#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 */
float cos(float);
float sin(float);
float *gen_grid(float *grid_data, float *sin_data, float *cos_data, int height,
                int width) {
  float *curr_grid = grid_data;
  float *cos_data2 = cos_data;
  int x, y, kx, ky;
  float value;
  for (ky = 0; ky < height; ky++) {
    for (kx = 0; kx < width; kx++) {
      for (y = 0; y < height; y++) {
        for (x = 0; x < width; x++) {
          float diminish = kx * kx + ky * ky / 2.0 + 1.0;
          float phi = ((float)kx * (x + 73) * 3.1415926) / width +
                      ((float)ky * (y + 111) * 3.1415926) / height;
          value = (*sin_data) * sin(phi) + (*cos_data) * cos(phi);
          value = value / diminish;
          *curr_grid += value;
          curr_grid++;
        }
      }
      curr_grid = grid_data;
      cos_data++;
      sin_data++;
    }
  }
  return grid_data;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<gen_grid>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x60,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %ecx,-0x1c(%rbp)
mov    %r8d,-0x20(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
movl   $0x0,-0x40(%rbp)
mov    -0x40(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    131b <gen_grid+0x1fb>
movl   $0x0,-0x3c(%rbp)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
cmp    -0x20(%rbp),%eax
jge    1308 <gen_grid+0x1e8>
movl   $0x0,-0x38(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    12da <gen_grid+0x1ba>
movl   $0x0,-0x34(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
cmp    -0x20(%rbp),%eax
jge    12c7 <gen_grid+0x1a7>
mov    -0x3c(%rbp),%eax
imul   -0x3c(%rbp),%eax
cvtsi2sd %eax,%xmm0
mov    -0x40(%rbp),%eax
imul   -0x40(%rbp),%eax
cvtsi2sd %eax,%xmm1
movsd  0xe5b(%rip),%xmm2
divsd  %xmm2,%xmm1
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  0xe43(%rip),%xmm1
addsd  %xmm1,%xmm0
cvtsd2ss %xmm0,%xmm0
movss  %xmm0,-0x48(%rbp)
cvtsi2ssl -0x3c(%rbp),%xmm0
mov    -0x34(%rbp),%eax
add    $0x49,%eax
cvtsi2ss %eax,%xmm1
mulss  %xmm1,%xmm0
cvtss2sd %xmm0,%xmm0
movsd  0xe0f(%rip),%xmm1
mulsd  %xmm1,%xmm0
cvtsi2sdl -0x20(%rbp),%xmm1
divsd  %xmm1,%xmm0
cvtsi2ssl -0x40(%rbp),%xmm1
mov    -0x38(%rbp),%eax
add    $0x6f,%eax
cvtsi2ss %eax,%xmm2
mulss  %xmm2,%xmm1
cvtss2sd %xmm1,%xmm1
movsd  0xde3(%rip),%xmm2
mulsd  %xmm2,%xmm1
cvtsi2sdl -0x1c(%rbp),%xmm2
divsd  %xmm2,%xmm1
addsd  %xmm1,%xmm0
cvtsd2ss %xmm0,%xmm0
movss  %xmm0,-0x4c(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movss  (%rax),%xmm0
movss  %xmm0,-0x50(%rbp)
movss  -0x4c(%rbp),%xmm0
call   1030 <sin@plt>
movss  %xmm0,-0x54(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
movss  (%rax),%xmm0
movss  %xmm0,-0x58(%rbp)
movss  -0x4c(%rbp),%xmm0
call   1040 <cos@plt>
movss  -0x58(%rbp),%xmm1
movss  -0x54(%rbp),%xmm2
movaps %xmm0,%xmm3
movss  -0x50(%rbp),%xmm0
mulss  %xmm3,%xmm1
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
movss  %xmm0,-0x44(%rbp)
movss  -0x44(%rbp),%xmm0
divss  -0x48(%rbp),%xmm0
movss  %xmm0,-0x44(%rbp)
movss  -0x44(%rbp),%xmm0
mov    -0x28(%rbp),%rax
addss  (%rax),%xmm0
movss  %xmm0,(%rax)
mov    -0x28(%rbp),%rax
add    $0x4,%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
jmp    118b <gen_grid+0x6b>
jmp    12cc <gen_grid+0x1ac>
mov    -0x38(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x38(%rbp)
jmp    1178 <gen_grid+0x58>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
add    $0x4,%rax
mov    %rax,-0x18(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
add    $0x4,%rax
mov    %rax,-0x10(%rbp)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
jmp    1165 <gen_grid+0x45>
jmp    130d <gen_grid+0x1ed>
mov    -0x40(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x40(%rbp)
jmp    1152 <gen_grid+0x32>
mov    -0x8(%rbp),%rax
add    $0x60,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<gen_grid>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x58,%rsp
mov    %r8d,0x4(%rsp)
mov    %rdi,0x30(%rsp)
mov    %ecx,0x8(%rsp)
test   %ecx,%ecx
jle    1323 <gen_grid+0x203>
mov    %rdx,%r13
mov    %rsi,%rbp
mov    0x4(%rsp),%eax
cvtsi2sd %eax,%xmm1
cvtsi2sdl 0x8(%rsp),%xmm0
movsd  %xmm0,0x40(%rsp)
mov    %eax,%ebx
neg    %ebx
xor    %ecx,%ecx
movsd  0xea4(%rip),%xmm2
movsd  %xmm1,0x48(%rsp)
jmp    1191 <gen_grid+0x71>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
mov    0xc(%rsp),%ecx
add    $0x1,%ecx
cmp    0x8(%rsp),%ecx
je     1323 <gen_grid+0x203>
cmpl   $0x0,0x4(%rsp)
mov    %ecx,0xc(%rsp)
jle    1180 <gen_grid+0x60>
mov    %ecx,%eax
imul   %ecx,%eax
xorps  %xmm0,%xmm0
cvtsi2sd %eax,%xmm0
mulsd  0xe50(%rip),%xmm0
movsd  %xmm0,0x38(%rsp)
xorps  %xmm0,%xmm0
cvtsi2ss %ecx,%xmm0
movss  %xmm0,0x14(%rsp)
xor    %ecx,%ecx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
mov    %ecx,%eax
imul   %ecx,%eax
xorps  %xmm0,%xmm0
cvtsi2sd %eax,%xmm0
addsd  0x38(%rsp),%xmm0
addsd  0xe1e(%rip),%xmm0
xorps  %xmm3,%xmm3
cvtsd2ss %xmm0,%xmm3
mov    %ecx,0x10(%rsp)
xorps  %xmm4,%xmm4
cvtsi2ss %ecx,%xmm4
mov    0x30(%rsp),%r14
xor    %r15d,%r15d
movss  %xmm3,0x1c(%rsp)
movss  %xmm4,0x18(%rsp)
lea    0x6f(%r15),%eax
xorps  %xmm0,%xmm0
cvtsi2ss %eax,%xmm0
mulss  0x14(%rsp),%xmm0
cvtss2sd %xmm0,%xmm0
mulsd  %xmm2,%xmm0
divsd  0x40(%rsp),%xmm0
movsd  %xmm0,0x50(%rsp)
mov    $0x49,%r12d
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
xorps  %xmm0,%xmm0
cvtsi2ss %r12d,%xmm0
mulss  %xmm4,%xmm0
cvtss2sd %xmm0,%xmm0
mulsd  %xmm2,%xmm0
divsd  %xmm1,%xmm0
addsd  0x50(%rsp),%xmm0
xorps  %xmm1,%xmm1
cvtsd2ss %xmm0,%xmm1
movss  %xmm1,0x20(%rsp)
movss  0x0(%rbp),%xmm0
movss  %xmm0,0x2c(%rsp)
movaps %xmm1,%xmm0
call   1030 <sin@plt>
movss  %xmm0,0x28(%rsp)
movss  0x0(%r13),%xmm0
movss  %xmm0,0x24(%rsp)
movss  0x20(%rsp),%xmm0
call   1040 <cos@plt>
movss  0x18(%rsp),%xmm4
movss  0x1c(%rsp),%xmm3
movsd  0xd61(%rip),%xmm2
movsd  0x48(%rsp),%xmm1
mulss  0x24(%rsp),%xmm0
movss  0x28(%rsp),%xmm5
mulss  0x2c(%rsp),%xmm5
addss  %xmm0,%xmm5
divss  %xmm3,%xmm5
addss  (%r14),%xmm5
movss  %xmm5,(%r14)
add    $0x4,%r14
lea    (%rbx,%r12,1),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %r12d,%ecx
add    $0x1,%ecx
mov    %ecx,%r12d
cmp    $0x49,%eax
jne    1240 <gen_grid+0x120>
add    $0x1,%r15d
cmp    0x8(%rsp),%r15d
jne    1210 <gen_grid+0xf0>
add    $0x4,%r13
add    $0x4,%rbp
mov    0x10(%rsp),%ecx
add    $0x1,%ecx
cmp    0x4(%rsp),%ecx
jne    11d0 <gen_grid+0xb0>
jmp    1180 <gen_grid+0x60>
mov    0x30(%rsp),%rax
add    $0x58,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define float* @gen_grid(float* %0, float* %1, float* %2, i32 %3, i32 %4) {
%6 = alloca float*
%7 = alloca float*
%8 = alloca float*
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca float*
%12 = alloca float*
%13 = alloca i32
%14 = alloca i32
%15 = alloca i32
%16 = alloca i32
%17 = alloca float
%18 = alloca float
%19 = alloca float
store float* %0, float** %6
store float* %1, float** %7
store float* %2, float** %8
store i32 %3, i32* %9
store i32 %4, i32* %10
%20 = load float*, float** %6
store float* %20, float** %11
%21 = load float*, float** %8
store float* %21, float** %12
store i32 0, i32* %16
br label %22
22: ; preds = %114, %5
%23 = load i32, i32* %16
%24 = load i32, i32* %9
%25 = icmp slt i32 %23, %24
br i1 %25, label %26, label %117
26: ; preds = %22
store i32 0, i32* %15
br label %27
27: ; preds = %110, %26
%28 = load i32, i32* %15
%29 = load i32, i32* %10
%30 = icmp slt i32 %28, %29
br i1 %30, label %31, label %113
31: ; preds = %27
store i32 0, i32* %14
br label %32
32: ; preds = %101, %31
%33 = load i32, i32* %14
%34 = load i32, i32* %9
%35 = icmp slt i32 %33, %34
br i1 %35, label %36, label %104
36: ; preds = %32
store i32 0, i32* %13
br label %37
37: ; preds = %97, %36
%38 = load i32, i32* %13
%39 = load i32, i32* %10
%40 = icmp slt i32 %38, %39
br i1 %40, label %41, label %100
41: ; preds = %37
%42 = load i32, i32* %15
%43 = load i32, i32* %15
%44 = mul nsw i32 %42, %43
%45 = sitofp i32 %44 to double
%46 = load i32, i32* %16
%47 = load i32, i32* %16
%48 = mul nsw i32 %46, %47
%49 = sitofp i32 %48 to double
%50 = fdiv double %49, 2.000000e+00
%51 = fadd double %45, %50
%52 = fadd double %51, 1.000000e+00
%53 = fptrunc double %52 to float
store float %53, float* %18
%54 = load i32, i32* %15
%55 = sitofp i32 %54 to float
%56 = load i32, i32* %13
%57 = add nsw i32 %56, 73
%58 = sitofp i32 %57 to float
%59 = fmul float %55, %58
%60 = fpext float %59 to double
%61 = fmul double %60, 0x400921FB4D12D84A
%62 = load i32, i32* %10
%63 = sitofp i32 %62 to double
%64 = fdiv double %61, %63
%65 = load i32, i32* %16
%66 = sitofp i32 %65 to float
%67 = load i32, i32* %14
%68 = add nsw i32 %67, 111
%69 = sitofp i32 %68 to float
%70 = fmul float %66, %69
%71 = fpext float %70 to double
%72 = fmul double %71, 0x400921FB4D12D84A
%73 = load i32, i32* %9
%74 = sitofp i32 %73 to double
%75 = fdiv double %72, %74
%76 = fadd double %64, %75
%77 = fptrunc double %76 to float
store float %77, float* %19
%78 = load float*, float** %7
%79 = load float, float* %78
%80 = load float, float* %19
%81 = call float @sin(float %80)
%82 = load float*, float** %8
%83 = load float, float* %82
%84 = load float, float* %19
%85 = call float @cos(float %84)
%86 = fmul float %83, %85
%87 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %79, float %81, float %86)
store float %87, float* %17
%88 = load float, float* %17
%89 = load float, float* %18
%90 = fdiv float %88, %89
store float %90, float* %17
%91 = load float, float* %17
%92 = load float*, float** %11
%93 = load float, float* %92
%94 = fadd float %93, %91
store float %94, float* %92
%95 = load float*, float** %11
%96 = getelementptr inbounds float, float* %95, i32 1
store float* %96, float** %11
br label %97
97: ; preds = %41
%98 = load i32, i32* %13
%99 = add nsw i32 %98, 1
store i32 %99, i32* %13
br label %37
100: ; preds = %37
br label %101
101: ; preds = %100
%102 = load i32, i32* %14
%103 = add nsw i32 %102, 1
store i32 %103, i32* %14
br label %32
104: ; preds = %32
%105 = load float*, float** %6
store float* %105, float** %11
%106 = load float*, float** %8
%107 = getelementptr inbounds float, float* %106, i32 1
store float* %107, float** %8
%108 = load float*, float** %7
%109 = getelementptr inbounds float, float* %108, i32 1
store float* %109, float** %7
br label %110
110: ; preds = %104
%111 = load i32, i32* %15
%112 = add nsw i32 %111, 1
store i32 %112, i32* %15
br label %27
113: ; preds = %27
br label %114
114: ; preds = %113
%115 = load i32, i32* %16
%116 = add nsw i32 %115, 1
store i32 %116, i32* %16
br label %22
117: ; preds = %22
%118 = load float*, float** %6
ret float* %118
}

LLVM IR (-O2):
define float* @gen_grid(float* returned %0, float* nocapture %1, float* nocapture %2, i32 %3, i32 %4) {
%6 = icmp sgt i32 %3, 0
br i1 %6, label %7, label %75
7: ; preds = %5
%8 = icmp sgt i32 %4, 0
%9 = sitofp i32 %4 to double
%10 = sitofp i32 %3 to double
br label %11
11: ; preds = %7, %70
%12 = phi float* [ %1, %7 ], [ %72, %70 ]
%13 = phi float* [ %2, %7 ], [ %71, %70 ]
%14 = phi i32 [ 0, %7 ], [ %73, %70 ]
br i1 %8, label %15, label %70
15: ; preds = %11
%16 = mul nsw i32 %14, %14
%17 = sitofp i32 %16 to double
%18 = fmul double %17, 5.000000e-01
%19 = sitofp i32 %14 to float
br label %20
20: ; preds = %65, %15
%21 = phi float* [ %12, %15 ], [ %67, %65 ]
%22 = phi float* [ %13, %15 ], [ %66, %65 ]
%23 = phi i32 [ 0, %15 ], [ %68, %65 ]
%24 = mul nsw i32 %23, %23
%25 = sitofp i32 %24 to double
%26 = fadd double %18, %25
%27 = fadd double %26, 1.000000e+00
%28 = fptrunc double %27 to float
%29 = sitofp i32 %23 to float
br label %30
30: ; preds = %62, %20
%31 = phi float* [ %0, %20 ], [ %59, %62 ]
%32 = phi i32 [ 0, %20 ], [ %63, %62 ]
%33 = add nuw nsw i32 %32, 111
%34 = sitofp i32 %33 to float
%35 = fmul float %19, %34
%36 = fpext float %35 to double
%37 = fmul double %36, 0x400921FB4D12D84A
%38 = fdiv double %37, %10
br label %39
39: ; preds = %30, %39
%40 = phi float* [ %31, %30 ], [ %59, %39 ]
%41 = phi i32 [ 0, %30 ], [ %60, %39 ]
%42 = add nuw nsw i32 %41, 73
%43 = sitofp i32 %42 to float
%44 = fmul float %29, %43
%45 = fpext float %44 to double
%46 = fmul double %45, 0x400921FB4D12D84A
%47 = fdiv double %46, %9
%48 = fadd double %38, %47
%49 = fptrunc double %48 to float
%50 = load float, float* %21
%51 = tail call float @sin(float %49)
%52 = load float, float* %22
%53 = tail call float @cos(float %49)
%54 = fmul float %52, %53
%55 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %50, float %51, float %54)
%56 = fdiv float %55, %28
%57 = load float, float* %40
%58 = fadd float %57, %56
store float %58, float* %40
%59 = getelementptr inbounds float, float* %40, i64 1
%60 = add nuw nsw i32 %41, 1
%61 = icmp eq i32 %60, %4
br i1 %61, label %62, label %39
62: ; preds = %39
%63 = add nuw nsw i32 %32, 1
%64 = icmp eq i32 %63, %3
br i1 %64, label %65, label %30
65: ; preds = %62
%66 = getelementptr inbounds float, float* %22, i64 1
%67 = getelementptr inbounds float, float* %21, i64 1
%68 = add nuw nsw i32 %23, 1
%69 = icmp eq i32 %68, %4
br i1 %69, label %70, label %20
70: ; preds = %65, %11
%71 = phi float* [ %13, %11 ], [ %66, %65 ]
%72 = phi float* [ %12, %11 ], [ %67, %65 ]
%73 = add nuw nsw i32 %14, 1
%74 = icmp eq i32 %73, %3
br i1 %74, label %75, label %11
75: ; preds = %70, %5
ret float* %0
}