#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 */
int atoi(char *);
int /*<<< orphan*/ fprintf(int /*<<< orphan*/, char *);
void *malloc(int);
int /*<<< orphan*/ printf(char *, ...);
int /*<<< orphan*/ putchar(char);
int /*<<< orphan*/ rotate(int **, int, int *);
int /*<<< orphan*/ stderr;
int main(int argc, char **argv) {
  if (argc != 2) {
    fprintf(stderr, "Usage: ./test 3\n");
  }
  int i, j, count = 0;
  int row_size = atoi(argv[1]);
  int *col_sizes = malloc(row_size * sizeof(int));
  int **matrix = malloc(row_size * sizeof(int *));
  for (i = 0; i < row_size; i++) {
    col_sizes[i] = row_size;
    matrix[i] = malloc(col_sizes[i] * sizeof(int));
    for (j = 0; j < col_sizes[i]; j++) {
      matrix[i][j] = ++count;
      printf("%d ", matrix[i][j]);
    }
    printf("\n");
  }
  rotate(matrix, row_size, col_sizes);
  for (i = 0; i < row_size; i++) {
    for (j = 0; j < col_sizes[i]; j++) {
      printf("%02d ", matrix[i][j]);
    }
    putchar('\n');
  }
  return 0;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<main>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
mov    %edi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
cmpl   $0x2,-0x8(%rbp)
je     1195 <main+0x35>
mov    0x2e59(%rip),%rax
mov    (%rax),%edi
lea    0xe70(%rip),%rsi
call   1050 <fprintf@plt>
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    0x8(%rax),%rdi
call   1080 <atoi@plt>
mov    %eax,-0x20(%rbp)
movslq -0x20(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edi
call   1070 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x28(%rbp)
movslq -0x20(%rbp),%rax
shl    $0x3,%rax
mov    %eax,%edi
call   1070 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x30(%rbp)
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x20(%rbp),%eax
jge    129b <main+0x13b>
mov    -0x20(%rbp),%edx
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
movslq (%rax,%rcx,4),%rax
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edi
call   1070 <malloc@plt>
mov    %rax,%rdx
mov    -0x30(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    -0x28(%rbp),%rcx
movslq -0x14(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jge    127f <main+0x11f>
mov    -0x1c(%rbp),%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x1c(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x30(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%esi
lea    0xda7(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1040 <printf@plt>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    1220 <main+0xc0>
lea    0xd89(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1040 <printf@plt>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    11d9 <main+0x79>
mov    -0x30(%rbp),%rdi
mov    -0x20(%rbp),%esi
mov    -0x28(%rbp),%rdx
call   1060 <rotate@plt>
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x20(%rbp),%eax
jge    1320 <main+0x1c0>
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    -0x28(%rbp),%rcx
movslq -0x14(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jge    1308 <main+0x1a8>
mov    -0x30(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%esi
lea    0xd22(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1040 <printf@plt>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    12c5 <main+0x165>
mov    $0xa,%edi
call   1030 <putchar@plt>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    12b2 <main+0x152>
xor    %eax,%eax
add    $0x30,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<main>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x28,%rsp
mov    %rsi,%rbx
cmp    $0x2,%edi
je     118b <main+0x2b>
mov    0x2e63(%rip),%rax
mov    (%rax),%edi
lea    0xe7a(%rip),%rsi
call   1050 <fprintf@plt>
mov    0x8(%rbx),%rdi
call   1080 <atoi@plt>
mov    %eax,%ebx
lea    0x0(,%rbx,4),%edi
mov    %edi,0x4(%rsp)
call   1070 <malloc@plt>
mov    %rax,%r13
lea    0x0(,%rbx,8),%edi
call   1070 <malloc@plt>
test   %ebx,%ebx
jle    12c1 <main+0x161>
mov    %rax,0x8(%rsp)
mov    %ebx,%eax
mov    %rax,0x10(%rsp)
movslq %ebx,%r15
lea    0xe3e(%rip),%rbp
xor    %r12d,%r12d
xor    %r14d,%r14d
mov    %r13,0x20(%rsp)
mov    %rbx,0x18(%rsp)
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
mov    %ebx,0x0(%r13,%r12,4)
mov    0x4(%rsp),%edi
call   1070 <malloc@plt>
mov    %rax,%rbx
mov    0x8(%rsp),%rax
mov    %rbx,(%rax,%r12,8)
mov    %r14d,%r14d
xor    %r13d,%r13d
lea    (%r14,%r13,1),%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,(%rbx,%r13,4)
mov    %rbp,%rdi
xor    %eax,%eax
call   1040 <printf@plt>
add    $0x1,%r13
cmp    %r15,%r13
jl     1210 <main+0xb0>
mov    $0xa,%edi
call   1030 <putchar@plt>
add    $0x1,%r12
add    %r13d,%r14d
cmp    0x10(%rsp),%r12
mov    0x20(%rsp),%r13
mov    0x18(%rsp),%rbx
jne    11f0 <main+0x90>
mov    0x8(%rsp),%r15
mov    %r15,%rdi
mov    %ebx,%esi
mov    %r13,%rdx
call   1060 <rotate@plt>
test   %ebx,%ebx
jle    12ce <main+0x16e>
lea    0xda8(%rip),%r14
xor    %ebx,%ebx
jmp    1295 <main+0x135>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    $0xa,%edi
call   1030 <putchar@plt>
add    $0x1,%rbx
cmp    0x10(%rsp),%rbx
je     12ce <main+0x16e>
cmpl   $0x0,0x0(%r13,%rbx,4)
jle    1280 <main+0x120>
xor    %ebp,%ebp
nop
mov    (%r15,%rbx,8),%rax
mov    (%rax,%rbp,4),%esi
mov    %r14,%rdi
xor    %eax,%eax
call   1040 <printf@plt>
add    $0x1,%rbp
movslq 0x0(%r13,%rbx,4),%rax
cmp    %rax,%rbp
jl     12a0 <main+0x140>
jmp    1280 <main+0x120>
mov    %rax,%rdi
mov    %ebx,%esi
mov    %r13,%rdx
call   1060 <rotate@plt>
xor    %eax,%eax
add    $0x28,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
@stderr = global i32 0
@.str = [17 x i8] c"Usage: ./test 3\0A\00"
@.str.1 = [4 x i8] c"%d \00"
@.str.2 = [2 x i8] c"\0A\00"
@.str.3 = [6 x i8] c"%02d \00"
define i32 @main(i32 %0, i8** %1) {
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
%5 = alloca i8**
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32*
%11 = alloca i32**
store i32 0, i32* %3
store i32 %0, i32* %4
store i8** %1, i8*** %5
%12 = load i32, i32* %4
%13 = icmp ne i32 %12, 2
br i1 %13, label %14, label %17
14: ; preds = %2
%15 = load i32, i32* @stderr
%16 = call i32 @fprintf(i32 %15, i8* getelementptr inbounds ([17 x i8], [17 x i8]* @.str, i64 0, i64 0))
br label %17
17: ; preds = %14, %2
store i32 0, i32* %8
%18 = load i8**, i8*** %5
%19 = getelementptr inbounds i8*, i8** %18, i64 1
%20 = load i8*, i8** %19
%21 = call i32 @atoi(i8* %20)
store i32 %21, i32* %9
%22 = load i32, i32* %9
%23 = sext i32 %22 to i64
%24 = mul i64 %23, 4
%25 = trunc i64 %24 to i32
%26 = call i8* @malloc(i32 %25)
%27 = bitcast i8* %26 to i32*
store i32* %27, i32** %10
%28 = load i32, i32* %9
%29 = sext i32 %28 to i64
%30 = mul i64 %29, 8
%31 = trunc i64 %30 to i32
%32 = call i8* @malloc(i32 %31)
%33 = bitcast i8* %32 to i32**
store i32** %33, i32*** %11
store i32 0, i32* %6
br label %34
34: ; preds = %92, %17
%35 = load i32, i32* %6
%36 = load i32, i32* %9
%37 = icmp slt i32 %35, %36
br i1 %37, label %38, label %95
38: ; preds = %34
%39 = load i32, i32* %9
%40 = load i32*, i32** %10
%41 = load i32, i32* %6
%42 = sext i32 %41 to i64
%43 = getelementptr inbounds i32, i32* %40, i64 %42
store i32 %39, i32* %43
%44 = load i32*, i32** %10
%45 = load i32, i32* %6
%46 = sext i32 %45 to i64
%47 = getelementptr inbounds i32, i32* %44, i64 %46
%48 = load i32, i32* %47
%49 = sext i32 %48 to i64
%50 = mul i64 %49, 4
%51 = trunc i64 %50 to i32
%52 = call i8* @malloc(i32 %51)
%53 = bitcast i8* %52 to i32*
%54 = load i32**, i32*** %11
%55 = load i32, i32* %6
%56 = sext i32 %55 to i64
%57 = getelementptr inbounds i32*, i32** %54, i64 %56
store i32* %53, i32** %57
store i32 0, i32* %7
br label %58
58: ; preds = %87, %38
%59 = load i32, i32* %7
%60 = load i32*, i32** %10
%61 = load i32, i32* %6
%62 = sext i32 %61 to i64
%63 = getelementptr inbounds i32, i32* %60, i64 %62
%64 = load i32, i32* %63
%65 = icmp slt i32 %59, %64
br i1 %65, label %66, label %90
66: ; preds = %58
%67 = load i32, i32* %8
%68 = add nsw i32 %67, 1
store i32 %68, i32* %8
%69 = load i32**, i32*** %11
%70 = load i32, i32* %6
%71 = sext i32 %70 to i64
%72 = getelementptr inbounds i32*, i32** %69, i64 %71
%73 = load i32*, i32** %72
%74 = load i32, i32* %7
%75 = sext i32 %74 to i64
%76 = getelementptr inbounds i32, i32* %73, i64 %75
store i32 %68, i32* %76
%77 = load i32**, i32*** %11
%78 = load i32, i32* %6
%79 = sext i32 %78 to i64
%80 = getelementptr inbounds i32*, i32** %77, i64 %79
%81 = load i32*, i32** %80
%82 = load i32, i32* %7
%83 = sext i32 %82 to i64
%84 = getelementptr inbounds i32, i32* %81, i64 %83
%85 = load i32, i32* %84
%86 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([4 x i8], [4 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), i32 %85)
br label %87
87: ; preds = %66
%88 = load i32, i32* %7
%89 = add nsw i32 %88, 1
store i32 %89, i32* %7
br label %58
90: ; preds = %58
%91 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([2 x i8], [2 x i8]* @.str.2, i64 0, i64 0))
br label %92
92: ; preds = %90
%93 = load i32, i32* %6
%94 = add nsw i32 %93, 1
store i32 %94, i32* %6
br label %34
95: ; preds = %34
%96 = load i32**, i32*** %11
%97 = load i32, i32* %9
%98 = load i32*, i32** %10
%99 = call i32 @rotate(i32** %96, i32 %97, i32* %98)
store i32 0, i32* %6
br label %100
100: ; preds = %129, %95
%101 = load i32, i32* %6
%102 = load i32, i32* %9
%103 = icmp slt i32 %101, %102
br i1 %103, label %104, label %132
104: ; preds = %100
store i32 0, i32* %7
br label %105
105: ; preds = %124, %104
%106 = load i32, i32* %7
%107 = load i32*, i32** %10
%108 = load i32, i32* %6
%109 = sext i32 %108 to i64
%110 = getelementptr inbounds i32, i32* %107, i64 %109
%111 = load i32, i32* %110
%112 = icmp slt i32 %106, %111
br i1 %112, label %113, label %127
113: ; preds = %105
%114 = load i32**, i32*** %11
%115 = load i32, i32* %6
%116 = sext i32 %115 to i64
%117 = getelementptr inbounds i32*, i32** %114, i64 %116
%118 = load i32*, i32** %117
%119 = load i32, i32* %7
%120 = sext i32 %119 to i64
%121 = getelementptr inbounds i32, i32* %118, i64 %120
%122 = load i32, i32* %121
%123 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([6 x i8], [6 x i8]* @.str.3, i64 0, i64 0), i32 %122)
br label %124
124: ; preds = %113
%125 = load i32, i32* %7
%126 = add nsw i32 %125, 1
store i32 %126, i32* %7
br label %105
127: ; preds = %105
%128 = call i32 @putchar(i8 signext 10)
br label %129
129: ; preds = %127
%130 = load i32, i32* %6
%131 = add nsw i32 %130, 1
store i32 %131, i32* %6
br label %100
132: ; preds = %100
ret i32 0
}

LLVM IR (-O2):
@stderr = global i32 0
@.str = [17 x i8] c"Usage: ./test 3\0A\00"
@.str.1 = [4 x i8] c"%d \00"
@.str.3 = [6 x i8] c"%02d \00"
define i32 @main(i32 %0, i8** nocapture %1) {
%3 = icmp eq i32 %0, 2
br i1 %3, label %7, label %4
4: ; preds = %2
%5 = load i32, i32* @stderr
%6 = tail call i32 @fprintf(i32 %5, i8* getelementptr inbounds ([17 x i8], [17 x i8]* @.str, i64 0, i64 0))
br label %7
7: ; preds = %4, %2
%8 = getelementptr inbounds i8*, i8** %1, i64 1
%9 = load i8*, i8** %8
%10 = tail call i32 @atoi(i8* %9)
%11 = shl i32 %10, 2
%12 = tail call i8* @malloc(i32 %11)
%13 = bitcast i8* %12 to i32*
%14 = shl i32 %10, 3
%15 = tail call i8* @malloc(i32 %14)
%16 = bitcast i8* %15 to i32**
%17 = icmp sgt i32 %10, 0
br i1 %17, label %20, label %18
18: ; preds = %7
%19 = tail call i32 @rotate(i32** %16, i32 %10, i32* %13)
br label %68
20: ; preds = %7
%21 = zext i32 %10 to i64
%22 = sext i32 %10 to i64
br label %23
23: ; preds = %39, %20
%24 = phi i64 [ 0, %20 ], [ %41, %39 ]
%25 = phi i32 [ 0, %20 ], [ %34, %39 ]
%26 = getelementptr inbounds i32, i32* %13, i64 %24
store i32 %10, i32* %26
%27 = tail call i8* @malloc(i32 %11)
%28 = getelementptr inbounds i32*, i32** %16, i64 %24
%29 = bitcast i32** %28 to i8**
store i8* %27, i8** %29
%30 = bitcast i8* %27 to i32*
br label %31
31: ; preds = %23, %31
%32 = phi i64 [ 0, %23 ], [ %37, %31 ]
%33 = phi i32 [ %25, %23 ], [ %34, %31 ]
%34 = add nsw i32 %33, 1
%35 = getelementptr inbounds i32, i32* %30, i64 %32
store i32 %34, i32* %35
%36 = tail call i32 (i8*, ...) @printf(i8* dereferenceable(1) getelementptr inbounds ([4 x i8], [4 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), i32 %34)
%37 = add nuw nsw i64 %32, 1
%38 = icmp slt i64 %37, %22
br i1 %38, label %31, label %39
39: ; preds = %31
%40 = tail call i32 bitcast (i32 (i8)* @putchar to i32 (i32)*)(i32 10)
%41 = add nuw nsw i64 %24, 1
%42 = icmp eq i64 %41, %21
br i1 %42, label %43, label %23
43: ; preds = %39
%44 = tail call i32 @rotate(i32** %16, i32 %10, i32* %13)
br i1 %17, label %45, label %68
45: ; preds = %43
%46 = zext i32 %10 to i64
br label %47
47: ; preds = %45, %64
%48 = phi i64 [ 0, %45 ], [ %66, %64 ]
%49 = getelementptr inbounds i32, i32* %13, i64 %48
%50 = load i32, i32* %49
%51 = icmp sgt i32 %50, 0
br i1 %51, label %52, label %64
52: ; preds = %47
%53 = getelementptr inbounds i32*, i32** %16, i64 %48
br label %54
54: ; preds = %52, %54
%55 = phi i64 [ 0, %52 ], [ %60, %54 ]
%56 = load i32*, i32** %53
%57 = getelementptr inbounds i32, i32* %56, i64 %55
%58 = load i32, i32* %57
%59 = tail call i32 (i8*, ...) @printf(i8* dereferenceable(1) getelementptr inbounds ([6 x i8], [6 x i8]* @.str.3, i64 0, i64 0), i32 %58)
%60 = add nuw nsw i64 %55, 1
%61 = load i32, i32* %49
%62 = sext i32 %61 to i64
%63 = icmp slt i64 %60, %62
br i1 %63, label %54, label %64
64: ; preds = %54, %47
%65 = tail call i32 @putchar(i8 signext 10)
%66 = add nuw nsw i64 %48, 1
%67 = icmp eq i64 %66, %46
br i1 %67, label %68, label %47
68: ; preds = %64, %18, %43
ret i32 0
}