#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 */
void *malloc(int);
char **allocate2D(int n) {
  char *temp = malloc(n * n * sizeof(char));
  char **a = malloc(n * sizeof(char *));
  if (!temp || !a)
    return NULL;
  for (int i = 0; i < n; i++)
    a[i] = temp + i * n;
  return a;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<allocate2D>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
mov    %edi,-0xc(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
imul   -0xc(%rbp),%eax
cltq
shl    $0x0,%rax
mov    %eax,%edi
call   1030 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x18(%rbp)
movslq -0xc(%rbp),%rax
shl    $0x3,%rax
mov    %eax,%edi
call   1030 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x20(%rbp)
cmpq   $0x0,-0x18(%rbp)
je     115c <allocate2D+0x4c>
cmpq   $0x0,-0x20(%rbp)
jne    1169 <allocate2D+0x59>
movq   $0x0,-0x8(%rbp)
jmp    11ae <allocate2D+0x9e>
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    11a6 <allocate2D+0x96>
mov    -0x18(%rbp),%rdx
mov    -0x24(%rbp),%eax
imul   -0xc(%rbp),%eax
cltq
add    %rax,%rdx
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    1170 <allocate2D+0x60>
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x8(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
add    $0x30,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<allocate2D>:
push   %r15
push   %r14
push   %rbx
mov    %edi,%r14d
imul   %edi,%edi
call   1030 <malloc@plt>
mov    %rax,%r15
lea    0x0(,%r14,8),%edi
call   1030 <malloc@plt>
xor    %ecx,%ecx
test   %r15,%r15
je     11e3 <allocate2D+0xd3>
test   %rax,%rax
je     11e3 <allocate2D+0xd3>
test   %r14d,%r14d
jle    11e0 <allocate2D+0xd0>
mov    %r14d,%ecx
lea    -0x1(%rcx),%rdx
mov    %ecx,%r8d
and    $0x3,%r8d
cmp    $0x3,%rdx
jae    1165 <allocate2D+0x55>
xor    %esi,%esi
jmp    11bb <allocate2D+0xab>
mov    %ecx,%r10d
and    $0xfffffffc,%r10d
lea    (%rcx,%rcx,1),%r9
lea    0x0(,%rcx,4),%r11
lea    (%rcx,%rcx,2),%rdi
xor    %esi,%esi
mov    %r15,%rbx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %rbx,(%rax,%rsi,8)
lea    (%rbx,%rcx,1),%rdx
mov    %rdx,0x8(%rax,%rsi,8)
lea    (%rbx,%r9,1),%rdx
mov    %rdx,0x10(%rax,%rsi,8)
lea    (%rbx,%rdi,1),%rdx
mov    %rdx,0x18(%rax,%rsi,8)
add    $0x4,%rsi
add    %r11,%rbx
cmp    %rsi,%r10
jne    1190 <allocate2D+0x80>
test   %r8,%r8
je     11e0 <allocate2D+0xd0>
lea    (%rax,%rsi,8),%rdx
imul   %rcx,%rsi
add    %rsi,%r15
xor    %esi,%esi
nopl   (%rax)
mov    %r15,(%rdx,%rsi,8)
add    $0x1,%rsi
add    %rcx,%r15
cmp    %rsi,%r8
jne    11d0 <allocate2D+0xc0>
mov    %rax,%rcx
mov    %rcx,%rax
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %r15
ret

LLVM IR (-O0):
define i8** @allocate2D(i32 %0) {
%2 = alloca i8**
%3 = alloca i32
%4 = alloca i8*
%5 = alloca i8**
%6 = alloca i32
store i32 %0, i32* %3
%7 = load i32, i32* %3
%8 = load i32, i32* %3
%9 = mul nsw i32 %7, %8
%10 = sext i32 %9 to i64
%11 = mul i64 %10, 1
%12 = trunc i64 %11 to i32
%13 = call i8* @malloc(i32 %12)
store i8* %13, i8** %4
%14 = load i32, i32* %3
%15 = sext i32 %14 to i64
%16 = mul i64 %15, 8
%17 = trunc i64 %16 to i32
%18 = call i8* @malloc(i32 %17)
%19 = bitcast i8* %18 to i8**
store i8** %19, i8*** %5
%20 = load i8*, i8** %4
%21 = icmp ne i8* %20, null
br i1 %21, label %22, label %25
22: ; preds = %1
%23 = load i8**, i8*** %5
%24 = icmp ne i8** %23, null
br i1 %24, label %26, label %25
25: ; preds = %22, %1
store i8** null, i8*** %2
br label %47
26: ; preds = %22
store i32 0, i32* %6
br label %27
27: ; preds = %42, %26
%28 = load i32, i32* %6
%29 = load i32, i32* %3
%30 = icmp slt i32 %28, %29
br i1 %30, label %31, label %45
31: ; preds = %27
%32 = load i8*, i8** %4
%33 = load i32, i32* %6
%34 = load i32, i32* %3
%35 = mul nsw i32 %33, %34
%36 = sext i32 %35 to i64
%37 = getelementptr inbounds i8, i8* %32, i64 %36
%38 = load i8**, i8*** %5
%39 = load i32, i32* %6
%40 = sext i32 %39 to i64
%41 = getelementptr inbounds i8*, i8** %38, i64 %40
store i8* %37, i8** %41
br label %42
42: ; preds = %31
%43 = load i32, i32* %6
%44 = add nsw i32 %43, 1
store i32 %44, i32* %6
br label %27
45: ; preds = %27
%46 = load i8**, i8*** %5
store i8** %46, i8*** %2
br label %47
47: ; preds = %45, %25
%48 = load i8**, i8*** %2
ret i8** %48
}

LLVM IR (-O2):
define noalias i8** @allocate2D(i32 %0) {
%2 = mul nsw i32 %0, %0
%3 = tail call i8* @malloc(i32 %2)
%4 = shl i32 %0, 3
%5 = tail call i8* @malloc(i32 %4)
%6 = bitcast i8* %5 to i8**
%7 = icmp ne i8* %3, null
%8 = icmp ne i8* %5, null
%9 = and i1 %7, %8
br i1 %9, label %10, label %53
10: ; preds = %1
%11 = icmp sgt i32 %0, 0
br i1 %11, label %12, label %53
12: ; preds = %10
%13 = zext i32 %0 to i64
%14 = zext i32 %0 to i64
%15 = add nsw i64 %14, -1
%16 = and i64 %14, 3
%17 = icmp ult i64 %15, 3
br i1 %17, label %41, label %18
18: ; preds = %12
%19 = and i64 %14, 4294967292
br label %20
20: ; preds = %20, %18
%21 = phi i64 [ 0, %18 ], [ %38, %20 ]
%22 = phi i64 [ 0, %18 ], [ %39, %20 ]
%23 = mul nsw i64 %21, %13
%24 = getelementptr inbounds i8, i8* %3, i64 %23
%25 = getelementptr inbounds i8*, i8** %6, i64 %21
store i8* %24, i8** %25
%26 = or i64 %21, 1
%27 = mul nsw i64 %26, %13
%28 = getelementptr inbounds i8, i8* %3, i64 %27
%29 = getelementptr inbounds i8*, i8** %6, i64 %26
store i8* %28, i8** %29
%30 = or i64 %21, 2
%31 = mul nsw i64 %30, %13
%32 = getelementptr inbounds i8, i8* %3, i64 %31
%33 = getelementptr inbounds i8*, i8** %6, i64 %30
store i8* %32, i8** %33
%34 = or i64 %21, 3
%35 = mul nsw i64 %34, %13
%36 = getelementptr inbounds i8, i8* %3, i64 %35
%37 = getelementptr inbounds i8*, i8** %6, i64 %34
store i8* %36, i8** %37
%38 = add nuw nsw i64 %21, 4
%39 = add i64 %22, 4
%40 = icmp eq i64 %39, %19
br i1 %40, label %41, label %20
41: ; preds = %20, %12
%42 = phi i64 [ 0, %12 ], [ %38, %20 ]
%43 = icmp eq i64 %16, 0
br i1 %43, label %53, label %44
44: ; preds = %41, %44
%45 = phi i64 [ %50, %44 ], [ %42, %41 ]
%46 = phi i64 [ %51, %44 ], [ 0, %41 ]
%47 = mul nsw i64 %45, %13
%48 = getelementptr inbounds i8, i8* %3, i64 %47
%49 = getelementptr inbounds i8*, i8** %6, i64 %45
store i8* %48, i8** %49
%50 = add nuw nsw i64 %45, 1
%51 = add i64 %46, 1
%52 = icmp eq i64 %51, %16
br i1 %52, label %53, label %44
53: ; preds = %41, %44, %10, %1
%54 = phi i8** [ null, %1 ], [ %6, %10 ], [ %6, %44 ], [ %6, %41 ]
ret i8** %54
}