void est_pi_dev(float *pi_d, float *alpha_d, float *beta_d, float sum_ab,
                int nstates) {
  int i;
  for (i = 0; i < nstates; ++i) {
    pi_d[i] = alpha_d[i] * beta_d[i] / sum_ab;
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<est_pi_dev>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
movss  %xmm0,-0x1c(%rbp)
mov    %ecx,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x20(%rbp),%eax
jge    1165 <est_pi_dev+0x65>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mulss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
divss  -0x1c(%rbp),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
movss  %xmm0,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    111f <est_pi_dev+0x1f>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<est_pi_dev>:
test   %ecx,%ecx
jle    1232 <est_pi_dev+0x132>
mov    %ecx,%r9d
cmp    $0x4,%ecx
jae    1177 <est_pi_dev+0x77>
xor    %ecx,%ecx
mov    %rcx,%rax
not    %rax
test   $0x1,%r9b
je     1135 <est_pi_dev+0x35>
movss  (%rsi,%rcx,4),%xmm1
mulss  (%rdx,%rcx,4),%xmm1
divss  %xmm0,%xmm1
movss  %xmm1,(%rdi,%rcx,4)
or     $0x1,%rcx
add    %r9,%rax
je     1232 <est_pi_dev+0x132>
xchg   %ax,%ax
movss  (%rsi,%rcx,4),%xmm1
mulss  (%rdx,%rcx,4),%xmm1
divss  %xmm0,%xmm1
movss  %xmm1,(%rdi,%rcx,4)
movss  0x4(%rsi,%rcx,4),%xmm1
mulss  0x4(%rdx,%rcx,4),%xmm1
divss  %xmm0,%xmm1
movss  %xmm1,0x4(%rdi,%rcx,4)
add    $0x2,%rcx
cmp    %rcx,%r9
jne    1140 <est_pi_dev+0x40>
jmp    1232 <est_pi_dev+0x132>
lea    (%rdi,%r9,4),%rcx
lea    (%rsi,%r9,4),%rax
cmp    %rdi,%rax
seta   %r10b
lea    (%rdx,%r9,4),%rax
cmp    %rsi,%rcx
seta   %r11b
cmp    %rdi,%rax
seta   %al
cmp    %rdx,%rcx
seta   %r8b
xor    %ecx,%ecx
test   %r11b,%r10b
jne    1112 <est_pi_dev+0x12>
and    %r8b,%al
jne    1112 <est_pi_dev+0x12>
mov    %r9d,%ecx
and    $0xfffffffc,%ecx
movaps %xmm0,%xmm1
shufps $0x0,%xmm0,%xmm1
lea    -0x4(%rcx),%rax
mov    %rax,%r8
shr    $0x2,%r8
add    $0x1,%r8
test   %rax,%rax
je     1233 <est_pi_dev+0x133>
mov    %r8,%r10
and    $0xfffffffffffffffe,%r10
xor    %eax,%eax
nopl   0x0(%rax)
movups (%rsi,%rax,4),%xmm2
movups (%rdx,%rax,4),%xmm3
mulps  %xmm2,%xmm3
divps  %xmm1,%xmm3
movups %xmm3,(%rdi,%rax,4)
movups 0x10(%rsi,%rax,4),%xmm2
movups 0x10(%rdx,%rax,4),%xmm3
mulps  %xmm2,%xmm3
divps  %xmm1,%xmm3
movups %xmm3,0x10(%rdi,%rax,4)
add    $0x8,%rax
add    $0xfffffffffffffffe,%r10
jne    11e0 <est_pi_dev+0xe0>
test   $0x1,%r8b
je     1229 <est_pi_dev+0x129>
movups (%rsi,%rax,4),%xmm2
movups (%rdx,%rax,4),%xmm3
mulps  %xmm2,%xmm3
divps  %xmm1,%xmm3
movups %xmm3,(%rdi,%rax,4)
cmp    %r9,%rcx
jne    1112 <est_pi_dev+0x12>
ret
xor    %eax,%eax
test   $0x1,%r8b
jne    1217 <est_pi_dev+0x117>
jmp    1229 <est_pi_dev+0x129>

LLVM IR (-O0):
define void @est_pi_dev(float* %0, float* %1, float* %2, float %3, i32 %4) {
%6 = alloca float*
%7 = alloca float*
%8 = alloca float*
%9 = alloca float
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
store float* %0, float** %6
store float* %1, float** %7
store float* %2, float** %8
store float %3, float* %9
store i32 %4, i32* %10
store i32 0, i32* %11
br label %12
12: ; preds = %34, %5
%13 = load i32, i32* %11
%14 = load i32, i32* %10
%15 = icmp slt i32 %13, %14
br i1 %15, label %16, label %37
16: ; preds = %12
%17 = load float*, float** %7
%18 = load i32, i32* %11
%19 = sext i32 %18 to i64
%20 = getelementptr inbounds float, float* %17, i64 %19
%21 = load float, float* %20
%22 = load float*, float** %8
%23 = load i32, i32* %11
%24 = sext i32 %23 to i64
%25 = getelementptr inbounds float, float* %22, i64 %24
%26 = load float, float* %25
%27 = fmul float %21, %26
%28 = load float, float* %9
%29 = fdiv float %27, %28
%30 = load float*, float** %6
%31 = load i32, i32* %11
%32 = sext i32 %31 to i64
%33 = getelementptr inbounds float, float* %30, i64 %32
store float %29, float* %33
br label %34
34: ; preds = %16
%35 = load i32, i32* %11
%36 = add nsw i32 %35, 1
store i32 %36, i32* %11
br label %12
37: ; preds = %12
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @est_pi_dev(float* nocapture writeonly %0, float* nocapture %1, float* nocapture %2, float %3, i32 %4) {
%6 = icmp sgt i32 %4, 0
br i1 %6, label %7, label %112
7: ; preds = %5
%8 = zext i32 %4 to i64
%9 = icmp ult i32 %4, 4
br i1 %9, label %75, label %10
10: ; preds = %7
%11 = getelementptr float, float* %0, i64 %8
%12 = getelementptr float, float* %1, i64 %8
%13 = getelementptr float, float* %2, i64 %8
%14 = icmp ugt float* %12, %0
%15 = icmp ugt float* %11, %1
%16 = and i1 %14, %15
%17 = icmp ugt float* %13, %0
%18 = icmp ugt float* %11, %2
%19 = and i1 %17, %18
%20 = or i1 %16, %19
br i1 %20, label %75, label %21
21: ; preds = %10
%22 = and i64 %8, 4294967292
%23 = insertelement <4 x float> poison, float %3, i64 0
%24 = shufflevector <4 x float> %23, <4 x float> poison, <4 x i32> zeroinitializer
%25 = add nsw i64 %22, -4
%26 = lshr exact i64 %25, 2
%27 = add nuw nsw i64 %26, 1
%28 = and i64 %27, 1
%29 = icmp eq i64 %25, 0
br i1 %29, label %59, label %30
30: ; preds = %21
%31 = and i64 %27, 9223372036854775806
br label %32
32: ; preds = %32, %30
%33 = phi i64 [ 0, %30 ], [ %56, %32 ]
%34 = phi i64 [ 0, %30 ], [ %57, %32 ]
%35 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 %33
%36 = bitcast float* %35 to <4 x float>*
%37 = load <4 x float>, <4 x float>* %36
%38 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 %33
%39 = bitcast float* %38 to <4 x float>*
%40 = load <4 x float>, <4 x float>* %39
%41 = fmul <4 x float> %37, %40
%42 = fdiv <4 x float> %41, %24
%43 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %33
%44 = bitcast float* %43 to <4 x float>*
store <4 x float> %42, <4 x float>* %44
%45 = or i64 %33, 4
%46 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 %45
%47 = bitcast float* %46 to <4 x float>*
%48 = load <4 x float>, <4 x float>* %47
%49 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 %45
%50 = bitcast float* %49 to <4 x float>*
%51 = load <4 x float>, <4 x float>* %50
%52 = fmul <4 x float> %48, %51
%53 = fdiv <4 x float> %52, %24
%54 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %45
%55 = bitcast float* %54 to <4 x float>*
store <4 x float> %53, <4 x float>* %55
%56 = add nuw i64 %33, 8
%57 = add i64 %34, 2
%58 = icmp eq i64 %57, %31
br i1 %58, label %59, label %32
59: ; preds = %32, %21
%60 = phi i64 [ 0, %21 ], [ %56, %32 ]
%61 = icmp eq i64 %28, 0
br i1 %61, label %73, label %62
62: ; preds = %59
%63 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 %60
%64 = bitcast float* %63 to <4 x float>*
%65 = load <4 x float>, <4 x float>* %64
%66 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 %60
%67 = bitcast float* %66 to <4 x float>*
%68 = load <4 x float>, <4 x float>* %67
%69 = fmul <4 x float> %65, %68
%70 = fdiv <4 x float> %69, %24
%71 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %60
%72 = bitcast float* %71 to <4 x float>*
store <4 x float> %70, <4 x float>* %72
br label %73
73: ; preds = %59, %62
%74 = icmp eq i64 %22, %8
br i1 %74, label %112, label %75
75: ; preds = %10, %7, %73
%76 = phi i64 [ 0, %10 ], [ 0, %7 ], [ %22, %73 ]
%77 = xor i64 %76, -1
%78 = and i64 %8, 1
%79 = icmp eq i64 %78, 0
br i1 %79, label %89, label %80
80: ; preds = %75
%81 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 %76
%82 = load float, float* %81
%83 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 %76
%84 = load float, float* %83
%85 = fmul float %82, %84
%86 = fdiv float %85, %3
%87 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %76
store float %86, float* %87
%88 = or i64 %76, 1
br label %89
89: ; preds = %80, %75
%90 = phi i64 [ %76, %75 ], [ %88, %80 ]
%91 = sub nsw i64 0, %8
%92 = icmp eq i64 %77, %91
br i1 %92, label %112, label %93
93: ; preds = %89, %93
%94 = phi i64 [ %110, %93 ], [ %90, %89 ]
%95 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 %94
%96 = load float, float* %95
%97 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 %94
%98 = load float, float* %97
%99 = fmul float %96, %98
%100 = fdiv float %99, %3
%101 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %94
store float %100, float* %101
%102 = add nuw nsw i64 %94, 1
%103 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 %102
%104 = load float, float* %103
%105 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 %102
%106 = load float, float* %105
%107 = fmul float %104, %106
%108 = fdiv float %107, %3
%109 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %102
store float %108, float* %109
%110 = add nuw nsw i64 %94, 2
%111 = icmp eq i64 %110, %8
br i1 %111, label %112, label %93
112: ; preds = %89, %93, %73, %5
ret void
}