void calc_gamma_sum(float *alpha, float *beta, int nstates, int length,
                    float *gamma_sum) {
  int j;
  int t;
  for (j = 0; j < nstates; j++) {
    gamma_sum[j] = 0;
    for (t = 0; t < length; t++) {
      gamma_sum[j] += alpha[(t * nstates) + j] * beta[(t * nstates) + j];
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<calc_gamma_sum>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
mov    %ecx,-0x18(%rbp)
mov    %r8,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    11b3 <calc_gamma_sum+0xb3>
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
xorps  %xmm0,%xmm0
movss  %xmm0,(%rax,%rcx,4)
movl   $0x0,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jge    11a0 <calc_gamma_sum+0xa0>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%ecx
imul   -0x14(%rbp),%ecx
add    -0x24(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%ecx
imul   -0x14(%rbp),%ecx
add    -0x24(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm2
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm1
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
movss  %xmm0,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    1140 <calc_gamma_sum+0x40>
jmp    11a5 <calc_gamma_sum+0xa5>
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    111d <calc_gamma_sum+0x1d>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<calc_gamma_sum>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
test   %edx,%edx
jle    11f2 <calc_gamma_sum+0xf2>
mov    %edx,%r10d
mov    %ecx,%r9d
mov    %r9d,%r11d
and    $0xfffffffe,%r11d
lea    (%rsi,%r10,4),%r15
lea    0x0(,%r10,8),%r14
lea    (%rdi,%r10,4),%r12
xor    %edx,%edx
mov    %rsi,%r13
mov    %rdi,%rbx
jmp    115d <calc_gamma_sum+0x5d>
nopl   0x0(%rax)
add    $0x1,%rdx
add    $0x4,%r15
add    $0x4,%r12
add    $0x4,%rbx
add    $0x4,%r13
cmp    %r10,%rdx
je     11f2 <calc_gamma_sum+0xf2>
movl   $0x0,(%r8,%rdx,4)
test   %ecx,%ecx
jle    1140 <calc_gamma_sum+0x40>
xorps  %xmm0,%xmm0
cmp    $0x1,%ecx
jne    1180 <calc_gamma_sum+0x80>
xor    %eax,%eax
jmp    11c8 <calc_gamma_sum+0xc8>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
xor    %ebp,%ebp
xor    %eax,%eax
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
movss  (%rbx,%rbp,1),%xmm1
mulss  0x0(%r13,%rbp,1),%xmm1
addss  %xmm0,%xmm1
movss  %xmm1,(%r8,%rdx,4)
movss  (%r12,%rbp,1),%xmm0
mulss  (%r15,%rbp,1),%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
movss  %xmm0,(%r8,%rdx,4)
add    $0x2,%rax
add    %r14,%rbp
cmp    %rax,%r11
jne    1190 <calc_gamma_sum+0x90>
test   $0x1,%r9b
je     1140 <calc_gamma_sum+0x40>
imul   %r10,%rax
add    %rdx,%rax
movss  (%rdi,%rax,4),%xmm1
mulss  (%rsi,%rax,4),%xmm1
addss  %xmm0,%xmm1
movss  %xmm1,(%r8,%rdx,4)
jmp    1140 <calc_gamma_sum+0x40>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @calc_gamma_sum(float* %0, float* %1, i32 %2, i32 %3, float* %4) {
%6 = alloca float*
%7 = alloca float*
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca float*
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
store float* %0, float** %6
store float* %1, float** %7
store i32 %2, i32* %8
store i32 %3, i32* %9
store float* %4, float** %10
store i32 0, i32* %11
br label %13
13: ; preds = %55, %5
%14 = load i32, i32* %11
%15 = load i32, i32* %8
%16 = icmp slt i32 %14, %15
br i1 %16, label %17, label %58
17: ; preds = %13
%18 = load float*, float** %10
%19 = load i32, i32* %11
%20 = sext i32 %19 to i64
%21 = getelementptr inbounds float, float* %18, i64 %20
store float 0.000000e+00, float* %21
store i32 0, i32* %12
br label %22
22: ; preds = %51, %17
%23 = load i32, i32* %12
%24 = load i32, i32* %9
%25 = icmp slt i32 %23, %24
br i1 %25, label %26, label %54
26: ; preds = %22
%27 = load float*, float** %6
%28 = load i32, i32* %12
%29 = load i32, i32* %8
%30 = mul nsw i32 %28, %29
%31 = load i32, i32* %11
%32 = add nsw i32 %30, %31
%33 = sext i32 %32 to i64
%34 = getelementptr inbounds float, float* %27, i64 %33
%35 = load float, float* %34
%36 = load float*, float** %7
%37 = load i32, i32* %12
%38 = load i32, i32* %8
%39 = mul nsw i32 %37, %38
%40 = load i32, i32* %11
%41 = add nsw i32 %39, %40
%42 = sext i32 %41 to i64
%43 = getelementptr inbounds float, float* %36, i64 %42
%44 = load float, float* %43
%45 = load float*, float** %10
%46 = load i32, i32* %11
%47 = sext i32 %46 to i64
%48 = getelementptr inbounds float, float* %45, i64 %47
%49 = load float, float* %48
%50 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %35, float %44, float %49)
store float %50, float* %48
br label %51
51: ; preds = %26
%52 = load i32, i32* %12
%53 = add nsw i32 %52, 1
store i32 %53, i32* %12
br label %22
54: ; preds = %22
br label %55
55: ; preds = %54
%56 = load i32, i32* %11
%57 = add nsw i32 %56, 1
store i32 %57, i32* %11
br label %13
58: ; preds = %13
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @calc_gamma_sum(float* nocapture %0, float* nocapture %1, i32 %2, i32 %3, float* nocapture %4) {
%6 = icmp sgt i32 %2, 0
br i1 %6, label %7, label %56
7: ; preds = %5
%8 = icmp sgt i32 %3, 0
%9 = zext i32 %2 to i64
%10 = zext i32 %2 to i64
%11 = zext i32 %3 to i64
%12 = and i64 %11, 1
%13 = icmp eq i32 %3, 1
%14 = and i64 %11, 4294967294
%15 = icmp eq i64 %12, 0
br label %16
16: ; preds = %7, %53
%17 = phi i64 [ 0, %7 ], [ %54, %53 ]
%18 = getelementptr inbounds float, float* %4, i64 %17
store float 0.000000e+00, float* %18
br i1 %8, label %19, label %53
19: ; preds = %16
br i1 %13, label %42, label %20
20: ; preds = %19, %20
%21 = phi float [ %38, %20 ], [ 0.000000e+00, %19 ]
%22 = phi i64 [ %39, %20 ], [ 0, %19 ]
%23 = phi i64 [ %40, %20 ], [ 0, %19 ]
%24 = mul nsw i64 %22, %9
%25 = add nuw nsw i64 %24, %17
%26 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %25
%27 = load float, float* %26
%28 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 %25
%29 = load float, float* %28
%30 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %27, float %29, float %21)
store float %30, float* %18
%31 = or i64 %22, 1
%32 = mul nsw i64 %31, %9
%33 = add nuw nsw i64 %32, %17
%34 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %33
%35 = load float, float* %34
%36 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 %33
%37 = load float, float* %36
%38 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %35, float %37, float %30)
store float %38, float* %18
%39 = add nuw nsw i64 %22, 2
%40 = add i64 %23, 2
%41 = icmp eq i64 %40, %14
br i1 %41, label %42, label %20
42: ; preds = %20, %19
%43 = phi float [ 0.000000e+00, %19 ], [ %38, %20 ]
%44 = phi i64 [ 0, %19 ], [ %39, %20 ]
br i1 %15, label %53, label %45
45: ; preds = %42
%46 = mul nsw i64 %44, %9
%47 = add nuw nsw i64 %46, %17
%48 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %47
%49 = load float, float* %48
%50 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 %47
%51 = load float, float* %50
%52 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %49, float %51, float %43)
store float %52, float* %18
br label %53
53: ; preds = %45, %42, %16
%54 = add nuw nsw i64 %17, 1
%55 = icmp eq i64 %54, %10
br i1 %55, label %56, label %16
56: ; preds = %53, %5
ret void
}