#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 _kahan_summation(double *, int);
int /*<<< orphan*/ _mixed_sort(double *, int /*<<< orphan*/, int);
extern double _wham_get_loglikelihood(int *therm_state_counts,
                                      int *conf_state_counts,
                                      double *therm_energies,
                                      double *conf_energies, int n_therm_states,
                                      int n_conf_states, double *scratch_S) {
  int i, o = 0;
  for (i = 0; i < n_therm_states; ++i) {
    if (therm_state_counts[i] > 0)
      scratch_S[o++] = therm_state_counts[i] * therm_energies[i];
  }
  for (i = 0; i < n_conf_states; ++i) {
    if (conf_state_counts[i] > 0)
      scratch_S[o++] = -conf_state_counts[i] * conf_energies[i];
  }
  _mixed_sort(scratch_S, 0, o - 1);
  return _kahan_summation(scratch_S, o);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<_wham_get_loglikelihood>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
mov    0x10(%rbp),%rax
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
mov    %r8d,-0x24(%rbp)
mov    %r9d,-0x28(%rbp)
movl   $0x0,-0x30(%rbp)
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0x24(%rbp),%eax
jge    11b4 <_wham_get_loglikelihood+0x94>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
cmpl   $0x0,(%rax,%rcx,4)
jle    11a1 <_wham_get_loglikelihood+0x81>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
cvtsi2sdl (%rax,%rcx,4),%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
mulsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    0x10(%rbp),%rax
mov    -0x30(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x30(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
jmp    11a6 <_wham_get_loglikelihood+0x86>
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    1152 <_wham_get_loglikelihood+0x32>
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0x28(%rbp),%eax
jge    1221 <_wham_get_loglikelihood+0x101>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
cmpl   $0x0,(%rax,%rcx,4)
jle    120e <_wham_get_loglikelihood+0xee>
mov    -0x10(%rbp),%rcx
movslq -0x2c(%rbp),%rdx
xor    %eax,%eax
sub    (%rcx,%rdx,4),%eax
cvtsi2sd %eax,%xmm0
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
mulsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    0x10(%rbp),%rax
mov    -0x30(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x30(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
jmp    1213 <_wham_get_loglikelihood+0xf3>
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    11bb <_wham_get_loglikelihood+0x9b>
mov    0x10(%rbp),%rdi
mov    -0x30(%rbp),%edx
sub    $0x1,%edx
xor    %esi,%esi
call   1040 <_mixed_sort@plt>
mov    0x10(%rbp),%rdi
mov    -0x30(%rbp),%esi
call   1030 <_kahan_summation@plt>
add    $0x30,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<_wham_get_loglikelihood>:
push   %r15
push   %r14
push   %rbx
mov    0x20(%rsp),%r14
test   %r8d,%r8d
jle    1169 <_wham_get_loglikelihood+0x49>
mov    %r8d,%r10d
cmp    $0x1,%r8d
jne    11c6 <_wham_get_loglikelihood+0xa6>
xor    %eax,%eax
xor    %r15d,%r15d
test   $0x1,%r10b
je     116c <_wham_get_loglikelihood+0x4c>
mov    (%rdi,%rax,4),%edi
test   %edi,%edi
jle    116c <_wham_get_loglikelihood+0x4c>
xorps  %xmm0,%xmm0
cvtsi2sd %edi,%xmm0
mulsd  (%rdx,%rax,8),%xmm0
movslq %r15d,%rax
add    $0x1,%r15d
movsd  %xmm0,(%r14,%rax,8)
jmp    116c <_wham_get_loglikelihood+0x4c>
xor    %r15d,%r15d
test   %r9d,%r9d
jle    11a8 <_wham_get_loglikelihood+0x88>
mov    %r9d,%r8d
cmp    $0x1,%r9d
jne    1231 <_wham_get_loglikelihood+0x111>
xor    %eax,%eax
test   $0x1,%r8b
je     11a8 <_wham_get_loglikelihood+0x88>
mov    (%rsi,%rax,4),%edx
test   %edx,%edx
jle    11a8 <_wham_get_loglikelihood+0x88>
neg    %edx
xorps  %xmm0,%xmm0
cvtsi2sd %edx,%xmm0
mulsd  (%rcx,%rax,8),%xmm0
movslq %r15d,%rax
add    $0x1,%r15d
movsd  %xmm0,(%r14,%rax,8)
lea    -0x1(%r15),%edx
mov    %r14,%rdi
xor    %esi,%esi
call   1040 <_mixed_sort@plt>
mov    %r14,%rdi
mov    %r15d,%esi
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %r15
jmp    1030 <_kahan_summation@plt>
mov    %r10d,%r8d
and    $0xfffffffe,%r8d
xor    %eax,%eax
xor    %r15d,%r15d
jmp    11ed <_wham_get_loglikelihood+0xcd>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
add    $0x2,%rax
cmp    %rax,%r8
je     1141 <_wham_get_loglikelihood+0x21>
mov    (%rdi,%rax,4),%ebx
test   %ebx,%ebx
jle    120d <_wham_get_loglikelihood+0xed>
xorps  %xmm0,%xmm0
cvtsi2sd %ebx,%xmm0
mulsd  (%rdx,%rax,8),%xmm0
movslq %r15d,%rbx
add    $0x1,%r15d
movsd  %xmm0,(%r14,%rbx,8)
mov    0x4(%rdi,%rax,4),%ebx
test   %ebx,%ebx
jle    11e0 <_wham_get_loglikelihood+0xc0>
xorps  %xmm0,%xmm0
cvtsi2sd %ebx,%xmm0
mulsd  0x8(%rdx,%rax,8),%xmm0
movslq %r15d,%rbx
add    $0x1,%r15d
movsd  %xmm0,(%r14,%rbx,8)
jmp    11e0 <_wham_get_loglikelihood+0xc0>
mov    %r8d,%edi
and    $0xfffffffe,%edi
xor    %eax,%eax
jmp    124d <_wham_get_loglikelihood+0x12d>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x2,%rax
cmp    %rax,%rdi
je     1180 <_wham_get_loglikelihood+0x60>
mov    (%rsi,%rax,4),%edx
test   %edx,%edx
jle    126f <_wham_get_loglikelihood+0x14f>
neg    %edx
xorps  %xmm0,%xmm0
cvtsi2sd %edx,%xmm0
mulsd  (%rcx,%rax,8),%xmm0
movslq %r15d,%rdx
add    $0x1,%r15d
movsd  %xmm0,(%r14,%rdx,8)
mov    0x4(%rsi,%rax,4),%edx
test   %edx,%edx
jle    1240 <_wham_get_loglikelihood+0x120>
neg    %edx
xorps  %xmm0,%xmm0
cvtsi2sd %edx,%xmm0
mulsd  0x8(%rcx,%rax,8),%xmm0
movslq %r15d,%rdx
add    $0x1,%r15d
movsd  %xmm0,(%r14,%rdx,8)
jmp    1240 <_wham_get_loglikelihood+0x120>

LLVM IR (-O0):
define double @_wham_get_loglikelihood(i32* %0, i32* %1, double* %2, double* %3, i32 %4, i32 %5, double* %6) {
%8 = alloca i32*
%9 = alloca i32*
%10 = alloca double*
%11 = alloca double*
%12 = alloca i32
%13 = alloca i32
%14 = alloca double*
%15 = alloca i32
%16 = alloca i32
store i32* %0, i32** %8
store i32* %1, i32** %9
store double* %2, double** %10
store double* %3, double** %11
store i32 %4, i32* %12
store i32 %5, i32* %13
store double* %6, double** %14
store i32 0, i32* %16
store i32 0, i32* %15
br label %17
17: ; preds = %47, %7
%18 = load i32, i32* %15
%19 = load i32, i32* %12
%20 = icmp slt i32 %18, %19
br i1 %20, label %21, label %50
21: ; preds = %17
%22 = load i32*, i32** %8
%23 = load i32, i32* %15
%24 = sext i32 %23 to i64
%25 = getelementptr inbounds i32, i32* %22, i64 %24
%26 = load i32, i32* %25
%27 = icmp sgt i32 %26, 0
br i1 %27, label %28, label %46
28: ; preds = %21
%29 = load i32*, i32** %8
%30 = load i32, i32* %15
%31 = sext i32 %30 to i64
%32 = getelementptr inbounds i32, i32* %29, i64 %31
%33 = load i32, i32* %32
%34 = sitofp i32 %33 to double
%35 = load double*, double** %10
%36 = load i32, i32* %15
%37 = sext i32 %36 to i64
%38 = getelementptr inbounds double, double* %35, i64 %37
%39 = load double, double* %38
%40 = fmul double %34, %39
%41 = load double*, double** %14
%42 = load i32, i32* %16
%43 = add nsw i32 %42, 1
store i32 %43, i32* %16
%44 = sext i32 %42 to i64
%45 = getelementptr inbounds double, double* %41, i64 %44
store double %40, double* %45
br label %46
46: ; preds = %28, %21
br label %47
47: ; preds = %46
%48 = load i32, i32* %15
%49 = add nsw i32 %48, 1
store i32 %49, i32* %15
br label %17
50: ; preds = %17
store i32 0, i32* %15
br label %51
51: ; preds = %82, %50
%52 = load i32, i32* %15
%53 = load i32, i32* %13
%54 = icmp slt i32 %52, %53
br i1 %54, label %55, label %85
55: ; preds = %51
%56 = load i32*, i32** %9
%57 = load i32, i32* %15
%58 = sext i32 %57 to i64
%59 = getelementptr inbounds i32, i32* %56, i64 %58
%60 = load i32, i32* %59
%61 = icmp sgt i32 %60, 0
br i1 %61, label %62, label %81
62: ; preds = %55
%63 = load i32*, i32** %9
%64 = load i32, i32* %15
%65 = sext i32 %64 to i64
%66 = getelementptr inbounds i32, i32* %63, i64 %65
%67 = load i32, i32* %66
%68 = sub nsw i32 0, %67
%69 = sitofp i32 %68 to double
%70 = load double*, double** %11
%71 = load i32, i32* %15
%72 = sext i32 %71 to i64
%73 = getelementptr inbounds double, double* %70, i64 %72
%74 = load double, double* %73
%75 = fmul double %69, %74
%76 = load double*, double** %14
%77 = load i32, i32* %16
%78 = add nsw i32 %77, 1
store i32 %78, i32* %16
%79 = sext i32 %77 to i64
%80 = getelementptr inbounds double, double* %76, i64 %79
store double %75, double* %80
br label %81
81: ; preds = %62, %55
br label %82
82: ; preds = %81
%83 = load i32, i32* %15
%84 = add nsw i32 %83, 1
store i32 %84, i32* %15
br label %51
85: ; preds = %51
%86 = load double*, double** %14
%87 = load i32, i32* %16
%88 = sub nsw i32 %87, 1
%89 = call i32 @_mixed_sort(double* %86, i32 0, i32 %88)
%90 = load double*, double** %14
%91 = load i32, i32* %16
%92 = call double @_kahan_summation(double* %90, i32 %91)
ret double %92
}

LLVM IR (-O2):
define double @_wham_get_loglikelihood(i32* nocapture %0, i32* nocapture %1, double* nocapture %2, double* nocapture %3, i32 %4, i32 %5, double* %6) {
%8 = icmp sgt i32 %4, 0
br i1 %8, label %9, label %32
9: ; preds = %7
%10 = zext i32 %4 to i64
%11 = and i64 %10, 1
%12 = icmp eq i32 %4, 1
br i1 %12, label %15, label %13
13: ; preds = %9
%14 = and i64 %10, 4294967294
br label %41
15: ; preds = %70, %9
%16 = phi i32 [ undef, %9 ], [ %71, %70 ]
%17 = phi i64 [ 0, %9 ], [ %72, %70 ]
%18 = phi i32 [ 0, %9 ], [ %71, %70 ]
%19 = icmp eq i64 %11, 0
br i1 %19, label %32, label %20
20: ; preds = %15
%21 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %17
%22 = load i32, i32* %21
%23 = icmp sgt i32 %22, 0
br i1 %23, label %24, label %32
24: ; preds = %20
%25 = sitofp i32 %22 to double
%26 = getelementptr inbounds double, double* %2, i64 %17
%27 = load double, double* %26
%28 = fmul double %27, %25
%29 = add nsw i32 %18, 1
%30 = sext i32 %18 to i64
%31 = getelementptr inbounds double, double* %6, i64 %30
store double %28, double* %31
br label %32
32: ; preds = %15, %24, %20, %7
%33 = phi i32 [ 0, %7 ], [ %16, %15 ], [ %29, %24 ], [ %18, %20 ]
%34 = icmp sgt i32 %5, 0
br i1 %34, label %35, label %129
35: ; preds = %32
%36 = zext i32 %5 to i64
%37 = and i64 %36, 1
%38 = icmp eq i32 %5, 1
br i1 %38, label %111, label %39
39: ; preds = %35
%40 = and i64 %36, 4294967294
br label %75
41: ; preds = %70, %13
%42 = phi i64 [ 0, %13 ], [ %72, %70 ]
%43 = phi i32 [ 0, %13 ], [ %71, %70 ]
%44 = phi i64 [ 0, %13 ], [ %73, %70 ]
%45 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %42
%46 = load i32, i32* %45
%47 = icmp sgt i32 %46, 0
br i1 %47, label %48, label %56
48: ; preds = %41
%49 = sitofp i32 %46 to double
%50 = getelementptr inbounds double, double* %2, i64 %42
%51 = load double, double* %50
%52 = fmul double %51, %49
%53 = add nsw i32 %43, 1
%54 = sext i32 %43 to i64
%55 = getelementptr inbounds double, double* %6, i64 %54
store double %52, double* %55
br label %56
56: ; preds = %41, %48
%57 = phi i32 [ %53, %48 ], [ %43, %41 ]
%58 = or i64 %42, 1
%59 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %58
%60 = load i32, i32* %59
%61 = icmp sgt i32 %60, 0
br i1 %61, label %62, label %70
62: ; preds = %56
%63 = sitofp i32 %60 to double
%64 = getelementptr inbounds double, double* %2, i64 %58
%65 = load double, double* %64
%66 = fmul double %65, %63
%67 = add nsw i32 %57, 1
%68 = sext i32 %57 to i64
%69 = getelementptr inbounds double, double* %6, i64 %68
store double %66, double* %69
br label %70
70: ; preds = %62, %56
%71 = phi i32 [ %67, %62 ], [ %57, %56 ]
%72 = add nuw nsw i64 %42, 2
%73 = add i64 %44, 2
%74 = icmp eq i64 %73, %14
br i1 %74, label %15, label %41
75: ; preds = %106, %39
%76 = phi i64 [ 0, %39 ], [ %108, %106 ]
%77 = phi i32 [ %33, %39 ], [ %107, %106 ]
%78 = phi i64 [ 0, %39 ], [ %109, %106 ]
%79 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %76
%80 = load i32, i32* %79
%81 = icmp sgt i32 %80, 0
br i1 %81, label %82, label %91
82: ; preds = %75
%83 = sub nsw i32 0, %80
%84 = sitofp i32 %83 to double
%85 = getelementptr inbounds double, double* %3, i64 %76
%86 = load double, double* %85
%87 = fmul double %86, %84
%88 = add nsw i32 %77, 1
%89 = sext i32 %77 to i64
%90 = getelementptr inbounds double, double* %6, i64 %89
store double %87, double* %90
br label %91
91: ; preds = %75, %82
%92 = phi i32 [ %88, %82 ], [ %77, %75 ]
%93 = or i64 %76, 1
%94 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %93
%95 = load i32, i32* %94
%96 = icmp sgt i32 %95, 0
br i1 %96, label %97, label %106
97: ; preds = %91
%98 = sub nsw i32 0, %95
%99 = sitofp i32 %98 to double
%100 = getelementptr inbounds double, double* %3, i64 %93
%101 = load double, double* %100
%102 = fmul double %101, %99
%103 = add nsw i32 %92, 1
%104 = sext i32 %92 to i64
%105 = getelementptr inbounds double, double* %6, i64 %104
store double %102, double* %105
br label %106
106: ; preds = %97, %91
%107 = phi i32 [ %103, %97 ], [ %92, %91 ]
%108 = add nuw nsw i64 %76, 2
%109 = add i64 %78, 2
%110 = icmp eq i64 %109, %40
br i1 %110, label %111, label %75
111: ; preds = %106, %35
%112 = phi i32 [ undef, %35 ], [ %107, %106 ]
%113 = phi i64 [ 0, %35 ], [ %108, %106 ]
%114 = phi i32 [ %33, %35 ], [ %107, %106 ]
%115 = icmp eq i64 %37, 0
br i1 %115, label %129, label %116
116: ; preds = %111
%117 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %113
%118 = load i32, i32* %117
%119 = icmp sgt i32 %118, 0
br i1 %119, label %120, label %129
120: ; preds = %116
%121 = sub nsw i32 0, %118
%122 = sitofp i32 %121 to double
%123 = getelementptr inbounds double, double* %3, i64 %113
%124 = load double, double* %123
%125 = fmul double %124, %122
%126 = add nsw i32 %114, 1
%127 = sext i32 %114 to i64
%128 = getelementptr inbounds double, double* %6, i64 %127
store double %125, double* %128
br label %129
129: ; preds = %111, %120, %116, %32
%130 = phi i32 [ %33, %32 ], [ %112, %111 ], [ %126, %120 ], [ %114, %116 ]
%131 = add nsw i32 %130, -1
%132 = tail call i32 @_mixed_sort(double* %6, i32 0, i32 %131)
%133 = tail call double @_kahan_summation(double* %6, i32 %130)
ret double %133
}