#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 exp(double const);
double log(int /*<<< orphan*/);
int /*<<< orphan*/ sum_d(double *, int);
double log_sum_exp(const double *a, int size) {
  int i;
  double max_exp;
  max_exp = a[0];
  for (i = 1; i < size; i++) {
    if (a[i] > max_exp)
      max_exp = a[i];
  }
  double s[size];
  for (i = 0; i < size; i++)
    s[i] = exp(a[i] - max_exp);
  return log(sum_d(s, size)) + max_exp;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<log_sum_exp>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movsd  (%rax),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x18(%rbp)
movl   $0x1,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    119c <log_sum_exp+0x6c>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
ucomisd -0x18(%rbp),%xmm0
jbe    1189 <log_sum_exp+0x59>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x18(%rbp)
jmp    118e <log_sum_exp+0x5e>
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    1153 <log_sum_exp+0x23>
mov    -0xc(%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,-0x30(%rbp)
mov    %rcx,%rsp
mov    %rax,-0x28(%rbp)
movl   $0x0,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    1208 <log_sum_exp+0xd8>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
subsd  -0x18(%rbp),%xmm0
call   1040 <exp@plt>
mov    -0x30(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    11ca <log_sum_exp+0x9a>
mov    -0x30(%rbp),%rdi
mov    -0xc(%rbp),%esi
call   1030 <sum_d@plt>
mov    %eax,%edi
call   1050 <log@plt>
addsd  -0x18(%rbp),%xmm0
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %rax,%rsp
mov    %rbp,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<log_sum_exp>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    %esi,%r14d
mov    %rdi,%r13
movsd  (%rdi),%xmm0
mov    %esi,%r12d
movapd %xmm0,%xmm2
cmp    $0x2,%esi
jl     11f6 <log_sum_exp+0xc6>
lea    -0x1(%r12),%rdx
lea    -0x2(%r12),%rcx
mov    %edx,%eax
and    $0x3,%eax
cmp    $0x3,%rcx
jae    1178 <log_sum_exp+0x48>
mov    $0x1,%ecx
movapd %xmm0,%xmm1
jmp    11c9 <log_sum_exp+0x99>
and    $0xfffffffffffffffc,%rdx
xor    %ecx,%ecx
movapd %xmm0,%xmm1
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
movsd  0x8(%r13,%rcx,8),%xmm2
maxsd  %xmm1,%xmm2
movsd  0x10(%r13,%rcx,8),%xmm1
maxsd  %xmm2,%xmm1
movsd  0x18(%r13,%rcx,8),%xmm2
maxsd  %xmm1,%xmm2
movsd  0x20(%r13,%rcx,8),%xmm1
maxsd  %xmm2,%xmm1
add    $0x4,%rcx
cmp    %rcx,%rdx
jne    1190 <log_sum_exp+0x60>
add    $0x1,%rcx
movapd %xmm1,%xmm2
test   %rax,%rax
je     11f6 <log_sum_exp+0xc6>
lea    0x0(,%rcx,8),%rcx
add    %r13,%rcx
xor    %edx,%edx
nop
movsd  (%rcx,%rdx,8),%xmm2
maxsd  %xmm1,%xmm2
add    $0x1,%rdx
movapd %xmm2,%xmm1
cmp    %rdx,%rax
jne    11e0 <log_sum_exp+0xb0>
movsd  %xmm2,-0x30(%rbp)
mov    %rsp,%r15
lea    0xf(,%r12,8),%rax
and    $0xfffffffffffffff0,%rax
sub    %rax,%r15
mov    %r15,%rsp
test   %r14d,%r14d
jle    1250 <log_sum_exp+0x120>
subsd  -0x30(%rbp),%xmm0
call   1040 <exp@plt>
movsd  %xmm0,(%r15)
cmp    $0x1,%r14d
je     1250 <log_sum_exp+0x120>
mov    $0x1,%ebx
nop
movsd  0x0(%r13,%rbx,8),%xmm0
subsd  -0x30(%rbp),%xmm0
call   1040 <exp@plt>
movsd  %xmm0,(%r15,%rbx,8)
add    $0x1,%rbx
cmp    %rbx,%r12
jne    1230 <log_sum_exp+0x100>
mov    %r15,%rdi
mov    %r14d,%esi
call   1030 <sum_d@plt>
mov    %eax,%edi
call   1050 <log@plt>
addsd  -0x30(%rbp),%xmm0
lea    -0x28(%rbp),%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define double @log_sum_exp(double* %0, i32 %1) {
%3 = alloca double*
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca double
%7 = alloca i8*
%8 = alloca i64
store double* %0, double** %3
store i32 %1, i32* %4
%9 = load double*, double** %3
%10 = getelementptr inbounds double, double* %9, i64 0
%11 = load double, double* %10
store double %11, double* %6
store i32 1, i32* %5
br label %12
12: ; preds = %31, %2
%13 = load i32, i32* %5
%14 = load i32, i32* %4
%15 = icmp slt i32 %13, %14
br i1 %15, label %16, label %34
16: ; preds = %12
%17 = load double*, double** %3
%18 = load i32, i32* %5
%19 = sext i32 %18 to i64
%20 = getelementptr inbounds double, double* %17, i64 %19
%21 = load double, double* %20
%22 = load double, double* %6
%23 = fcmp ogt double %21, %22
br i1 %23, label %24, label %30
24: ; preds = %16
%25 = load double*, double** %3
%26 = load i32, i32* %5
%27 = sext i32 %26 to i64
%28 = getelementptr inbounds double, double* %25, i64 %27
%29 = load double, double* %28
store double %29, double* %6
br label %30
30: ; preds = %24, %16
br label %31
31: ; preds = %30
%32 = load i32, i32* %5
%33 = add nsw i32 %32, 1
store i32 %33, i32* %5
br label %12
34: ; preds = %12
%35 = load i32, i32* %4
%36 = zext i32 %35 to i64
%37 = call i8* @llvm.stacksave()
store i8* %37, i8** %7
%38 = alloca double, i64 %36
store i64 %36, i64* %8
store i32 0, i32* %5
br label %39
39: ; preds = %55, %34
%40 = load i32, i32* %5
%41 = load i32, i32* %4
%42 = icmp slt i32 %40, %41
br i1 %42, label %43, label %58
43: ; preds = %39
%44 = load double*, double** %3
%45 = load i32, i32* %5
%46 = sext i32 %45 to i64
%47 = getelementptr inbounds double, double* %44, i64 %46
%48 = load double, double* %47
%49 = load double, double* %6
%50 = fsub double %48, %49
%51 = call double @exp(double %50)
%52 = load i32, i32* %5
%53 = sext i32 %52 to i64
%54 = getelementptr inbounds double, double* %38, i64 %53
store double %51, double* %54
br label %55
55: ; preds = %43
%56 = load i32, i32* %5
%57 = add nsw i32 %56, 1
store i32 %57, i32* %5
br label %39
58: ; preds = %39
%59 = load i32, i32* %4
%60 = call i32 @sum_d(double* %38, i32 %59)
%61 = call double @log(i32 %60)
%62 = load double, double* %6
%63 = fadd double %61, %62
%64 = load i8*, i8** %7
ret double %63
}

LLVM IR (-O2):
define double @log_sum_exp(double* nocapture %0, i32 %1) {
%3 = load double, double* %0
%4 = icmp sgt i32 %1, 1
%5 = zext i32 %1 to i64
br i1 %4, label %6, label %55
6: ; preds = %2
%7 = add nsw i64 %5, -1
%8 = add nsw i64 %5, -2
%9 = and i64 %7, 3
%10 = icmp ult i64 %8, 3
br i1 %10, label %39, label %11
11: ; preds = %6
%12 = and i64 %7, -4
br label %13
13: ; preds = %13, %11
%14 = phi i64 [ 1, %11 ], [ %36, %13 ]
%15 = phi double [ %3, %11 ], [ %35, %13 ]
%16 = phi i64 [ 0, %11 ], [ %37, %13 ]
%17 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %14
%18 = load double, double* %17
%19 = fcmp ogt double %18, %15
%20 = select i1 %19, double %18, double %15
%21 = add nuw nsw i64 %14, 1
%22 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %21
%23 = load double, double* %22
%24 = fcmp ogt double %23, %20
%25 = select i1 %24, double %23, double %20
%26 = add nuw nsw i64 %14, 2
%27 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %26
%28 = load double, double* %27
%29 = fcmp ogt double %28, %25
%30 = select i1 %29, double %28, double %25
%31 = add nuw nsw i64 %14, 3
%32 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %31
%33 = load double, double* %32
%34 = fcmp ogt double %33, %30
%35 = select i1 %34, double %33, double %30
%36 = add nuw nsw i64 %14, 4
%37 = add i64 %16, 4
%38 = icmp eq i64 %37, %12
br i1 %38, label %39, label %13
39: ; preds = %13, %6
%40 = phi double [ undef, %6 ], [ %35, %13 ]
%41 = phi i64 [ 1, %6 ], [ %36, %13 ]
%42 = phi double [ %3, %6 ], [ %35, %13 ]
%43 = icmp eq i64 %9, 0
br i1 %43, label %55, label %44
44: ; preds = %39, %44
%45 = phi i64 [ %52, %44 ], [ %41, %39 ]
%46 = phi double [ %51, %44 ], [ %42, %39 ]
%47 = phi i64 [ %53, %44 ], [ 0, %39 ]
%48 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %45
%49 = load double, double* %48
%50 = fcmp ogt double %49, %46
%51 = select i1 %50, double %49, double %46
%52 = add nuw nsw i64 %45, 1
%53 = add i64 %47, 1
%54 = icmp eq i64 %53, %9
br i1 %54, label %55, label %44
55: ; preds = %39, %44, %2
%56 = phi double [ %3, %2 ], [ %40, %39 ], [ %51, %44 ]
%57 = alloca double, i64 %5
%58 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %58, label %59, label %72
59: ; preds = %55
%60 = fsub double %3, %56
%61 = tail call double @exp(double %60)
store double %61, double* %57
%62 = icmp eq i32 %1, 1
br i1 %62, label %72, label %63
63: ; preds = %59, %63
%64 = phi i64 [ %70, %63 ], [ 1, %59 ]
%65 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %64
%66 = load double, double* %65
%67 = fsub double %66, %56
%68 = tail call double @exp(double %67)
%69 = getelementptr inbounds double, double* %57, i64 %64
store double %68, double* %69
%70 = add nuw nsw i64 %64, 1
%71 = icmp eq i64 %70, %5
br i1 %71, label %72, label %63
72: ; preds = %63, %59, %55
%73 = call i32 @sum_d(double* %57, i32 %1)
%74 = call double @log(i32 %73)
%75 = fadd double %56, %74
ret double %75
}