#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 /*<<< orphan*/ assert(float const *);
float sqrt(float);
float vectorf_length(float const *, size_t);
int /*<<< orphan*/ vectorf_multiply(float const *, size_t, int, float *);
int /*<<< orphan*/ vectorf_remove_mean(float const *, size_t, float *);
void vectorf_normalize_to_unit_length(const float *self, size_t size,
                                      bool remove_mean, float *output) {
  assert(self);
  assert(output);
  if (remove_mean) {
    vectorf_remove_mean(self, size, output);
    float length = 0.0;
    for (size_t i = 0; i < size; i++)
      length += output[i] * output[i];
    length = sqrt(length);
    if (length > 0) {
      for (size_t i = 0; i < size; i++)
        output[i] /= length;
    }
  } else {
    float length = vectorf_length(self, size);
    if (length > 0)
      vectorf_multiply(self, size, 1 / length, output);
    else
      vectorf_multiply(self, size, 1, output);
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<vectorf_normalize_to_unit_length>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x40,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rdi
call   1030 <assert@plt>
mov    -0x20(%rbp),%rdi
call   1030 <assert@plt>
cmpl   $0x0,-0x14(%rbp)
je     125b <vectorf_normalize_to_unit_length+0x10b>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x10(%rbp),%rsi
mov    -0x20(%rbp),%rdx
call   1040 <vectorf_remove_mean@plt>
xorps  %xmm0,%xmm0
movss  %xmm0,-0x24(%rbp)
movq   $0x0,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rax
cmp    -0x10(%rbp),%rax
jae    11ef <vectorf_normalize_to_unit_length+0x9f>
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    -0x30(%rbp),%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    -0x30(%rbp),%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm2
movss  -0x24(%rbp),%xmm1
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
movss  %xmm0,-0x24(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
jmp    11a4 <vectorf_normalize_to_unit_length+0x54>
movss  -0x24(%rbp),%xmm0
call   1060 <sqrt@plt>
movss  %xmm0,-0x24(%rbp)
movss  -0x24(%rbp),%xmm0
xorps  %xmm1,%xmm1
ucomiss %xmm1,%xmm0
jbe    1256 <vectorf_normalize_to_unit_length+0x106>
movq   $0x0,-0x38(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%rax
cmp    -0x10(%rbp),%rax
jae    1251 <vectorf_normalize_to_unit_length+0x101>
movss  -0x24(%rbp),%xmm1
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    -0x38(%rbp),%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
divss  %xmm1,%xmm0
movss  %xmm0,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x38(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
jmp    1217 <vectorf_normalize_to_unit_length+0xc7>
jmp    1256 <vectorf_normalize_to_unit_length+0x106>
jmp    12c0 <vectorf_normalize_to_unit_length+0x170>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x10(%rbp),%rsi
call   1070 <vectorf_length@plt>
movss  %xmm0,-0x3c(%rbp)
movss  -0x3c(%rbp),%xmm0
xorps  %xmm1,%xmm1
ucomiss %xmm1,%xmm0
jbe    12a5 <vectorf_normalize_to_unit_length+0x155>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x10(%rbp),%rsi
movss  0xd72(%rip),%xmm0
divss  -0x3c(%rbp),%xmm0
cvttss2si %xmm0,%edx
mov    -0x20(%rbp),%rcx
call   1050 <vectorf_multiply@plt>
jmp    12bb <vectorf_normalize_to_unit_length+0x16b>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x10(%rbp),%rsi
mov    -0x20(%rbp),%rcx
mov    $0x1,%edx
call   1050 <vectorf_multiply@plt>
jmp    12c0 <vectorf_normalize_to_unit_length+0x170>
add    $0x40,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<vectorf_normalize_to_unit_length>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %rbx
push   %rax
mov    %rcx,%rbx
mov    %edx,%ebp
mov    %rsi,%r14
mov    %rdi,%r15
call   1030 <assert@plt>
mov    %rbx,%rdi
call   1030 <assert@plt>
test   %ebp,%ebp
je     11aa <vectorf_normalize_to_unit_length+0x5a>
mov    %r15,%rdi
mov    %r14,%rsi
mov    %rbx,%rdx
call   1040 <vectorf_remove_mean@plt>
xorps  %xmm1,%xmm1
xorps  %xmm0,%xmm0
test   %r14,%r14
je     1266 <vectorf_normalize_to_unit_length+0x116>
lea    -0x1(%r14),%rcx
mov    %r14d,%eax
and    $0x3,%eax
cmp    $0x3,%rcx
jae    11ea <vectorf_normalize_to_unit_length+0x9a>
xorps  %xmm0,%xmm0
xor    %ecx,%ecx
jmp    1240 <vectorf_normalize_to_unit_length+0xf0>
mov    %r15,%rdi
mov    %r14,%rsi
call   1070 <vectorf_length@plt>
mov    $0x1,%edx
xorps  %xmm1,%xmm1
ucomiss %xmm1,%xmm0
jbe    11d2 <vectorf_normalize_to_unit_length+0x82>
movss  0xe36(%rip),%xmm1
divss  %xmm0,%xmm1
cvttss2si %xmm1,%edx
mov    %r15,%rdi
mov    %r14,%rsi
mov    %rbx,%rcx
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
jmp    1050 <vectorf_multiply@plt>
mov    %r14,%rdx
and    $0xfffffffffffffffc,%rdx
xorps  %xmm0,%xmm0
xor    %ecx,%ecx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
movss  (%rbx,%rcx,4),%xmm2
movss  0x4(%rbx,%rcx,4),%xmm3
mulss  %xmm2,%xmm2
addss  %xmm0,%xmm2
mulss  %xmm3,%xmm3
addss  %xmm2,%xmm3
movss  0x8(%rbx,%rcx,4),%xmm2
mulss  %xmm2,%xmm2
addss  %xmm3,%xmm2
movss  0xc(%rbx,%rcx,4),%xmm0
mulss  %xmm0,%xmm0
addss  %xmm2,%xmm0
add    $0x4,%rcx
cmp    %rcx,%rdx
jne    1200 <vectorf_normalize_to_unit_length+0xb0>
test   %rax,%rax
je     1266 <vectorf_normalize_to_unit_length+0x116>
lea    (%rbx,%rcx,4),%rcx
xor    %edx,%edx
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movss  (%rcx,%rdx,4),%xmm2
mulss  %xmm2,%xmm2
addss  %xmm2,%xmm0
add    $0x1,%rdx
cmp    %rdx,%rax
jne    1250 <vectorf_normalize_to_unit_length+0x100>
ucomiss %xmm1,%xmm0
jb     1271 <vectorf_normalize_to_unit_length+0x121>
sqrtss %xmm0,%xmm0
jmp    1276 <vectorf_normalize_to_unit_length+0x126>
call   1060 <sqrt@plt>
xorps  %xmm1,%xmm1
ucomiss %xmm1,%xmm0
jbe    1317 <vectorf_normalize_to_unit_length+0x1c7>
test   %r14,%r14
je     1317 <vectorf_normalize_to_unit_length+0x1c7>
cmp    $0x4,%r14
jae    1295 <vectorf_normalize_to_unit_length+0x145>
xor    %eax,%eax
jmp    1300 <vectorf_normalize_to_unit_length+0x1b0>
mov    %r14,%rax
and    $0xfffffffffffffffc,%rax
movaps %xmm0,%xmm1
shufps $0x0,%xmm0,%xmm1
lea    -0x4(%rax),%rdx
mov    %rdx,%rcx
shr    $0x2,%rcx
add    $0x1,%rcx
test   %rdx,%rdx
je     1322 <vectorf_normalize_to_unit_length+0x1d2>
mov    %rcx,%rsi
and    $0xfffffffffffffffe,%rsi
xor    %edx,%edx
movups (%rbx,%rdx,4),%xmm2
movups 0x10(%rbx,%rdx,4),%xmm3
divps  %xmm1,%xmm2
movups %xmm2,(%rbx,%rdx,4)
divps  %xmm1,%xmm3
movups %xmm3,0x10(%rbx,%rdx,4)
add    $0x8,%rdx
add    $0xfffffffffffffffe,%rsi
jne    12c0 <vectorf_normalize_to_unit_length+0x170>
test   $0x1,%cl
je     12f2 <vectorf_normalize_to_unit_length+0x1a2>
movups (%rbx,%rdx,4),%xmm2
divps  %xmm1,%xmm2
movups %xmm2,(%rbx,%rdx,4)
cmp    %r14,%rax
je     1317 <vectorf_normalize_to_unit_length+0x1c7>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
movss  (%rbx,%rax,4),%xmm1
divss  %xmm0,%xmm1
movss  %xmm1,(%rbx,%rax,4)
add    $0x1,%rax
cmp    %rax,%r14
jne    1300 <vectorf_normalize_to_unit_length+0x1b0>
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret
xor    %edx,%edx
test   $0x1,%cl
jne    12e7 <vectorf_normalize_to_unit_length+0x197>
jmp    12f2 <vectorf_normalize_to_unit_length+0x1a2>

LLVM IR (-O0):
define void @vectorf_normalize_to_unit_length(float* %0, i64 %1, i32 %2, float* %3) {
%5 = alloca float*
%6 = alloca i64
%7 = alloca i32
%8 = alloca float*
%9 = alloca float
%10 = alloca i64
%11 = alloca i64
%12 = alloca float
store float* %0, float** %5
store i64 %1, i64* %6
store i32 %2, i32* %7
store float* %3, float** %8
%13 = load float*, float** %5
%14 = call i32 @assert(float* %13)
%15 = load float*, float** %8
%16 = call i32 @assert(float* %15)
%17 = load i32, i32* %7
%18 = icmp ne i32 %17, 0
br i1 %18, label %19, label %64
19: ; preds = %4
%20 = load float*, float** %5
%21 = load i64, i64* %6
%22 = load float*, float** %8
%23 = call i32 @vectorf_remove_mean(float* %20, i64 %21, float* %22)
store float 0.000000e+00, float* %9
store i64 0, i64* %10
br label %24
24: ; preds = %39, %19
%25 = load i64, i64* %10
%26 = load i64, i64* %6
%27 = icmp ult i64 %25, %26
br i1 %27, label %28, label %42
28: ; preds = %24
%29 = load float*, float** %8
%30 = load i64, i64* %10
%31 = getelementptr inbounds float, float* %29, i64 %30
%32 = load float, float* %31
%33 = load float*, float** %8
%34 = load i64, i64* %10
%35 = getelementptr inbounds float, float* %33, i64 %34
%36 = load float, float* %35
%37 = load float, float* %9
%38 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %32, float %36, float %37)
store float %38, float* %9
br label %39
39: ; preds = %28
%40 = load i64, i64* %10
%41 = add i64 %40, 1
store i64 %41, i64* %10
br label %24
42: ; preds = %24
%43 = load float, float* %9
%44 = call float @sqrt(float %43)
store float %44, float* %9
%45 = load float, float* %9
%46 = fcmp ogt float %45, 0.000000e+00
br i1 %46, label %47, label %63
47: ; preds = %42
store i64 0, i64* %11
br label %48
48: ; preds = %59, %47
%49 = load i64, i64* %11
%50 = load i64, i64* %6
%51 = icmp ult i64 %49, %50
br i1 %51, label %52, label %62
52: ; preds = %48
%53 = load float, float* %9
%54 = load float*, float** %8
%55 = load i64, i64* %11
%56 = getelementptr inbounds float, float* %54, i64 %55
%57 = load float, float* %56
%58 = fdiv float %57, %53
store float %58, float* %56
br label %59
59: ; preds = %52
%60 = load i64, i64* %11
%61 = add i64 %60, 1
store i64 %61, i64* %11
br label %48
62: ; preds = %48
br label %63
63: ; preds = %62, %42
br label %84
64: ; preds = %4
%65 = load float*, float** %5
%66 = load i64, i64* %6
%67 = call float @vectorf_length(float* %65, i64 %66)
store float %67, float* %12
%68 = load float, float* %12
%69 = fcmp ogt float %68, 0.000000e+00
br i1 %69, label %70, label %78
70: ; preds = %64
%71 = load float*, float** %5
%72 = load i64, i64* %6
%73 = load float, float* %12
%74 = fdiv float 1.000000e+00, %73
%75 = fptosi float %74 to i32
%76 = load float*, float** %8
%77 = call i32 @vectorf_multiply(float* %71, i64 %72, i32 %75, float* %76)
br label %83
78: ; preds = %64
%79 = load float*, float** %5
%80 = load i64, i64* %6
%81 = load float*, float** %8
%82 = call i32 @vectorf_multiply(float* %79, i64 %80, i32 1, float* %81)
br label %83
83: ; preds = %78, %70
br label %84
84: ; preds = %83, %63
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @vectorf_normalize_to_unit_length(float* %0, i64 %1, i32 %2, float* %3) {
%5 = tail call i32 @assert(float* %0)
%6 = tail call i32 @assert(float* %3)
%7 = icmp eq i32 %2, 0
br i1 %7, label %110, label %8
8: ; preds = %4
%9 = tail call i32 @vectorf_remove_mean(float* %0, i64 %1, float* %3)
%10 = icmp eq i64 %1, 0
br i1 %10, label %32, label %11
11: ; preds = %8
%12 = add i64 %1, -1
%13 = and i64 %1, 3
%14 = icmp ult i64 %12, 3
br i1 %14, label %17, label %15
15: ; preds = %11
%16 = and i64 %1, -4
br label %81
17: ; preds = %81, %11
%18 = phi float [ undef, %11 ], [ %99, %81 ]
%19 = phi float [ 0.000000e+00, %11 ], [ %99, %81 ]
%20 = phi i64 [ 0, %11 ], [ %100, %81 ]
%21 = icmp eq i64 %13, 0
br i1 %21, label %32, label %22
22: ; preds = %17, %22
%23 = phi float [ %28, %22 ], [ %19, %17 ]
%24 = phi i64 [ %29, %22 ], [ %20, %17 ]
%25 = phi i64 [ %30, %22 ], [ 0, %17 ]
%26 = getelementptr inbounds float, float* %3, i64 %24
%27 = load float, float* %26
%28 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %27, float %27, float %23)
%29 = add nuw i64 %24, 1
%30 = add i64 %25, 1
%31 = icmp eq i64 %30, %13
br i1 %31, label %32, label %22
32: ; preds = %17, %22, %8
%33 = phi float [ 0.000000e+00, %8 ], [ %18, %17 ], [ %28, %22 ]
%34 = tail call float @sqrt(float %33)
%35 = fcmp ogt float %34, 0.000000e+00
%36 = icmp ne i64 %1, 0
%37 = and i1 %35, %36
br i1 %37, label %38, label %119
38: ; preds = %32
%39 = icmp ult i64 %1, 4
br i1 %39, label %79, label %40
40: ; preds = %38
%41 = and i64 %1, -4
%42 = insertelement <4 x float> poison, float %34, i64 0
%43 = shufflevector <4 x float> %42, <4 x float> poison, <4 x i32> zeroinitializer
%44 = add i64 %41, -4
%45 = lshr exact i64 %44, 2
%46 = add nuw nsw i64 %45, 1
%47 = and i64 %46, 1
%48 = icmp eq i64 %44, 0
br i1 %48, label %68, label %49
49: ; preds = %40
%50 = and i64 %46, 9223372036854775806
br label %51
51: ; preds = %51, %49
%52 = phi i64 [ 0, %49 ], [ %65, %51 ]
%53 = phi i64 [ 0, %49 ], [ %66, %51 ]
%54 = getelementptr inbounds float, float* %3, i64 %52
%55 = bitcast float* %54 to <4 x float>*
%56 = load <4 x float>, <4 x float>* %55
%57 = fdiv <4 x float> %56, %43
%58 = bitcast float* %54 to <4 x float>*
store <4 x float> %57, <4 x float>* %58
%59 = or i64 %52, 4
%60 = getelementptr inbounds float, float* %3, i64 %59
%61 = bitcast float* %60 to <4 x float>*
%62 = load <4 x float>, <4 x float>* %61
%63 = fdiv <4 x float> %62, %43
%64 = bitcast float* %60 to <4 x float>*
store <4 x float> %63, <4 x float>* %64
%65 = add nuw i64 %52, 8
%66 = add i64 %53, 2
%67 = icmp eq i64 %66, %50
br i1 %67, label %68, label %51
68: ; preds = %51, %40
%69 = phi i64 [ 0, %40 ], [ %65, %51 ]
%70 = icmp eq i64 %47, 0
br i1 %70, label %77, label %71
71: ; preds = %68
%72 = getelementptr inbounds float, float* %3, i64 %69
%73 = bitcast float* %72 to <4 x float>*
%74 = load <4 x float>, <4 x float>* %73
%75 = fdiv <4 x float> %74, %43
%76 = bitcast float* %72 to <4 x float>*
store <4 x float> %75, <4 x float>* %76
br label %77
77: ; preds = %68, %71
%78 = icmp eq i64 %41, %1
br i1 %78, label %119, label %79
79: ; preds = %38, %77
%80 = phi i64 [ 0, %38 ], [ %41, %77 ]
br label %103
81: ; preds = %81, %15
%82 = phi float [ 0.000000e+00, %15 ], [ %99, %81 ]
%83 = phi i64 [ 0, %15 ], [ %100, %81 ]
%84 = phi i64 [ 0, %15 ], [ %101, %81 ]
%85 = getelementptr inbounds float, float* %3, i64 %83
%86 = load float, float* %85
%87 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %86, float %86, float %82)
%88 = or i64 %83, 1
%89 = getelementptr inbounds float, float* %3, i64 %88
%90 = load float, float* %89
%91 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %90, float %90, float %87)
%92 = or i64 %83, 2
%93 = getelementptr inbounds float, float* %3, i64 %92
%94 = load float, float* %93
%95 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %94, float %94, float %91)
%96 = or i64 %83, 3
%97 = getelementptr inbounds float, float* %3, i64 %96
%98 = load float, float* %97
%99 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %98, float %98, float %95)
%100 = add nuw i64 %83, 4
%101 = add i64 %84, 4
%102 = icmp eq i64 %101, %16
br i1 %102, label %17, label %81
103: ; preds = %79, %103
%104 = phi i64 [ %108, %103 ], [ %80, %79 ]
%105 = getelementptr inbounds float, float* %3, i64 %104
%106 = load float, float* %105
%107 = fdiv float %106, %34
store float %107, float* %105
%108 = add nuw i64 %104, 1
%109 = icmp eq i64 %108, %1
br i1 %109, label %119, label %103
110: ; preds = %4
%111 = tail call float @vectorf_length(float* %0, i64 %1)
%112 = fcmp ogt float %111, 0.000000e+00
br i1 %112, label %113, label %116
113: ; preds = %110
%114 = fdiv float 1.000000e+00, %111
%115 = fptosi float %114 to i32
br label %116
116: ; preds = %110, %113
%117 = phi i32 [ %115, %113 ], [ 1, %110 ]
%118 = tail call i32 @vectorf_multiply(float* %0, i64 %1, i32 %117, float* %3)
br label %119
119: ; preds = %103, %77, %116, %32
ret void
}