <arith_scale_counts+0x53>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    111b <arith_scale_counts+0x1b>
mov    -0x20(%rbp),%rax
shr    $0x8,%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
cmpl   $0x100,-0x14(%rbp)
jge    11f5 <arith_scale_counts+0xf5>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
xor    %ecx,%ecx
mov    %ecx,%edx
divq   -0x30(%rbp)
mov    %al,%dl
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    %dl,(%rax,%rcx,1)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
movzbl (%rax,%rcx,1),%eax
cmp    $0x0,%eax
jne    11e2 <arith_scale_counts+0xe2>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
cmpq   $0x0,(%rax,%rcx,8)
je     11e2 <arith_scale_counts+0xe2>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
movb   $0x1,(%rax,%rcx,1)
jmp    11e7 <arith_scale_counts+0xe7>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1180 <arith_scale_counts+0x80>
movl   $0x1,-0x24(%rbp)
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
cmpl   $0x100,-0x14(%rbp)
jge    1230 <arith_scale_counts+0x130>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
movzbl (%rax,%rcx,1),%eax
add    -0x24(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1203 <arith_scale_counts+0x103>
cmpl   $0x7eff,-0x24(%rbp)
jbe    124a <arith_scale_counts+0x14a>
movq   $0x4,-0x30(%rbp)
jmp    126e <arith_scale_counts+0x16e>
cmpl   $0x3fff,-0x24(%rbp)
jbe    1264 <arith_scale_counts+0x164>
movq   $0x2,-0x30(%rbp)
jmp    1269 <arith_scale_counts+0x169>
jmp    12b3 <arith_scale_counts+0x1b3>
jmp    126e <arith_scale_counts+0x16e>
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
cmpl   $0x100,-0x14(%rbp)
jge    12b3 <arith_scale_counts+0x1b3>
mov    -0x30(%rbp),%rsi
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
movslq -0x14(%rbp),%rcx
movzbl (%rax,%rcx,1),%eax
xor    %edx,%edx
div    %rsi
mov    %rax,%rdx
mov    -0x38(%rbp),%rax
mov    %dl,(%rax,%rcx,1)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1275 <arith_scale_counts+0x175>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<arith_scale_counts>:
xor    %eax,%eax
xor    %r8d,%r8d
jmp    111c <arith_scale_counts+0x1c>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x4,%rax
cmp    $0x100,%rax
je     1151 <arith_scale_counts+0x51>
mov    (%rdi,%rax,8),%rcx
cmp    %r8,%rcx
ja     1128 <arith_scale_counts+0x28>
mov    %r8,%rcx
mov    0x8(%rdi,%rax,8),%rdx
cmp    %rcx,%rdx
ja     1135 <arith_scale_counts+0x35>
mov    %rcx,%rdx
mov    0x10(%rdi,%rax,8),%rcx
cmp    %rdx,%rcx
ja     1142 <arith_scale_counts+0x42>
mov    %rdx,%rcx
mov    0x18(%rdi,%rax,8),%r8
cmp    %rcx,%r8
ja     1110 <arith_scale_counts+0x10>
mov    %rcx,%r8
jmp    1110 <arith_scale_counts+0x10>
shr    $0x8,%r8
add    $0x1,%r8
xor    %ecx,%ecx
jmp    116d <arith_scale_counts+0x6d>
nopl   (%rax)
add    $0x1,%rcx
cmp    $0x100,%rcx
je     11a9 <arith_scale_counts+0xa9>
mov    (%rdi,%rcx,8),%rax
mov    %rax,%rdx
or     %r8,%rdx
shr    $0x20,%rdx
je     1190 <arith_scale_counts+0x90>
xor    %edx,%edx
div    %r8
jmp    1195 <arith_scale_counts+0x95>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
xor    %edx,%edx
div    %r8d
mov    %al,(%rsi,%rcx,1)
test   %al,%al
jne    1160 <arith_scale_counts+0x60>
cmpq   $0x0,(%rdi,%rcx,8)
je     1160 <arith_scale_counts+0x60>
movb   $0x1,(%rsi,%rcx,1)
jmp    1160 <arith_scale_counts+0x60>
pxor   %xmm0,%xmm0
movdqa 0xe4b(%rip),%xmm2
xor    %eax,%eax
pxor   %xmm1,%xmm1
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movd   (%rsi,%rax,1),%xmm3
movd   0x4(%rsi,%rax,1),%xmm4
punpcklbw %xmm0,%xmm3
punpcklwd %xmm0,%xmm3
paddd  %xmm2,%xmm3
punpcklbw %xmm0,%xmm4
punpcklwd %xmm0,%xmm4
paddd  %xmm1,%xmm4
movd   0x8(%rsi,%rax,1),%xmm2
movd   0xc(%rsi,%rax,1),%xmm1
punpcklbw %xmm0,%xmm2
punpcklwd %xmm0,%xmm2
paddd  %xmm3,%xmm2
punpcklbw %xmm0,%xmm1
punpcklwd %xmm0,%xmm1
paddd  %xmm4,%xmm1
add    $0x10,%rax
cmp    $0x100,%rax
jne    11c0 <arith_scale_counts+0xc0>
paddd  %xmm2,%xmm1
pshufd $0xee,%xmm1,%xmm0
paddd  %xmm1,%xmm0
pshufd $0x55,%xmm0,%xmm1
paddd  %xmm0,%xmm1
movd   %xmm1,%eax
mov    $0x4,%cl
cmp    $0x7eff,%eax
ja     123f <arith_scale_counts+0x13f>
mov    $0x2,%cl
cmp    $0x4000,%eax
jb     1271 <arith_scale_counts+0x171>
xor    %edx,%edx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movzbl (%rsi,%rdx,1),%eax
div    %cl
mov    %al,(%rsi,%rdx,1)
movzbl 0x1(%rsi,%rdx,1),%eax
div    %cl
mov    %al,0x1(%rsi,%rdx,1)
add    $0x2,%rdx
cmp    $0x100,%rdx
jne    1250 <arith_scale_counts+0x150>
ret

LLVM IR (-O0):
define void @arith_scale_counts(i64* %0, i8* %1) {
%3 = alloca i64*
%4 = alloca i8*
%5 = alloca i32
%6 = alloca i64
%7 = alloca i32
%8 = alloca i64
store i64* %0, i64** %3
store i8* %1, i8** %4
store i64 0, i64* %6
store i32 0, i32* %5
br label %9
9: ; preds = %27, %2
%10 = load i32, i32* %5
%11 = icmp slt i32 %10, 256
br i1 %11, label %12, label %30
12: ; preds = %9
%13 = load i64*, i64** %3
%14 = load i32, i32* %5
%15 = sext i32 %14 to i64
%16 = getelementptr inbounds i64, i64* %13, i64 %15
%17 = load i64, i64* %16
%18 = load i64, i64* %6
%19 = icmp ugt i64 %17, %18
br i1 %19, label %20, label %26
20: ; preds = %12
%21 = load i64*, i64** %3
%22 = load i32, i32* %5
%23 = sext i32 %22 to i64
%24 = getelementptr inbounds i64, i64* %21, i64 %23
%25 = load i64, i64* %24
store i64 %25, i64* %6
br label %26
26: ; preds = %20, %12
br label %27
27: ; preds = %26
%28 = load i32, i32* %5
%29 = add nsw i32 %28, 1
store i32 %29, i32* %5
br label %9
30: ; preds = %9
%31 = load i64, i64* %6
%32 = udiv i64 %31, 256
store i64 %32, i64* %8
%33 = load i64, i64* %8
%34 = add i64 %33, 1
store i64 %34, i64* %8
store i32 0, i32* %5
br label %35
35: ; preds = %71, %30
%36 = load i32, i32* %5
%37 = icmp slt i32 %36, 256
br i1 %37, label %38, label %74
38: ; preds = %35
%39 = load i64*, i64** %3
%40 = load i32, i32* %5
%41 = sext i32 %40 to i64
%42 = getelementptr inbounds i64, i64* %39, i64 %41
%43 = load i64, i64* %42
%44 = load i64, i64* %8
%45 = udiv i64 %43, %44
%46 = trunc i64 %45 to i8
%47 = load i8*, i8** %4
%48 = load i32, i32* %5
%49 = sext i32 %48 to i64
%50 = getelementptr inbounds i8, i8* %47, i64 %49
store i8 %46, i8* %50
%51 = load i8*, i8** %4
%52 = load i32, i32* %5
%53 = sext i32 %52 to i64
%54 = getelementptr inbounds i8, i8* %51, i64 %53
%55 = load i8, i8* %54
%56 = zext i8 %55 to i32
%57 = icmp eq i32 %56, 0
br i1 %57, label %58, label %70
58: ; preds = %38
%59 = load i64*, i64** %3
%60 = load i32, i32* %5
%61 = sext i32 %60 to i64
%62 = getelementptr inbounds i64, i64* %59, i64 %61
%63 = load i64, i64* %62
%64 = icmp ne i64 %63, 0
br i1 %64, label %65, label %70
65: ; preds = %58
%66 = load i8*, i8** %4
%67 = load i32, i32* %5
%68 = sext i32 %67 to i64
%69 = getelementptr inbounds i8, i8* %66, i64 %68
store i8 1, i8* %69
br label %70
70: ; preds = %65, %58, %38
br label %71
71: ; preds = %70
%72 = load i32, i32* %5
%73 = add nsw i32 %72, 1
store i32 %73, i32* %5
br label %35
74: ; preds = %35
store i32 1, i32* %7
store i32 0, i32* %5
br label %75
75: ; preds = %87, %74
%76 = load i32, i32* %5
%77 = icmp slt i32 %76, 256
br i1 %77, label %78, label %90
78: ; preds = %75
%79 = load i8*, i8** %4
%80 = load i32, i32* %5
%81 = sext i32 %80 to i64
%82 = getelementptr inbounds i8, i8* %79, i64 %81
%83 = load i8, i8* %82
%84 = zext i8 %83 to i32
%85 = load i32, i32* %7
%86 = add i32 %85, %84
store i32 %86, i32* %7
br label %87
87: ; preds = %78
%88 = load i32, i32* %5
%89 = add nsw i32 %88, 1
store i32 %89, i32* %5
br label %75
90: ; preds = %75
%91 = load i32, i32* %7
%92 = icmp ugt i32 %91, 32511
br i1 %92, label %93, label %94
93: ; preds = %90
store i64 4, i64* %8
br label %100
94: ; preds = %90
%95 = load i32, i32* %7
%96 = icmp ugt i32 %95, 16383
br i1 %96, label %97, label %98
97: ; preds = %94
store i64 2, i64* %8
br label %99
98: ; preds = %94
br label %117
99: ; preds = %97
br label %100
100: ; preds = %99, %93
store i32 0, i32* %5
br label %101
101: ; preds = %114, %100
%102 = load i32, i32* %5
%103 = icmp slt i32 %102, 256
br i1 %103, label %104, label %117
104: ; preds = %101
%105 = load i64, i64* %8
%106 = load i8*, i8** %4
%107 = load i32, i32* %5
%108 = sext i32 %107 to i64
%109 = getelementptr inbounds i8, i8* %106, i64 %108
%110 = load i8, i8* %109
%111 = zext i8 %110 to i64
%112 = udiv i64 %111, %105
%113 = trunc i64 %112 to i8
store i8 %113, i8* %109
br label %114
114: ; preds = %104
%115 = load i32, i32* %5
%116 = add nsw i32 %115, 1
store i32 %116, i32* %5
br label %101
117: ; preds = %98, %101
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @arith_scale_counts(i64* nocapture %0, i8* nocapture %1) {
br label %3
3: ; preds = %3, %2
%4 = phi i64 [ 0, %2 ], [ %25, %3 ]
%5 = phi i64 [ 0, %2 ], [ %24, %3 ]
%6 = getelementptr inbounds i64, i64* %0, i64 %4
%7 = load i64, i64* %6
%8 = icmp ugt i64 %7, %5
%9 = select i1 %8, i64 %7, i64 %5
%10 = or i64 %4, 1
%11 = getelementptr inbounds i64, i64* %0, i64 %10
%12 = load i64, i64* %11
%13 = icmp ugt i64 %12, %9
%14 = select i1 %13, i64 %12, i64 %9
%15 = or i64 %4, 2
%16 = getelementptr inbounds i64, i64* %0, i64 %15
%17 = load i64, i64* %16
%18 = icmp ugt i64 %17, %14
%19 = select i1 %18, i64 %17, i64 %14
%20 = or i64 %4, 3
%21 = getelementptr inbounds i64, i64* %0, i64 %20
%22 = load i64, i64* %21
%23 = icmp ugt i64 %22, %19
%24 = select i1 %23, i64 %22, i64 %19
%25 = add nuw nsw i64 %4, 4
%26 = icmp eq i64 %25, 256
br i1 %26, label %27, label %3
27: ; preds = %3
%28 = lshr i64 %24, 8
%29 = add nuw nsw i64 %28, 1
br label %30
30: ; preds = %27, %43
%31 = phi i64 [ 0, %27 ], [ %44, %43 ]
%32 = getelementptr inbounds i64, i64* %0, i64 %31
%33 = load i64, i64* %32
%34 = udiv i64 %33, %29
%35 = trunc i64 %34 to i8
%36 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 %31
store i8 %35, i8* %36
%37 = and i64 %34, 255
%38 = icmp eq i64 %37, 0
br i1 %38, label %39, label %43
39: ; preds = %30
%40 = load i64, i64* %32
%41 = icmp eq i64 %40, 0
br i1 %41, label %43, label %42
42: ; preds = %39
store i8 1, i8* %36
br label %43
43: ; preds = %30, %39, %42
%44 = add nuw nsw i64 %31, 1
%45 = icmp eq i64 %44, 256
br i1 %45, label %46, label %30
46: ; preds = %43, %46
%47 = phi i64 [ %71, %46 ], [ 0, %43 ]
%48 = phi <4 x i32> [ %69, %46 ], [ <i32 1, i32 0, i32 0, i32 0>, %43 ]
%49 = phi <4 x i32> [ %70, %46 ], [ zeroinitializer, %43 ]
%50 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 %47
%51 = bitcast i8* %50 to <4 x i8>*
%52 = load <4 x i8>, <4 x i8>* %51
%53 = getelementptr inbounds i8, i8* %50, i64 4
%54 = bitcast i8* %53 to <4 x i8>*
%55 = load <4 x i8>, <4 x i8>* %54
%56 = zext <4 x i8> %52 to <4 x i32>
%57 = zext <4 x i8> %55 to <4 x i32>
%58 = add <4 x i32> %48, %56
%59 = add <4 x i32> %49, %57
%60 = or i64 %47, 8
%61 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 %60
%62 = bitcast i8* %61 to <4 x i8>*
%63 = load <4 x i8>, <4 x i8>* %62
%64 = getelementptr inbounds i8, i8* %61, i64 4
%65 = bitcast i8* %64 to <4 x i8>*
%66 = load <4 x i8>, <4 x i8>* %65
%67 = zext <4 x i8> %63 to <4 x i32>
%68 = zext <4 x i8> %66 to <4 x i32>
%69 = add <4 x i32> %58, %67
%70 = add <4 x i32> %59, %68
%71 = add nuw nsw i64 %47, 16
%72 = icmp eq i64 %71, 256
br i1 %72, label %73, label %46
73: ; preds = %46
%74 = add <4 x i32> %70, %69
%75 = call i32 @llvm.vector.reduce.add.v4i32(<4 x i32> %74)
%76 = icmp ugt i32 %75, 32511
br i1 %76, label %79, label %77
77: ; preds = %73
%78 = icmp ugt i32 %75, 16383
br i1 %78, label %79, label %92
79: ; preds = %77, %73
%80 = phi i8 [ 4, %73 ], [ 2, %77 ]
br label %81
81: ; preds = %81, %79
%82 = phi i64 [ 0, %79 ], [ %90, %81 ]
%83 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 %82
%84 = load i8, i8* %83
%85 = udiv i8 %84, %80
store i8 %85, i8* %83
%86 = or i64 %82, 1
%87 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 %86
%88 = load i8, i8* %87
%89 = udiv i8 %88, %80
store i8 %89, i8* %87
%90 = add nuw nsw i64 %82, 2
%91 = icmp eq i64 %90, 256
br i1 %91, label %92, label %81
92: ; preds = %81, %77
ret void
}