#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*/ free(double *);
int /*<<< orphan*/ jacobi(int, int, double *, double *);
scalar_t__ malloc(int);
int /*<<< orphan*/ memset(double *, int /*<<< orphan*/, int);
int /*<<< orphan*/ omp_set_num_threads(int);
int /*<<< orphan*/ printf(char *, int, int);
int /*<<< orphan*/ write_solution(int, double *, char *);
int main(int argc, char **argv) {
  int i;
  int n, nsteps;
  double *u;
  double *f;
  double h;
  char *fname;
  n = (argc > 1) ? atoi(argv[1]) : 100;
  nsteps = (argc > 2) ? atoi(argv[2]) : 100;
  fname = (argc > 3) ? argv[3] : NULL;
  h = 1.0 / n;
  omp_set_num_threads(4);
  u = (double *)malloc((n + 1) * sizeof(double));
  f = (double *)malloc((n + 1) * sizeof(double));
  memset(u, 0, (n + 1) * sizeof(double));
  for (i = 0; i <= n; ++i)
    f[i] = i * h;
  jacobi(nsteps, n, u, f);
  printf("n: %d\n"
         "nsteps: %d\n",
         n, nsteps);
  if (fname)
    write_solution(n, u, fname);
  free(f);
  free(u);
  return 0;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<main>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x50,%rsp
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
mov    %edi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
cmpl   $0x1,-0x8(%rbp)
jle    11b5 <main+0x35>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    0x8(%rax),%rdi
call   1090 <atoi@plt>
mov    %eax,-0x44(%rbp)
jmp    11c2 <main+0x42>
mov    $0x64,%eax
mov    %eax,-0x44(%rbp)
jmp    11c2 <main+0x42>
mov    -0x44(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
cmpl   $0x2,-0x8(%rbp)
jle    11e7 <main+0x67>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    0x10(%rax),%rdi
call   1090 <atoi@plt>
mov    %eax,-0x48(%rbp)
jmp    11f4 <main+0x74>
mov    $0x64,%eax
mov    %eax,-0x48(%rbp)
jmp    11f4 <main+0x74>
mov    -0x48(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
cmpl   $0x3,-0x8(%rbp)
jle    1215 <main+0x95>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    0x18(%rax),%rax
mov    %rax,-0x50(%rbp)
jmp    1220 <main+0xa0>
xor    %eax,%eax
mov    %rax,-0x50(%rbp)
jmp    1220 <main+0xa0>
mov    -0x50(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
cvtsi2sdl -0x18(%rbp),%xmm1
movsd  0xdcb(%rip),%xmm0
divsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x38(%rbp)
mov    $0x4,%edi
call   1080 <omp_set_num_threads@plt>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
cltq
shl    $0x3,%rax
mov    %eax,%edi
call   1070 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
cltq
shl    $0x3,%rax
mov    %eax,%edi
call   1070 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rdi
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
cltq
shl    $0x3,%rax
mov    %eax,%edx
xor    %esi,%esi
call   1060 <memset@plt>
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jg     12c7 <main+0x147>
cvtsi2sdl -0x14(%rbp),%xmm0
mulsd  -0x38(%rbp),%xmm0
mov    -0x30(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1296 <main+0x116>
mov    -0x1c(%rbp),%edi
mov    -0x18(%rbp),%esi
mov    -0x28(%rbp),%rdx
mov    -0x30(%rbp),%rcx
call   1040 <jacobi@plt>
mov    -0x18(%rbp),%esi
mov    -0x1c(%rbp),%edx
lea    0xd21(%rip),%rdi
call   1050 <printf@plt>
cmpq   $0x0,-0x40(%rbp)
je     1307 <main+0x187>
mov    -0x18(%rbp),%edi
mov    -0x28(%rbp),%rsi
mov    -0x40(%rbp),%rdx
call   10a0 <write_solution@plt>
mov    -0x30(%rbp),%rdi
call   1030 <free@plt>
mov    -0x28(%rbp),%rdi
call   1030 <free@plt>
xor    %eax,%eax
add    $0x50,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<main>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    $0x64,%r15d
cmp    $0x2,%edi
jl     11c3 <main+0x43>
mov    %rsi,%rbp
mov    %edi,%ebx
mov    0x8(%rsi),%rdi
call   1090 <atoi@plt>
mov    %eax,%r13d
cmp    $0x2,%ebx
je     11ce <main+0x4e>
mov    0x10(%rbp),%rdi
call   1090 <atoi@plt>
mov    %eax,%r15d
cmp    $0x4,%ebx
jb     11ce <main+0x4e>
mov    0x18(%rbp),%r14
jmp    11d1 <main+0x51>
xor    %r14d,%r14d
mov    $0x64,%r13d
jmp    11d1 <main+0x51>
xor    %r14d,%r14d
mov    $0x4,%edi
call   1080 <omp_set_num_threads@plt>
lea    0x8(,%r13,8),%ebx
mov    %ebx,%edi
call   1070 <malloc@plt>
mov    %rax,%r12
mov    %ebx,%edi
call   1070 <malloc@plt>
mov    %rax,%rbp
mov    %r12,%rdi
xor    %esi,%esi
mov    %ebx,%edx
call   1060 <memset@plt>
test   %r13d,%r13d
js     133a <main+0x1ba>
cvtsi2sd %r13d,%xmm1
movsd  0xde7(%rip),%xmm0
divsd  %xmm1,%xmm0
lea    0x1(%r13),%eax
cmp    $0x3,%r13d
jae    122e <main+0xae>
xor    %ecx,%ecx
jmp    1320 <main+0x1a0>
mov    %eax,%ecx
and    $0xfffffffc,%ecx
movapd %xmm0,%xmm1
unpcklpd %xmm0,%xmm1
lea    -0x4(%rcx),%rdx
mov    %rdx,%rsi
shr    $0x2,%rsi
add    $0x1,%rsi
test   %rdx,%rdx
je     1391 <main+0x211>
mov    %rsi,%rdi
and    $0xfffffffffffffffe,%rdi
movdqa 0xdae(%rip),%xmm4
xor    %edx,%edx
movdqa 0xdb3(%rip),%xmm8
movdqa 0xdba(%rip),%xmm9
movdqa 0xdc2(%rip),%xmm5
movdqa 0xdca(%rip),%xmm6
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
movdqa %xmm4,%xmm7
cvtdq2pd %xmm4,%xmm3
paddd  %xmm8,%xmm7
cvtdq2pd %xmm7,%xmm7
mulpd  %xmm1,%xmm3
mulpd  %xmm1,%xmm7
movupd %xmm3,0x0(%rbp,%rdx,8)
movdqa %xmm4,%xmm3
paddd  %xmm9,%xmm3
movdqa %xmm4,%xmm2
paddd  %xmm5,%xmm2
cvtdq2pd %xmm3,%xmm3
cvtdq2pd %xmm2,%xmm2
movupd %xmm7,0x10(%rbp,%rdx,8)
mulpd  %xmm1,%xmm3
mulpd  %xmm1,%xmm2
movupd %xmm3,0x20(%rbp,%rdx,8)
movupd %xmm2,0x30(%rbp,%rdx,8)
add    $0x8,%rdx
paddd  %xmm6,%xmm4
add    $0xfffffffffffffffe,%rdi
jne    1290 <main+0x110>
test   $0x1,%sil
je     131a <main+0x19a>
cvtdq2pd %xmm4,%xmm2
paddd  0xd1e(%rip),%xmm4
cvtdq2pd %xmm4,%xmm3
mulpd  %xmm1,%xmm2
mulpd  %xmm1,%xmm3
movupd %xmm2,0x0(%rbp,%rdx,8)
movupd %xmm3,0x10(%rbp,%rdx,8)
cmp    %rax,%rcx
je     133a <main+0x1ba>
nop
xorps  %xmm1,%xmm1
cvtsi2sd %ecx,%xmm1
mulsd  %xmm0,%xmm1
movsd  %xmm1,0x0(%rbp,%rcx,8)
add    $0x1,%rcx
cmp    %rcx,%rax
jne    1320 <main+0x1a0>
mov    %r15d,%edi
mov    %r13d,%esi
mov    %r12,%rdx
mov    %rbp,%rcx
call   1040 <jacobi@plt>
lea    0xd0e(%rip),%rdi
mov    %r13d,%esi
mov    %r15d,%edx
call   1050 <printf@plt>
test   %r14,%r14
je     1370 <main+0x1f0>
mov    %r13d,%edi
mov    %r12,%rsi
mov    %r14,%rdx
call   10a0 <write_solution@plt>
mov    %rbp,%rdi
call   1030 <free@plt>
mov    %r12,%rdi
call   1030 <free@plt>
xor    %eax,%eax
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret
movdqa 0xc77(%rip),%xmm4
xor    %edx,%edx
test   $0x1,%sil
jne    12f6 <main+0x176>
jmp    131a <main+0x19a>

LLVM IR (-O0):
@.str = [18 x i8] c"n: %d\0Ansteps: %d\0A\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 double*
%10 = alloca double*
%11 = alloca double
%12 = alloca i8*
store i32 0, i32* %3
store i32 %0, i32* %4
store i8** %1, i8*** %5
%13 = load i32, i32* %4
%14 = icmp sgt i32 %13, 1
br i1 %14, label %15, label %20
15: ; preds = %2
%16 = load i8**, i8*** %5
%17 = getelementptr inbounds i8*, i8** %16, i64 1
%18 = load i8*, i8** %17
%19 = call i32 @atoi(i8* %18)
br label %21
20: ; preds = %2
br label %21
21: ; preds = %20, %15
%22 = phi i32 [ %19, %15 ], [ 100, %20 ]
store i32 %22, i32* %7
%23 = load i32, i32* %4
%24 = icmp sgt i32 %23, 2
br i1 %24, label %25, label %30
25: ; preds = %21
%26 = load i8**, i8*** %5
%27 = getelementptr inbounds i8*, i8** %26, i64 2
%28 = load i8*, i8** %27
%29 = call i32 @atoi(i8* %28)
br label %31
30: ; preds = %21
br label %31
31: ; preds = %30, %25
%32 = phi i32 [ %29, %25 ], [ 100, %30 ]
store i32 %32, i32* %8
%33 = load i32, i32* %4
%34 = icmp sgt i32 %33, 3
br i1 %34, label %35, label %39
35: ; preds = %31
%36 = load i8**, i8*** %5
%37 = getelementptr inbounds i8*, i8** %36, i64 3
%38 = load i8*, i8** %37
br label %40
39: ; preds = %31
br label %40
40: ; preds = %39, %35
%41 = phi i8* [ %38, %35 ], [ null, %39 ]
store i8* %41, i8** %12
%42 = load i32, i32* %7
%43 = sitofp i32 %42 to double
%44 = fdiv double 1.000000e+00, %43
store double %44, double* %11
%45 = call i32 @omp_set_num_threads(i32 4)
%46 = load i32, i32* %7
%47 = add nsw i32 %46, 1
%48 = sext i32 %47 to i64
%49 = mul i64 %48, 8
%50 = trunc i64 %49 to i32
%51 = call i64 @malloc(i32 %50)
%52 = inttoptr i64 %51 to double*
store double* %52, double** %9
%53 = load i32, i32* %7
%54 = add nsw i32 %53, 1
%55 = sext i32 %54 to i64
%56 = mul i64 %55, 8
%57 = trunc i64 %56 to i32
%58 = call i64 @malloc(i32 %57)
%59 = inttoptr i64 %58 to double*
store double* %59, double** %10
%60 = load double*, double** %9
%61 = load i32, i32* %7
%62 = add nsw i32 %61, 1
%63 = sext i32 %62 to i64
%64 = mul i64 %63, 8
%65 = trunc i64 %64 to i32
%66 = call i32 @memset(double* %60, i32 0, i32 %65)
store i32 0, i32* %6
br label %67
67: ; preds = %80, %40
%68 = load i32, i32* %6
%69 = load i32, i32* %7
%70 = icmp sle i32 %68, %69
br i1 %70, label %71, label %83
71: ; preds = %67
%72 = load i32, i32* %6
%73 = sitofp i32 %72 to double
%74 = load double, double* %11
%75 = fmul double %73, %74
%76 = load double*, double** %10
%77 = load i32, i32* %6
%78 = sext i32 %77 to i64
%79 = getelementptr inbounds double, double* %76, i64 %78
store double %75, double* %79
br label %80
80: ; preds = %71
%81 = load i32, i32* %6
%82 = add nsw i32 %81, 1
store i32 %82, i32* %6
br label %67
83: ; preds = %67
%84 = load i32, i32* %8
%85 = load i32, i32* %7
%86 = load double*, double** %9
%87 = load double*, double** %10
%88 = call i32 @jacobi(i32 %84, i32 %85, double* %86, double* %87)
%89 = load i32, i32* %7
%90 = load i32, i32* %8
%91 = call i32 @printf(i8* getelementptr inbounds ([18 x i8], [18 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32 %89, i32 %90)
%92 = load i8*, i8** %12
%93 = icmp ne i8* %92, null
br i1 %93, label %94, label %99
94: ; preds = %83
%95 = load i32, i32* %7
%96 = load double*, double** %9
%97 = load i8*, i8** %12
%98 = call i32 @write_solution(i32 %95, double* %96, i8* %97)
br label %99
99: ; preds = %94, %83
%100 = load double*, double** %10
%101 = call i32 @free(double* %100)
%102 = load double*, double** %9
%103 = call i32 @free(double* %102)
ret i32 0
}

LLVM IR (-O2):
@.str = [18 x i8] c"n: %d\0Ansteps: %d\0A\00"
define i32 @main(i32 %0, i8** nocapture %1) {
%3 = icmp sgt i32 %0, 1
br i1 %3, label %4, label %17
4: ; preds = %2
%5 = getelementptr inbounds i8*, i8** %1, i64 1
%6 = load i8*, i8** %5
%7 = tail call i32 @atoi(i8* %6)
%8 = icmp eq i32 %0, 2
br i1 %8, label %17, label %9
9: ; preds = %4
%10 = getelementptr inbounds i8*, i8** %1, i64 2
%11 = load i8*, i8** %10
%12 = tail call i32 @atoi(i8* %11)
%13 = icmp ugt i32 %0, 3
br i1 %13, label %14, label %17
14: ; preds = %9
%15 = getelementptr inbounds i8*, i8** %1, i64 3
%16 = load i8*, i8** %15
br label %17
17: ; preds = %2, %4, %9, %14
%18 = phi i32 [ %12, %14 ], [ %12, %9 ], [ 100, %4 ], [ 100, %2 ]
%19 = phi i32 [ %7, %14 ], [ %7, %9 ], [ %7, %4 ], [ 100, %2 ]
%20 = phi i8* [ %16, %14 ], [ null, %9 ], [ null, %4 ], [ null, %2 ]
%21 = sitofp i32 %19 to double
%22 = fdiv double 1.000000e+00, %21
%23 = tail call i32 @omp_set_num_threads(i32 4)
%24 = shl i32 %19, 3
%25 = add i32 %24, 8
%26 = tail call i64 @malloc(i32 %25)
%27 = inttoptr i64 %26 to double*
%28 = tail call i64 @malloc(i32 %25)
%29 = inttoptr i64 %28 to double*
%30 = tail call i32 @memset(double* %27, i32 0, i32 %25)
%31 = icmp slt i32 %19, 0
br i1 %31, label %103, label %32
32: ; preds = %17
%33 = add nuw i32 %19, 1
%34 = zext i32 %33 to i64
%35 = icmp ult i32 %19, 3
br i1 %35, label %93, label %36
36: ; preds = %32
%37 = and i64 %34, 4294967292
%38 = insertelement <2 x double> poison, double %22, i64 0
%39 = shufflevector <2 x double> %38, <2 x double> poison, <2 x i32> zeroinitializer
%40 = insertelement <2 x double> poison, double %22, i64 0
%41 = shufflevector <2 x double> %40, <2 x double> poison, <2 x i32> zeroinitializer
%42 = add nsw i64 %37, -4
%43 = lshr exact i64 %42, 2
%44 = add nuw nsw i64 %43, 1
%45 = and i64 %44, 1
%46 = icmp eq i64 %42, 0
br i1 %46, label %77, label %47
47: ; preds = %36
%48 = and i64 %44, 9223372036854775806
br label %49
49: ; preds = %49, %47
%50 = phi i64 [ 0, %47 ], [ %73, %49 ]
%51 = phi <2 x i32> [ <i32 0, i32 1>, %47 ], [ %74, %49 ]
%52 = phi i64 [ 0, %47 ], [ %75, %49 ]
%53 = add <2 x i32> %51, <i32 2, i32 2>
%54 = sitofp <2 x i32> %51 to <2 x double>
%55 = sitofp <2 x i32> %53 to <2 x double>
%56 = fmul <2 x double> %39, %54
%57 = fmul <2 x double> %41, %55
%58 = getelementptr inbounds double, double* %29, i64 %50
%59 = bitcast double* %58 to <2 x double>*
store <2 x double> %56, <2 x double>* %59
%60 = getelementptr inbounds double, double* %58, i64 2
%61 = bitcast double* %60 to <2 x double>*
store <2 x double> %57, <2 x double>* %61
%62 = or i64 %50, 4
%63 = add <2 x i32> %51, <i32 4, i32 4>
%64 = add <2 x i32> %51, <i32 6, i32 6>
%65 = sitofp <2 x i32> %63 to <2 x double>
%66 = sitofp <2 x i32> %64 to <2 x double>
%67 = fmul <2 x double> %39, %65
%68 = fmul <2 x double> %41, %66
%69 = getelementptr inbounds double, double* %29, i64 %62
%70 = bitcast double* %69 to <2 x double>*
store <2 x double> %67, <2 x double>* %70
%71 = getelementptr inbounds double, double* %69, i64 2
%72 = bitcast double* %71 to <2 x double>*
store <2 x double> %68, <2 x double>* %72
%73 = add nuw i64 %50, 8
%74 = add <2 x i32> %51, <i32 8, i32 8>
%75 = add i64 %52, 2
%76 = icmp eq i64 %75, %48
br i1 %76, label %77, label %49
77: ; preds = %49, %36
%78 = phi i64 [ 0, %36 ], [ %73, %49 ]
%79 = phi <2 x i32> [ <i32 0, i32 1>, %36 ], [ %74, %49 ]
%80 = icmp eq i64 %45, 0
br i1 %80, label %91, label %81
81: ; preds = %77
%82 = add <2 x i32> %79, <i32 2, i32 2>
%83 = sitofp <2 x i32> %79 to <2 x double>
%84 = sitofp <2 x i32> %82 to <2 x double>
%85 = fmul <2 x double> %39, %83
%86 = fmul <2 x double> %41, %84
%87 = getelementptr inbounds double, double* %29, i64 %78
%88 = bitcast double* %87 to <2 x double>*
store <2 x double> %85, <2 x double>* %88
%89 = getelementptr inbounds double, double* %87, i64 2
%90 = bitcast double* %89 to <2 x double>*
store <2 x double> %86, <2 x double>* %90
br label %91
91: ; preds = %77, %81
%92 = icmp eq i64 %37, %34
br i1 %92, label %103, label %93
93: ; preds = %32, %91
%94 = phi i64 [ 0, %32 ], [ %37, %91 ]
br label %95
95: ; preds = %93, %95
%96 = phi i64 [ %101, %95 ], [ %94, %93 ]
%97 = trunc i64 %96 to i32
%98 = sitofp i32 %97 to double
%99 = fmul double %22, %98
%100 = getelementptr inbounds double, double* %29, i64 %96
store double %99, double* %100
%101 = add nuw nsw i64 %96, 1
%102 = icmp eq i64 %101, %34
br i1 %102, label %103, label %95
103: ; preds = %95, %91, %17
%104 = tail call i32 @jacobi(i32 %18, i32 %19, double* %27, double* %29)
%105 = tail call i32 @printf(i8* getelementptr inbounds ([18 x i8], [18 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32 %19, i32 %18)
%106 = icmp eq i8* %20, null
br i1 %106, label %109, label %107
107: ; preds = %103
%108 = tail call i32 @write_solution(i32 %19, double* %27, i8* %20)
br label %109
109: ; preds = %107, %103
%110 = tail call i32 @free(double* %29)
%111 = tail call i32 @free(double* %27)
ret i32 0
}