int ghmm_dpmodel_pair(int symbol_x, int symbol_y, int alphabet_size, int off_x,
                      int off_y) {
  if (off_x == 0 && symbol_y >= 0)
    return symbol_y;
  if (off_y == 0 && symbol_x >= 0)
    return symbol_x;
  if (symbol_x < 0 || symbol_y < 0) {
    if (off_x == 0 || off_y == 0)
      return alphabet_size;
    else
      return (alphabet_size - 1) * (alphabet_size - 1) + 1;
  }
  return (symbol_x * alphabet_size + symbol_y);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<ghmm_dpmodel_pair>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
mov    %ecx,-0x14(%rbp)
mov    %r8d,-0x18(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x14(%rbp)
jne    1133 <ghmm_dpmodel_pair+0x33>
cmpl   $0x0,-0xc(%rbp)
jl     1133 <ghmm_dpmodel_pair+0x33>
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    11ac <ghmm_dpmodel_pair+0xac>
cmpl   $0x0,-0x18(%rbp)
jne    1152 <ghmm_dpmodel_pair+0x52>
cmpl   $0x0,-0x8(%rbp)
jl     1152 <ghmm_dpmodel_pair+0x52>
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    11ac <ghmm_dpmodel_pair+0xac>
cmpl   $0x0,-0x8(%rbp)
jl     1166 <ghmm_dpmodel_pair+0x66>
cmpl   $0x0,-0xc(%rbp)
jge    119f <ghmm_dpmodel_pair+0x9f>
cmpl   $0x0,-0x14(%rbp)
je     117a <ghmm_dpmodel_pair+0x7a>
cmpl   $0x0,-0x18(%rbp)
jne    1185 <ghmm_dpmodel_pair+0x85>
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    11ac <ghmm_dpmodel_pair+0xac>
mov    -0x10(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    -0x10(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
imul   %ecx,%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    11ac <ghmm_dpmodel_pair+0xac>
mov    -0x8(%rbp),%eax
imul   -0x10(%rbp),%eax
add    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<ghmm_dpmodel_pair>:
mov    %esi,%eax
test   %esi,%esi
js     110b <ghmm_dpmodel_pair+0xb>
test   %ecx,%ecx
jne    110b <ghmm_dpmodel_pair+0xb>
ret
test   %edi,%edi
js     1117 <ghmm_dpmodel_pair+0x17>
test   %r8d,%r8d
jne    1117 <ghmm_dpmodel_pair+0x17>
mov    %edi,%eax
ret
mov    %eax,%esi
or     %edi,%esi
js     1123 <ghmm_dpmodel_pair+0x23>
imul   %edi,%edx
add    %edx,%eax
ret
test   %ecx,%ecx
je     1135 <ghmm_dpmodel_pair+0x35>
test   %r8d,%r8d
je     1135 <ghmm_dpmodel_pair+0x35>
add    $0xffffffff,%edx
imul   %edx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,%eax
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @ghmm_dpmodel_pair(i32 %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3, i32 %4) {
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
store i32 %0, i32* %7
store i32 %1, i32* %8
store i32 %2, i32* %9
store i32 %3, i32* %10
store i32 %4, i32* %11
%12 = load i32, i32* %10
%13 = icmp eq i32 %12, 0
br i1 %13, label %14, label %19
14: ; preds = %5
%15 = load i32, i32* %8
%16 = icmp sge i32 %15, 0
br i1 %16, label %17, label %19
17: ; preds = %14
%18 = load i32, i32* %8
store i32 %18, i32* %6
br label %54
19: ; preds = %14, %5
%20 = load i32, i32* %11
%21 = icmp eq i32 %20, 0
br i1 %21, label %22, label %27
22: ; preds = %19
%23 = load i32, i32* %7
%24 = icmp sge i32 %23, 0
br i1 %24, label %25, label %27
25: ; preds = %22
%26 = load i32, i32* %7
store i32 %26, i32* %6
br label %54
27: ; preds = %22, %19
%28 = load i32, i32* %7
%29 = icmp slt i32 %28, 0
br i1 %29, label %33, label %30
30: ; preds = %27
%31 = load i32, i32* %8
%32 = icmp slt i32 %31, 0
br i1 %32, label %33, label %48
33: ; preds = %30, %27
%34 = load i32, i32* %10
%35 = icmp eq i32 %34, 0
br i1 %35, label %39, label %36
36: ; preds = %33
%37 = load i32, i32* %11
%38 = icmp eq i32 %37, 0
br i1 %38, label %39, label %41
39: ; preds = %36, %33
%40 = load i32, i32* %9
store i32 %40, i32* %6
br label %54
41: ; preds = %36
%42 = load i32, i32* %9
%43 = sub nsw i32 %42, 1
%44 = load i32, i32* %9
%45 = sub nsw i32 %44, 1
%46 = mul nsw i32 %43, %45
%47 = add nsw i32 %46, 1
store i32 %47, i32* %6
br label %54
48: ; preds = %30
%49 = load i32, i32* %7
%50 = load i32, i32* %9
%51 = mul nsw i32 %49, %50
%52 = load i32, i32* %8
%53 = add nsw i32 %51, %52
store i32 %53, i32* %6
br label %54
54: ; preds = %48, %41, %39, %25, %17
%55 = load i32, i32* %6
ret i32 %55
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @ghmm_dpmodel_pair(i32 %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3, i32 %4) {
%6 = icmp eq i32 %3, 0
%7 = icmp sgt i32 %1, -1
%8 = and i1 %7, %6
br i1 %8, label %25, label %9
9: ; preds = %5
%10 = icmp eq i32 %4, 0
%11 = icmp sgt i32 %0, -1
%12 = and i1 %11, %10
br i1 %12, label %25, label %13
13: ; preds = %9
%14 = or i32 %1, %0
%15 = icmp sgt i32 %14, -1
br i1 %15, label %22, label %16
16: ; preds = %13
%17 = or i1 %6, %10
br i1 %17, label %25, label %18
18: ; preds = %16
%19 = add nsw i32 %2, -1
%20 = mul nsw i32 %19, %19
%21 = add nuw nsw i32 %20, 1
br label %25
22: ; preds = %13
%23 = mul nsw i32 %2, %0
%24 = add nsw i32 %23, %1
br label %25
25: ; preds = %16, %9, %5, %22, %18
%26 = phi i32 [ %21, %18 ], [ %24, %22 ], [ %1, %5 ], [ %0, %9 ], [ %2, %16 ]
ret i32 %26
}