#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 /*<<< orphan*/ memcpy(int **, int **, int);
bool update_sandpile(int rows, int cols, int sandpile[][cols]) {
  int last_state[rows][cols];
  memcpy(last_state, sandpile, rows * cols * sizeof(int));
  bool unstable = false;
  for (int i = 0; i < rows; i++) {
    for (int j = 0; j < cols; j++) {
      if (last_state[i][j] > 3) {
        sandpile[i][j] -= 4;
        if (i > 0)
          sandpile[i - 1][j]++;
        if (i < (rows - 1))
          sandpile[i + 1][j]++;
        if (j > 0)
          sandpile[i][j - 1]++;
        if (j < (cols - 1))
          sandpile[i][j + 1]++;
        unstable = true;
      }
    }
  }
  return unstable;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<update_sandpile>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x50,%rsp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %esi,-0x8(%rbp)
mov    %rdx,-0x10(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    %eax,%esi
mov    %rsi,-0x50(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    %eax,%ecx
mov    %rsi,%rax
mov    %rax,-0x48(%rbp)
mov    %rsp,%rdx
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %rcx,%rdx
imul   %rsi,%rdx
lea    0xf(,%rdx,4),%rdx
and    $0xfffffffffffffff0,%rdx
mov    %rsp,%rdi
sub    %rdx,%rdi
mov    %rdi,-0x40(%rbp)
mov    %rdi,%rsp
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rsi
mov    -0x4(%rbp),%eax
imul   -0x8(%rbp),%eax
cltq
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edx
call   1030 <memcpy@plt>
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
movl   $0x0,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    12fb <update_sandpile+0x1eb>
movl   $0x0,-0x34(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
jge    12e8 <update_sandpile+0x1d8>
mov    -0x40(%rbp),%rax
mov    -0x48(%rbp),%rdx
movslq -0x30(%rbp),%rcx
imul   %rdx,%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x34(%rbp),%rcx
cmpl   $0x3,(%rax,%rcx,4)
jle    12d5 <update_sandpile+0x1c5>
mov    -0x50(%rbp),%rdx
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x30(%rbp),%rcx
imul   %rdx,%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x34(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
sub    $0x4,%edx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
cmpl   $0x0,-0x30(%rbp)
jle    1227 <update_sandpile+0x117>
mov    -0x50(%rbp),%rdx
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x30(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
imul   %rdx,%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x34(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x30(%rbp),%eax
mov    -0x4(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    1261 <update_sandpile+0x151>
mov    -0x50(%rbp),%rdx
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x30(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
imul   %rdx,%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x34(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
cmpl   $0x0,-0x34(%rbp)
jle    1294 <update_sandpile+0x184>
mov    -0x50(%rbp),%rdx
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x30(%rbp),%rcx
imul   %rdx,%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    -0x34(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x34(%rbp),%eax
mov    -0x8(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    12ce <update_sandpile+0x1be>
mov    -0x50(%rbp),%rdx
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x30(%rbp),%rcx
imul   %rdx,%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    -0x34(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
movl   $0x1,-0x2c(%rbp)
jmp    12da <update_sandpile+0x1ca>
mov    -0x34(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
jmp    119f <update_sandpile+0x8f>
jmp    12ed <update_sandpile+0x1dd>
mov    -0x30(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
jmp    118c <update_sandpile+0x7c>
mov    -0x2c(%rbp),%eax
mov    -0x18(%rbp),%rcx
mov    %rcx,%rsp
mov    %rbp,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<update_sandpile>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x48,%rsp
mov    %rdx,%r14
mov    %esi,%r12d
mov    %edi,%r13d
mov    %esi,%r15d
mov    %edi,%ecx
mov    %r15,%rax
mov    %rcx,-0x30(%rbp)
imul   %rcx,%rax
lea    0xf(,%rax,4),%rax
and    $0xfffffffffffffff0,%rax
mov    %rsp,%rbx
sub    %rax,%rbx
mov    %rbx,%rsp
mov    %edi,%edx
imul   %esi,%edx
shl    $0x2,%edx
mov    %rbx,%rdi
mov    %r14,%rsi
call   1030 <memcpy@plt>
test   %r13d,%r13d
jle    12e9 <update_sandpile+0x1d9>
add    $0xffffffff,%r13d
lea    -0x1(%r12),%eax
movslq %eax,%r11
lea    0x8(%r14),%rax
mov    %rax,-0x50(%rbp)
lea    0x4(%r14),%rax
mov    %rax,-0x48(%rbp)
lea    0x4(%rbx),%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
lea    -0x1(%r15),%rsi
xor    %edi,%edi
xor    %eax,%eax
mov    %r15,%r9
mov    -0x30(%rbp),%rcx
mov    %r14,-0x68(%rbp)
mov    %r12,-0x60(%rbp)
mov    %r15,-0x58(%rbp)
mov    %rbx,-0x38(%rbp)
jmp    11c3 <update_sandpile+0xb3>
add    $0x1,%rdi
mov    %rdi,%r15
mov    %r15,%rdi
cmp    %rcx,%r15
je     12eb <update_sandpile+0x1db>
test   %r12d,%r12d
jle    11b0 <update_sandpile+0xa0>
mov    %rdi,%rcx
imul   %r9,%rcx
mov    %r14,%r10
lea    (%r14,%rcx,4),%r8
mov    $0xffffffff,%edx
lea    (%rdi,%rdx,1),%r14d
imul   %r9,%r14
lea    0x1(%rdi),%r15
mov    %r15,%rdx
imul   %r9,%rdx
cmpl   $0x4,(%rbx,%rcx,4)
jl     1230 <update_sandpile+0x120>
addl   $0xfffffffc,(%r8)
test   %rdi,%rdi
je     1202 <update_sandpile+0xf2>
addl   $0x1,(%r10,%r14,4)
cmp    %r13,%rdi
jge    120c <update_sandpile+0xfc>
addl   $0x1,(%r10,%rdx,4)
mov    $0x1,%eax
cmp    $0x2,%r12d
jb     1236 <update_sandpile+0x126>
addl   $0x1,0x4(%r8)
mov    $0x1,%eax
jmp    1250 <update_sandpile+0x140>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
cmp    $0x1,%r12d
jne    1250 <update_sandpile+0x140>
mov    -0x38(%rbp),%rbx
mov    %r10,%r14
mov    -0x30(%rbp),%rcx
jmp    11b7 <update_sandpile+0xa7>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
mov    -0x50(%rbp),%rbx
lea    (%rbx,%rcx,4),%r9
mov    -0x48(%rbp),%rbx
lea    (%rbx,%rdx,4),%r10
lea    (%rbx,%r14,4),%r12
mov    -0x40(%rbp),%rdx
lea    (%rdx,%rcx,4),%r14
xor    %ecx,%ecx
mov    $0xffffffff,%ebx
jmp    1285 <update_sandpile+0x175>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
cmp    %rcx,%rsi
je     12d0 <update_sandpile+0x1c0>
mov    %rcx,%rdx
add    $0x1,%rcx
cmpl   $0x4,(%r14,%rdx,4)
jl     1280 <update_sandpile+0x170>
addl   $0xfffffffc,-0x4(%r9,%rdx,4)
test   %rdi,%rdi
je     12a3 <update_sandpile+0x193>
addl   $0x1,(%r12,%rdx,4)
cmp    %r13,%rdi
jge    12ad <update_sandpile+0x19d>
addl   $0x1,(%r10,%rdx,4)
lea    (%rbx,%rdx,1),%eax
add    $0x1,%eax
addl   $0x1,(%r8,%rax,4)
mov    $0x1,%eax
cmp    %r11,%rcx
jge    1280 <update_sandpile+0x170>
addl   $0x1,(%r9,%rdx,4)
jmp    1280 <update_sandpile+0x170>
nopl   0x0(%rax)
mov    -0x68(%rbp),%r14
mov    -0x60(%rbp),%r12
mov    -0x58(%rbp),%r9
mov    -0x30(%rbp),%rcx
mov    -0x38(%rbp),%rbx
jmp    11b7 <update_sandpile+0xa7>
xor    %eax,%eax
lea    -0x28(%rbp),%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @update_sandpile(i32 %0, i32 %1, i32* %2) {
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32*
%7 = alloca i8*
%8 = alloca i64
%9 = alloca i64
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
store i32 %0, i32* %4
store i32 %1, i32* %5
store i32* %2, i32** %6
%13 = load i32, i32* %5
%14 = zext i32 %13 to i64
%15 = load i32, i32* %4
%16 = zext i32 %15 to i64
%17 = load i32, i32* %5
%18 = zext i32 %17 to i64
%19 = call i8* @llvm.stacksave()
store i8* %19, i8** %7
%20 = mul nuw i64 %16, %18
%21 = alloca i32, i64 %20
store i64 %16, i64* %8
store i64 %18, i64* %9
%22 = bitcast i32* %21 to i32**
%23 = load i32*, i32** %6
%24 = bitcast i32* %23 to i32**
%25 = load i32, i32* %4
%26 = load i32, i32* %5
%27 = mul nsw i32 %25, %26
%28 = sext i32 %27 to i64
%29 = mul i64 %28, 4
%30 = trunc i64 %29 to i32
%31 = call i32 @memcpy(i32** %22, i32** %24, i32 %30)
store i32 0, i32* %10
store i32 0, i32* %11
br label %32
32: ; preds = %131, %3
%33 = load i32, i32* %11
%34 = load i32, i32* %4
%35 = icmp slt i32 %33, %34
br i1 %35, label %36, label %134
36: ; preds = %32
store i32 0, i32* %12
br label %37
37: ; preds = %127, %36
%38 = load i32, i32* %12
%39 = load i32, i32* %5
%40 = icmp slt i32 %38, %39
br i1 %40, label %41, label %130
41: ; preds = %37
%42 = load i32, i32* %11
%43 = sext i32 %42 to i64
%44 = mul nsw i64 %43, %18
%45 = getelementptr inbounds i32, i32* %21, i64 %44
%46 = load i32, i32* %12
%47 = sext i32 %46 to i64
%48 = getelementptr inbounds i32, i32* %45, i64 %47
%49 = load i32, i32* %48
%50 = icmp sgt i32 %49, 3
br i1 %50, label %51, label %126
51: ; preds = %41
%52 = load i32*, i32** %6
%53 = load i32, i32* %11
%54 = sext i32 %53 to i64
%55 = mul nsw i64 %54, %14
%56 = getelementptr inbounds i32, i32* %52, i64 %55
%57 = load i32, i32* %12
%58 = sext i32 %57 to i64
%59 = getelementptr inbounds i32, i32* %56, i64 %58
%60 = load i32, i32* %59
%61 = sub nsw i32 %60, 4
store i32 %61, i32* %59
%62 = load i32, i32* %11
%63 = icmp sgt i32 %62, 0
br i1 %63, label %64, label %76
64: ; preds = %51
%65 = load i32*, i32** %6
%66 = load i32, i32* %11
%67 = sub nsw i32 %66, 1
%68 = sext i32 %67 to i64
%69 = mul nsw i64 %68, %14
%70 = getelementptr inbounds i32, i32* %65, i64 %69
%71 = load i32, i32* %12
%72 = sext i32 %71 to i64
%73 = getelementptr inbounds i32, i32* %70, i64 %72
%74 = load i32, i32* %73
%75 = add nsw i32 %74, 1
store i32 %75, i32* %73
br label %76
76: ; preds = %64, %51
%77 = load i32, i32* %11
%78 = load i32, i32* %4
%79 = sub nsw i32 %78, 1
%80 = icmp slt i32 %77, %79
br i1 %80, label %81, label %93
81: ; preds = %76
%82 = load i32*, i32** %6
%83 = load i32, i32* %11
%84 = add nsw i32 %83, 1
%85 = sext i32 %84 to i64
%86 = mul nsw i64 %85, %14
%87 = getelementptr inbounds i32, i32* %82, i64 %86
%88 = load i32, i32* %12
%89 = sext i32 %88 to i64
%90 = getelementptr inbounds i32, i32* %87, i64 %89
%91 = load i32, i32* %90
%92 = add nsw i32 %91, 1
store i32 %92, i32* %90
br label %93
93: ; preds = %81, %76
%94 = load i32, i32* %12
%95 = icmp sgt i32 %94, 0
br i1 %95, label %96, label %108
96: ; preds = %93
%97 = load i32*, i32** %6
%98 = load i32, i32* %11
%99 = sext i32 %98 to i64
%100 = mul nsw i64 %99, %14
%101 = getelementptr inbounds i32, i32* %97, i64 %100
%102 = load i32, i32* %12
%103 = sub nsw i32 %102, 1
%104 = sext i32 %103 to i64
%105 = getelementptr inbounds i32, i32* %101, i64 %104
%106 = load i32, i32* %105
%107 = add nsw i32 %106, 1
store i32 %107, i32* %105
br label %108
108: ; preds = %96, %93
%109 = load i32, i32* %12
%110 = load i32, i32* %5
%111 = sub nsw i32 %110, 1
%112 = icmp slt i32 %109, %111
br i1 %112, label %113, label %125
113: ; preds = %108
%114 = load i32*, i32** %6
%115 = load i32, i32* %11
%116 = sext i32 %115 to i64
%117 = mul nsw i64 %116, %14
%118 = getelementptr inbounds i32, i32* %114, i64 %117
%119 = load i32, i32* %12
%120 = add nsw i32 %119, 1
%121 = sext i32 %120 to i64
%122 = getelementptr inbounds i32, i32* %118, i64 %121
%123 = load i32, i32* %122
%124 = add nsw i32 %123, 1
store i32 %124, i32* %122
br label %125
125: ; preds = %113, %108
store i32 1, i32* %10
br label %126
126: ; preds = %125, %41
br label %127
127: ; preds = %126
%128 = load i32, i32* %12
%129 = add nsw i32 %128, 1
store i32 %129, i32* %12
br label %37
130: ; preds = %37
br label %131
131: ; preds = %130
%132 = load i32, i32* %11
%133 = add nsw i32 %132, 1
store i32 %133, i32* %11
br label %32
134: ; preds = %32
%135 = load i32, i32* %10
%136 = load i8*, i8** %7
ret i32 %135
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @update_sandpile(i32 %0, i32 %1, i32* %2) {
%4 = zext i32 %1 to i64
%5 = zext i32 %0 to i64
%6 = mul nuw i64 %4, %5
%7 = alloca i32, i64 %6
%8 = bitcast i32* %7 to i32**
%9 = bitcast i32* %2 to i32**
%10 = shl i32 %0, 2
%11 = mul i32 %10, %1
%12 = call i32 @memcpy(i32** %8, i32** %9, i32 %11)
%13 = icmp sgt i32 %0, 0
br i1 %13, label %14, label %60
14: ; preds = %3
%15 = icmp sgt i32 %1, 0
%16 = add nsw i32 %0, -1
%17 = add nsw i32 %1, -1
%18 = sext i32 %17 to i64
%19 = zext i32 %16 to i64
%20 = icmp eq i32 %1, 1
%21 = icmp ugt i32 %1, 1
br label %22
22: ; preds = %14, %62
%23 = phi i64 [ 0, %14 ], [ %63, %62 ]
%24 = phi i32 [ 0, %14 ], [ %64, %62 ]
br i1 %15, label %27, label %25
25: ; preds = %22
%26 = add nuw nsw i64 %23, 1
br label %62
27: ; preds = %22
%28 = mul nuw nsw i64 %23, %4
%29 = getelementptr inbounds i32, i32* %7, i64 %28
%30 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %28
%31 = icmp eq i64 %23, 0
%32 = add i64 %23, 4294967295
%33 = and i64 %32, 4294967295
%34 = mul nuw nsw i64 %33, %4
%35 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %34
%36 = icmp slt i64 %23, %19
%37 = add nuw nsw i64 %23, 1
%38 = mul nuw nsw i64 %37, %4
%39 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %38
%40 = load i32, i32* %29
%41 = icmp sgt i32 %40, 3
br i1 %41, label %42, label %57
42: ; preds = %27
%43 = load i32, i32* %30
%44 = add nsw i32 %43, -4
store i32 %44, i32* %30
br i1 %31, label %48, label %45
45: ; preds = %42
%46 = load i32, i32* %35
%47 = add nsw i32 %46, 1
store i32 %47, i32* %35
br label %48
48: ; preds = %45, %42
br i1 %36, label %49, label %52
49: ; preds = %48
%50 = load i32, i32* %39
%51 = add nsw i32 %50, 1
store i32 %51, i32* %39
br label %52
52: ; preds = %48, %49
br i1 %21, label %53, label %62
53: ; preds = %52
%54 = getelementptr inbounds i32, i32* %30, i64 1
%55 = load i32, i32* %54
%56 = add nsw i32 %55, 1
store i32 %56, i32* %54
br label %58
57: ; preds = %27
br i1 %20, label %62, label %58
58: ; preds = %53, %57
%59 = phi i32 [ %24, %57 ], [ 1, %53 ]
br label %66
60: ; preds = %62, %3
%61 = phi i32 [ 0, %3 ], [ %64, %62 ]
ret i32 %61
62: ; preds = %97, %52, %57, %25
%63 = phi i64 [ %26, %25 ], [ %37, %57 ], [ %37, %52 ], [ %37, %97 ]
%64 = phi i32 [ %24, %25 ], [ %24, %57 ], [ 1, %52 ], [ %98, %97 ]
%65 = icmp eq i64 %63, %5
br i1 %65, label %60, label %22
66: ; preds = %58, %97
%67 = phi i64 [ %99, %97 ], [ 1, %58 ]
%68 = phi i32 [ %98, %97 ], [ %59, %58 ]
%69 = getelementptr inbounds i32, i32* %29, i64 %67
%70 = load i32, i32* %69
%71 = icmp sgt i32 %70, 3
br i1 %71, label %72, label %97
72: ; preds = %66
%73 = getelementptr inbounds i32, i32* %30, i64 %67
%74 = load i32, i32* %73
%75 = add nsw i32 %74, -4
store i32 %75, i32* %73
br i1 %31, label %80, label %76
76: ; preds = %72
%77 = getelementptr inbounds i32, i32* %35, i64 %67
%78 = load i32, i32* %77
%79 = add nsw i32 %78, 1
store i32 %79, i32* %77
br label %80
80: ; preds = %76, %72
br i1 %36, label %81, label %85
81: ; preds = %80
%82 = getelementptr inbounds i32, i32* %39, i64 %67
%83 = load i32, i32* %82
%84 = add nsw i32 %83, 1
store i32 %84, i32* %82
br label %85
85: ; preds = %81, %80
%86 = add nuw i64 %67, 4294967295
%87 = and i64 %86, 4294967295
%88 = getelementptr inbounds i32, i32* %30, i64 %87
%89 = load i32, i32* %88
%90 = add nsw i32 %89, 1
store i32 %90, i32* %88
%91 = icmp slt i64 %67, %18
br i1 %91, label %92, label %97
92: ; preds = %85
%93 = add nuw nsw i64 %67, 1
%94 = getelementptr inbounds i32, i32* %30, i64 %93
%95 = load i32, i32* %94
%96 = add nsw i32 %95, 1
store i32 %96, i32* %94
br label %97
97: ; preds = %85, %92, %66
%98 = phi i32 [ %68, %66 ], [ 1, %92 ], [ 1, %85 ]
%99 = add nuw nsw i64 %67, 1
%100 = icmp eq i64 %99, %4
br i1 %100, label %62, label %66
}