#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 */
typedef int uint8_t;
typedef int uint32_t;
typedef int int32_t;

/* Variables and functions */
int C(int);
int acos(int);
int cos(int);
void dct(uint8_t in[64], int32_t out[64]) {
  for (uint32_t u = 0; u < 8; u++) {
    for (uint32_t v = 0; v < 8; v++) {
      double S = 0;
      for (uint32_t i = 0; i < 8; i++) {
        for (uint32_t j = 0; j < 8; j++) {
          S += C(u) * C(v) * (cos(((2. * i + 1.) * u * acos(-1) / 16))) *
               (cos(((2. * j + 1.) * v * acos(-1) / 16))) *
               (in[8 * i + j] - 128);
        }
      }
      S *= 0.25;
      uint32_t res = S;
      out[8 * u + v] = res;
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<dct>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x50,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
cmpl   $0x8,-0x14(%rbp)
jge    12f7 <dct+0x1c7>
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
cmpl   $0x8,-0x18(%rbp)
jge    12e4 <dct+0x1b4>
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
cmpl   $0x8,-0x24(%rbp)
jge    12a6 <dct+0x176>
movl   $0x0,-0x28(%rbp)
cmpl   $0x8,-0x28(%rbp)
jge    1293 <dct+0x163>
mov    -0x14(%rbp),%edi
call   1040 <C@plt>
mov    %eax,-0x4c(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%edi
call   1040 <C@plt>
mov    %eax,%ecx
mov    -0x4c(%rbp),%eax
imul   %ecx,%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
cvtsi2sdl -0x24(%rbp),%xmm0
addsd  %xmm0,%xmm0
movsd  0xe55(%rip),%xmm1
addsd  %xmm1,%xmm0
cvtsi2sdl -0x14(%rbp),%xmm1
mulsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x48(%rbp)
mov    $0xffffffff,%edi
call   1030 <acos@plt>
movsd  -0x48(%rbp),%xmm0
cvtsi2sd %eax,%xmm1
mulsd  %xmm1,%xmm0
movsd  0xe1c(%rip),%xmm1
divsd  %xmm1,%xmm0
cvttsd2si %xmm0,%edi
call   1050 <cos@plt>
mov    %eax,%ecx
mov    -0x3c(%rbp),%eax
imul   %ecx,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
cvtsi2sdl -0x28(%rbp),%xmm0
addsd  %xmm0,%xmm0
movsd  0xdfb(%rip),%xmm1
addsd  %xmm1,%xmm0
cvtsi2sdl -0x18(%rbp),%xmm1
mulsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x38(%rbp)
mov    $0xffffffff,%edi
call   1030 <acos@plt>
movsd  -0x38(%rbp),%xmm0
cvtsi2sd %eax,%xmm1
mulsd  %xmm1,%xmm0
movsd  0xdc2(%rip),%xmm1
divsd  %xmm1,%xmm0
cvttsd2si %xmm0,%edi
call   1050 <cos@plt>
mov    %eax,%ecx
mov    -0x30(%rbp),%eax
imul   %ecx,%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
mov    -0x24(%rbp),%edx
shl    $0x3,%edx
add    -0x28(%rbp),%edx
movslq %edx,%rdx
mov    (%rcx,%rdx,4),%ecx
sub    $0x80,%ecx
imul   %ecx,%eax
cvtsi2sd %eax,%xmm0
addsd  -0x20(%rbp),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x20(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    1182 <dct+0x52>
jmp    1298 <dct+0x168>
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    1171 <dct+0x41>
movsd  0xd52(%rip),%xmm0
mulsd  -0x20(%rbp),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x20(%rbp)
cvttsd2si -0x20(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%edx
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
shl    $0x3,%ecx
add    -0x18(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    1158 <dct+0x28>
jmp    12e9 <dct+0x1b9>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1147 <dct+0x17>
add    $0x50,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<dct>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x48,%rsp
mov    %rsi,0x8(%rsp)
mov    %rdi,(%rsp)
xor    %r12d,%r12d
movsd  0xeae(%rip),%xmm0
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
xorps  %xmm1,%xmm1
cvtsi2sd %r12d,%xmm1
movsd  %xmm1,0x18(%rsp)
lea    0x0(,%r12,8),%rax
mov    %rax,0x10(%rsp)
xor    %r13d,%r13d
xchg   %ax,%ax
xorps  %xmm1,%xmm1
cvtsi2sd %r13d,%xmm1
movsd  %xmm1,0x28(%rsp)
xorpd  %xmm1,%xmm1
mov    (%rsp),%r15
xor    %eax,%eax
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %rax,0x20(%rsp)
xorps  %xmm2,%xmm2
cvtsi2sd %eax,%xmm2
addsd  %xmm2,%xmm2
addsd  %xmm0,%xmm2
mulsd  0x18(%rsp),%xmm2
movsd  %xmm2,0x30(%rsp)
xor    %r14d,%r14d
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
movsd  %xmm1,0x40(%rsp)
mov    %r12d,%edi
call   1040 <C@plt>
mov    %eax,%ebp
mov    %r13d,%edi
call   1040 <C@plt>
mov    %eax,%ebx
imul   %ebp,%ebx
mov    $0xffffffff,%edi
call   1030 <acos@plt>
xorps  %xmm0,%xmm0
cvtsi2sd %eax,%xmm0
mulsd  0x30(%rsp),%xmm0
movsd  0xdfc(%rip),%xmm1
mulsd  %xmm1,%xmm0
cvttsd2si %xmm0,%edi
call   1050 <cos@plt>
mov    %eax,%ebp
xorps  %xmm0,%xmm0
cvtsi2sd %r14d,%xmm0
imul   %ebx,%ebp
addsd  %xmm0,%xmm0
addsd  0xdce(%rip),%xmm0
mulsd  0x28(%rsp),%xmm0
movsd  %xmm0,0x38(%rsp)
mov    $0xffffffff,%edi
call   1030 <acos@plt>
xorps  %xmm0,%xmm0
cvtsi2sd %eax,%xmm0
mulsd  0x38(%rsp),%xmm0
mulsd  0xdab(%rip),%xmm0
cvttsd2si %xmm0,%edi
call   1050 <cos@plt>
movsd  0x40(%rsp),%xmm1
mov    (%r15,%r14,4),%ecx
add    $0xffffff80,%ecx
imul   %ebp,%ecx
imul   %eax,%ecx
xorps  %xmm0,%xmm0
cvtsi2sd %ecx,%xmm0
addsd  %xmm0,%xmm1
add    $0x1,%r14
cmp    $0x8,%r14
jne    11d0 <dct+0xa0>
mov    0x20(%rsp),%rax
add    $0x1,%rax
add    $0x20,%r15
cmp    $0x8,%rax
movsd  0xd55(%rip),%xmm0
jne    11a0 <dct+0x70>
mulsd  0xd57(%rip),%xmm1
cvttsd2si %xmm1,%eax
mov    0x10(%rsp),%rcx
add    %r13,%rcx
mov    0x8(%rsp),%rdx
mov    %eax,(%rdx,%rcx,4)
add    $0x1,%r13
cmp    $0x8,%r13
jne    1180 <dct+0x50>
add    $0x1,%r12
cmp    $0x8,%r12
jne    1160 <dct+0x30>
add    $0x48,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @dct(i32* %0, i32* %1) {
%3 = alloca i32*
%4 = alloca i32*
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca double
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
store i32* %0, i32** %3
store i32* %1, i32** %4
store i32 0, i32* %5
br label %11
11: ; preds = %95, %2
%12 = load i32, i32* %5
%13 = icmp slt i32 %12, 8
br i1 %13, label %14, label %98
14: ; preds = %11
store i32 0, i32* %6
br label %15
15: ; preds = %91, %14
%16 = load i32, i32* %6
%17 = icmp slt i32 %16, 8
br i1 %17, label %18, label %94
18: ; preds = %15
store double 0.000000e+00, double* %7
store i32 0, i32* %8
br label %19
19: ; preds = %75, %18
%20 = load i32, i32* %8
%21 = icmp slt i32 %20, 8
br i1 %21, label %22, label %78
22: ; preds = %19
store i32 0, i32* %9
br label %23
23: ; preds = %71, %22
%24 = load i32, i32* %9
%25 = icmp slt i32 %24, 8
br i1 %25, label %26, label %74
26: ; preds = %23
%27 = load i32, i32* %5
%28 = call i32 @C(i32 %27)
%29 = load i32, i32* %6
%30 = call i32 @C(i32 %29)
%31 = mul nsw i32 %28, %30
%32 = load i32, i32* %8
%33 = sitofp i32 %32 to double
%34 = call double @llvm.fmuladd.f64(double 2.000000e+00, double %33, double 1.000000e+00)
%35 = load i32, i32* %5
%36 = sitofp i32 %35 to double
%37 = fmul double %34, %36
%38 = call i32 @acos(i32 -1)
%39 = sitofp i32 %38 to double
%40 = fmul double %37, %39
%41 = fdiv double %40, 1.600000e+01
%42 = fptosi double %41 to i32
%43 = call i32 @cos(i32 %42)
%44 = mul nsw i32 %31, %43
%45 = load i32, i32* %9
%46 = sitofp i32 %45 to double
%47 = call double @llvm.fmuladd.f64(double 2.000000e+00, double %46, double 1.000000e+00)
%48 = load i32, i32* %6
%49 = sitofp i32 %48 to double
%50 = fmul double %47, %49
%51 = call i32 @acos(i32 -1)
%52 = sitofp i32 %51 to double
%53 = fmul double %50, %52
%54 = fdiv double %53, 1.600000e+01
%55 = fptosi double %54 to i32
%56 = call i32 @cos(i32 %55)
%57 = mul nsw i32 %44, %56
%58 = load i32*, i32** %3
%59 = load i32, i32* %8
%60 = mul nsw i32 8, %59
%61 = load i32, i32* %9
%62 = add nsw i32 %60, %61
%63 = sext i32 %62 to i64
%64 = getelementptr inbounds i32, i32* %58, i64 %63
%65 = load i32, i32* %64
%66 = sub nsw i32 %65, 128
%67 = mul nsw i32 %57, %66
%68 = sitofp i32 %67 to double
%69 = load double, double* %7
%70 = fadd double %69, %68
store double %70, double* %7
br label %71
71: ; preds = %26
%72 = load i32, i32* %9
%73 = add nsw i32 %72, 1
store i32 %73, i32* %9
br label %23
74: ; preds = %23
br label %75
75: ; preds = %74
%76 = load i32, i32* %8
%77 = add nsw i32 %76, 1
store i32 %77, i32* %8
br label %19
78: ; preds = %19
%79 = load double, double* %7
%80 = fmul double %79, 2.500000e-01
store double %80, double* %7
%81 = load double, double* %7
%82 = fptosi double %81 to i32
store i32 %82, i32* %10
%83 = load i32, i32* %10
%84 = load i32*, i32** %4
%85 = load i32, i32* %5
%86 = mul nsw i32 8, %85
%87 = load i32, i32* %6
%88 = add nsw i32 %86, %87
%89 = sext i32 %88 to i64
%90 = getelementptr inbounds i32, i32* %84, i64 %89
store i32 %83, i32* %90
br label %91
91: ; preds = %78
%92 = load i32, i32* %6
%93 = add nsw i32 %92, 1
store i32 %93, i32* %6
br label %15
94: ; preds = %15
br label %95
95: ; preds = %94
%96 = load i32, i32* %5
%97 = add nsw i32 %96, 1
store i32 %97, i32* %5
br label %11
98: ; preds = %11
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @dct(i32* nocapture %0, i32* nocapture writeonly %1) {
br label %3
3: ; preds = %2, %13
%4 = phi i64 [ 0, %2 ], [ %14, %13 ]
%5 = trunc i64 %4 to i32
%6 = sitofp i32 %5 to double
%7 = shl nsw i64 %4, 3
br label %9
8: ; preds = %13
ret void
9: ; preds = %3, %24
%10 = phi i64 [ 0, %3 ], [ %29, %24 ]
%11 = trunc i64 %10 to i32
%12 = sitofp i32 %11 to double
br label %16
13: ; preds = %24
%14 = add nuw nsw i64 %4, 1
%15 = icmp eq i64 %14, 8
br i1 %15, label %8, label %3
16: ; preds = %9, %31
%17 = phi i64 [ 0, %9 ], [ %32, %31 ]
%18 = phi double [ 0.000000e+00, %9 ], [ %64, %31 ]
%19 = trunc i64 %17 to i32
%20 = sitofp i32 %19 to double
%21 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %20, double 2.000000e+00, double 1.000000e+00)
%22 = fmul double %21, %6
%23 = shl nsw i64 %17, 3
br label %34
24: ; preds = %31
%25 = fmul double %64, 2.500000e-01
%26 = fptosi double %25 to i32
%27 = add nuw nsw i64 %10, %7
%28 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %27
store i32 %26, i32* %28
%29 = add nuw nsw i64 %10, 1
%30 = icmp eq i64 %29, 8
br i1 %30, label %13, label %9
31: ; preds = %34
%32 = add nuw nsw i64 %17, 1
%33 = icmp eq i64 %32, 8
br i1 %33, label %24, label %16
34: ; preds = %16, %34
%35 = phi i64 [ 0, %16 ], [ %65, %34 ]
%36 = phi double [ %18, %16 ], [ %64, %34 ]
%37 = tail call i32 @C(i32 %5)
%38 = tail call i32 @C(i32 %11)
%39 = mul nsw i32 %38, %37
%40 = tail call i32 @acos(i32 -1)
%41 = sitofp i32 %40 to double
%42 = fmul double %22, %41
%43 = fmul double %42, 6.250000e-02
%44 = fptosi double %43 to i32
%45 = tail call i32 @cos(i32 %44)
%46 = mul nsw i32 %39, %45
%47 = trunc i64 %35 to i32
%48 = sitofp i32 %47 to double
%49 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %48, double 2.000000e+00, double 1.000000e+00)
%50 = fmul double %49, %12
%51 = tail call i32 @acos(i32 -1)
%52 = sitofp i32 %51 to double
%53 = fmul double %50, %52
%54 = fmul double %53, 6.250000e-02
%55 = fptosi double %54 to i32
%56 = tail call i32 @cos(i32 %55)
%57 = mul nsw i32 %46, %56
%58 = add nuw nsw i64 %35, %23
%59 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %58
%60 = load i32, i32* %59
%61 = add nsw i32 %60, -128
%62 = mul nsw i32 %57, %61
%63 = sitofp i32 %62 to double
%64 = fadd double %36, %63
%65 = add nuw nsw i64 %35, 1
%66 = icmp eq i64 %65, 8
br i1 %66, label %31, label %34
}