#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 f();
int g();
int /*<<< orphan*/ h(int, int, int);
void foo() {
  int i, j;
  int N, M;
  int a[100][100];
  N = f();
  M = g();
  for (i = 0; i < N; ++i)
    for (j = 0; j < M; ++j)
      a[i][j] = i + j;
  N = f();
  for (i = 0; i < N; ++i)
    for (j = 0; j < M; ++j)
      h(i, j, a[i][j]);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<foo>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x9c50,%rsp
mov    $0x0,%al
call   1040 <f@plt>
mov    %eax,-0xc(%rbp)
mov    $0x0,%al
call   1050 <g@plt>
mov    %eax,-0x10(%rbp)
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    11b8 <foo+0x88>
movl   $0x0,-0x8(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jge    11a5 <foo+0x75>
mov    -0x4(%rbp),%edx
add    -0x8(%rbp),%edx
movslq -0x4(%rbp),%rcx
lea    -0x9c50(%rbp),%rax
imul   $0x190,%rcx,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x8(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x8(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
jmp    1169 <foo+0x39>
jmp    11aa <foo+0x7a>
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    1156 <foo+0x26>
mov    $0x0,%al
call   1040 <f@plt>
mov    %eax,-0xc(%rbp)
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    1230 <foo+0x100>
movl   $0x0,-0x8(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jge    121d <foo+0xed>
mov    -0x4(%rbp),%edi
mov    -0x8(%rbp),%esi
movslq -0x4(%rbp),%rcx
lea    -0x9c50(%rbp),%rax
imul   $0x190,%rcx,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x8(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
call   1030 <h@plt>
mov    -0x8(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
jmp    11dc <foo+0xac>
jmp    1222 <foo+0xf2>
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    11c9 <foo+0x99>
add    $0x9c50,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<foo>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x9c48,%rsp
xor    %eax,%eax
call   1040 <f@plt>
mov    %eax,%ebx
xor    %eax,%eax
call   1050 <g@plt>
mov    %eax,%r14d
mov    %eax,%r15d
test   %ebx,%ebx
jle    1318 <foo+0x1e8>
mov    %ebx,%eax
mov    %r15d,%ecx
and    $0xfffffff8,%ecx
lea    -0x8(%rcx),%r9
mov    %r9,%r10
shr    $0x3,%r10
add    $0x1,%r10
mov    %r10,%r8
and    $0xfffffffffffffffe,%r8
lea    0x30(%rsp),%rbp
mov    %rsp,%rbx
xor    %edi,%edi
movdqa 0xe70(%rip),%xmm8
movdqa 0xe77(%rip),%xmm9
movdqa 0xe7e(%rip),%xmm10
movdqa 0xe85(%rip),%xmm11
jmp    11cb <foo+0x9b>
nopl   (%rax)
add    $0x1,%rdi
add    $0x190,%rbp
add    $0x190,%rbx
cmp    %rax,%rdi
je     1318 <foo+0x1e8>
test   %r14d,%r14d
jle    11b0 <foo+0x80>
cmp    $0x8,%r14d
jae    11e0 <foo+0xb0>
xor    %edx,%edx
jmp    12f0 <foo+0x1c0>
nopl   (%rax)
movq   %rdi,%xmm4
pshufd $0x44,%xmm4,%xmm4
test   %r9,%r9
je     1304 <foo+0x1d4>
lea    0x4(%rdi),%rdx
movq   %rdx,%xmm5
pshufd $0x44,%xmm5,%xmm3
mov    %r8,%rsi
xor    %edx,%edx
movdqa %xmm9,%xmm1
movdqa %xmm8,%xmm0
movdqa %xmm1,%xmm5
paddq  %xmm4,%xmm5
movdqa %xmm0,%xmm6
paddq  %xmm4,%xmm6
shufps $0x88,%xmm6,%xmm5
movdqa %xmm3,%xmm6
paddq  %xmm1,%xmm6
movdqa %xmm3,%xmm7
paddq  %xmm0,%xmm7
shufps $0x88,%xmm7,%xmm6
movaps %xmm5,-0x30(%rbp,%rdx,4)
movaps %xmm6,-0x20(%rbp,%rdx,4)
movdqa %xmm0,%xmm5
paddq  %xmm10,%xmm5
movdqa %xmm1,%xmm6
paddq  %xmm10,%xmm6
movdqa %xmm3,%xmm7
paddq  %xmm6,%xmm7
paddq  %xmm4,%xmm6
movdqa %xmm3,%xmm2
paddq  %xmm5,%xmm2
paddq  %xmm4,%xmm5
shufps $0x88,%xmm5,%xmm6
shufps $0x88,%xmm2,%xmm7
movaps %xmm6,-0x10(%rbp,%rdx,4)
movaps %xmm7,0x0(%rbp,%rdx,4)
add    $0x10,%rdx
paddq  %xmm11,%xmm1
paddq  %xmm11,%xmm0
add    $0xfffffffffffffffe,%rsi
jne    1210 <foo+0xe0>
test   $0x1,%r10b
je     12d7 <foo+0x1a7>
movdqa %xmm1,%xmm2
paddq  %xmm4,%xmm2
paddq  %xmm0,%xmm4
shufps $0x88,%xmm4,%xmm2
lea    0x4(%rdi),%esi
movd   %esi,%xmm3
pshufd $0x44,%xmm3,%xmm3
paddq  %xmm3,%xmm0
paddq  %xmm1,%xmm3
shufps $0x88,%xmm0,%xmm3
imul   $0x190,%rdi,%rsi
add    %rsp,%rsi
movaps %xmm2,(%rsi,%rdx,4)
movaps %xmm3,0x10(%rsi,%rdx,4)
mov    %rcx,%rdx
cmp    %r15,%rcx
je     11b0 <foo+0x80>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
lea    (%rdi,%rdx,1),%esi
mov    %esi,(%rbx,%rdx,4)
add    $0x1,%rdx
cmp    %rdx,%r15
jne    12f0 <foo+0x1c0>
jmp    11b0 <foo+0x80>
xor    %edx,%edx
movdqa %xmm9,%xmm1
movdqa %xmm8,%xmm0
test   $0x1,%r10b
jne    129c <foo+0x16c>
jmp    12d7 <foo+0x1a7>
xor    %eax,%eax
call   1040 <f@plt>
test   %eax,%eax
jle    1369 <foo+0x239>
mov    %eax,%r12d
mov    %rsp,%r13
xor    %ebx,%ebx
jmp    1340 <foo+0x210>
nopl   (%rax)
add    $0x1,%rbx
add    $0x190,%r13
cmp    %r12,%rbx
je     1369 <foo+0x239>
test   %r14d,%r14d
jle    1330 <foo+0x200>
xor    %ebp,%ebp
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    0x0(%r13,%rbp,4),%edx
mov    %ebx,%edi
mov    %ebp,%esi
call   1030 <h@plt>
add    $0x1,%rbp
cmp    %rbp,%r15
jne    1350 <foo+0x220>
jmp    1330 <foo+0x200>
add    $0x9c48,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @foo() {
%1 = alloca i32
%2 = alloca i32
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
%5 = alloca [100 x [100 x i32]]
%6 = call i32 (...) @f()
store i32 %6, i32* %3
%7 = call i32 (...) @g()
store i32 %7, i32* %4
store i32 0, i32* %1
br label %8
8: ; preds = %31, %0
%9 = load i32, i32* %1
%10 = load i32, i32* %3
%11 = icmp slt i32 %9, %10
br i1 %11, label %12, label %34
12: ; preds = %8
store i32 0, i32* %2
br label %13
13: ; preds = %27, %12
%14 = load i32, i32* %2
%15 = load i32, i32* %4
%16 = icmp slt i32 %14, %15
br i1 %16, label %17, label %30
17: ; preds = %13
%18 = load i32, i32* %1
%19 = load i32, i32* %2
%20 = add nsw i32 %18, %19
%21 = load i32, i32* %1
%22 = sext i32 %21 to i64
%23 = getelementptr inbounds [100 x [100 x i32]], [100 x [100 x i32]]* %5, i64 0, i64 %22
%24 = load i32, i32* %2
%25 = sext i32 %24 to i64
%26 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %23, i64 0, i64 %25
store i32 %20, i32* %26
br label %27
27: ; preds = %17
%28 = load i32, i32* %2
%29 = add nsw i32 %28, 1
store i32 %29, i32* %2
br label %13
30: ; preds = %13
br label %31
31: ; preds = %30
%32 = load i32, i32* %1
%33 = add nsw i32 %32, 1
store i32 %33, i32* %1
br label %8
34: ; preds = %8
%35 = call i32 (...) @f()
store i32 %35, i32* %3
store i32 0, i32* %1
br label %36
36: ; preds = %60, %34
%37 = load i32, i32* %1
%38 = load i32, i32* %3
%39 = icmp slt i32 %37, %38
br i1 %39, label %40, label %63
40: ; preds = %36
store i32 0, i32* %2
br label %41
41: ; preds = %56, %40
%42 = load i32, i32* %2
%43 = load i32, i32* %4
%44 = icmp slt i32 %42, %43
br i1 %44, label %45, label %59
45: ; preds = %41
%46 = load i32, i32* %1
%47 = load i32, i32* %2
%48 = load i32, i32* %1
%49 = sext i32 %48 to i64
%50 = getelementptr inbounds [100 x [100 x i32]], [100 x [100 x i32]]* %5, i64 0, i64 %49
%51 = load i32, i32* %2
%52 = sext i32 %51 to i64
%53 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %50, i64 0, i64 %52
%54 = load i32, i32* %53
%55 = call i32 @h(i32 %46, i32 %47, i32 %54)
br label %56
56: ; preds = %45
%57 = load i32, i32* %2
%58 = add nsw i32 %57, 1
store i32 %58, i32* %2
br label %41
59: ; preds = %41
br label %60
60: ; preds = %59
%61 = load i32, i32* %1
%62 = add nsw i32 %61, 1
store i32 %62, i32* %1
br label %36
63: ; preds = %36
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @foo() {
%1 = alloca [100 x [100 x i32]]
%2 = bitcast [100 x [100 x i32]]* %1 to i8*
%3 = tail call i32 (...) @f()
%4 = tail call i32 (...) @g()
%5 = icmp sgt i32 %3, 0
br i1 %5, label %6, label %88
6: ; preds = %0
%7 = icmp sgt i32 %4, 0
%8 = zext i32 %3 to i64
%9 = zext i32 %4 to i64
%10 = and i64 %9, 4294967288
%11 = add nsw i64 %10, -8
%12 = lshr exact i64 %11, 3
%13 = add nuw nsw i64 %12, 1
%14 = icmp ult i32 %4, 8
%15 = and i64 %9, 4294967288
%16 = and i64 %13, 1
%17 = icmp eq i64 %11, 0
%18 = and i64 %13, 4611686018427387902
%19 = icmp eq i64 %16, 0
%20 = icmp eq i64 %15, %9
br label %21
21: ; preds = %6, %85
%22 = phi i64 [ 0, %6 ], [ %86, %85 ]
br i1 %7, label %23, label %85
23: ; preds = %21
br i1 %14, label %76, label %24
24: ; preds = %23
%25 = insertelement <4 x i64> poison, i64 %22, i64 0
%26 = shufflevector <4 x i64> %25, <4 x i64> poison, <4 x i32> zeroinitializer
br i1 %17, label %60, label %27
27: ; preds = %24
%28 = add nuw i64 %22, 4
%29 = insertelement <4 x i64> poison, i64 %28, i64 0
%30 = shufflevector <4 x i64> %29, <4 x i64> poison, <4 x i32> zeroinitializer
%31 = add nuw i64 %22, 4
%32 = insertelement <4 x i64> poison, i64 %31, i64 0
%33 = shufflevector <4 x i64> %32, <4 x i64> poison, <4 x i32> zeroinitializer
br label %34
34: ; preds = %34, %27
%35 = phi i64 [ 0, %27 ], [ %56, %34 ]
%36 = phi <4 x i64> [ <i64 0, i64 1, i64 2, i64 3>, %27 ], [ %57, %34 ]
%37 = phi i64 [ 0, %27 ], [ %58, %34 ]
%38 = add nuw nsw <4 x i64> %36, %26
%39 = add <4 x i64> %30, %36
%40 = getelementptr inbounds [100 x [100 x i32]], [100 x [100 x i32]]* %1, i64 0, i64 %22, i64 %35
%41 = trunc <4 x i64> %38 to <4 x i32>
%42 = trunc <4 x i64> %39 to <4 x i32>
%43 = bitcast i32* %40 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %41, <4 x i32>* %43
%44 = getelementptr inbounds i32, i32* %40, i64 4
%45 = bitcast i32* %44 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %42, <4 x i32>* %45
%46 = or i64 %35, 8
%47 = add <4 x i64> %36, <i64 8, i64 8, i64 8, i64 8>
%48 = add nuw nsw <4 x i64> %47, %26
%49 = add <4 x i64> %33, %47
%50 = getelementptr inbounds [100 x [100 x i32]], [100 x [100 x i32]]* %1, i64 0, i64 %22, i64 %46
%51 = trunc <4 x i64> %48 to <4 x i32>
%52 = trunc <4 x i64> %49 to <4 x i32>
%53 = bitcast i32* %50 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %51, <4 x i32>* %53
%54 = getelementptr inbounds i32, i32* %50, i64 4
%55 = bitcast i32* %54 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %52, <4 x i32>* %55
%56 = add nuw i64 %35, 16
%57 = add <4 x i64> %36, <i64 16, i64 16, i64 16, i64 16>
%58 = add i64 %37, 2
%59 = icmp eq i64 %58, %18
br i1 %59, label %60, label %34
60: ; preds = %34, %24
%61 = phi i64 [ 0, %24 ], [ %56, %34 ]
%62 = phi <4 x i64> [ <i64 0, i64 1, i64 2, i64 3>, %24 ], [ %57, %34 ]
br i1 %19, label %75, label %63
63: ; preds = %60
%64 = add nuw nsw <4 x i64> %62, %26
%65 = add nuw i64 %22, 4
%66 = insertelement <4 x i64> poison, i64 %65, i64 0
%67 = shufflevector <4 x i64> %66, <4 x i64> poison, <4 x i32> zeroinitializer
%68 = add <4 x i64> %67, %62
%69 = getelementptr inbounds [100 x [100 x i32]], [100 x [100 x i32]]* %1, i64 0, i64 %22, i64 %61
%70 = trunc <4 x i64> %64 to <4 x i32>
%71 = trunc <4 x i64> %68 to <4 x i32>
%72 = bitcast i32* %69 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %70, <4 x i32>* %72
%73 = getelementptr inbounds i32, i32* %69, i64 4
%74 = bitcast i32* %73 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %71, <4 x i32>* %74
br label %75
75: ; preds = %60, %63
br i1 %20, label %85, label %76
76: ; preds = %23, %75
%77 = phi i64 [ 0, %23 ], [ %15, %75 ]
br label %78
78: ; preds = %76, %78
%79 = phi i64 [ %83, %78 ], [ %77, %76 ]
%80 = add nuw nsw i64 %79, %22
%81 = getelementptr inbounds [100 x [100 x i32]], [100 x [100 x i32]]* %1, i64 0, i64 %22, i64 %79
%82 = trunc i64 %80 to i32
store i32 %82, i32* %81
%83 = add nuw nsw i64 %79, 1
%84 = icmp eq i64 %83, %9
br i1 %84, label %85, label %78
85: ; preds = %78, %75, %21
%86 = add nuw nsw i64 %22, 1
%87 = icmp eq i64 %86, %8
br i1 %87, label %88, label %21
88: ; preds = %85, %0
%89 = tail call i32 (...) @f()
%90 = icmp sgt i32 %89, 0
br i1 %90, label %91, label %110
91: ; preds = %88
%92 = icmp sgt i32 %4, 0
%93 = zext i32 %89 to i64
%94 = zext i32 %4 to i64
br label %95
95: ; preds = %91, %107
%96 = phi i64 [ 0, %91 ], [ %108, %107 ]
br i1 %92, label %97, label %107
97: ; preds = %95
%98 = trunc i64 %96 to i32
br label %99
99: ; preds = %97, %99
%100 = phi i64 [ 0, %97 ], [ %105, %99 ]
%101 = getelementptr inbounds [100 x [100 x i32]], [100 x [100 x i32]]* %1, i64 0, i64 %96, i64 %100
%102 = load i32, i32* %101
%103 = trunc i64 %100 to i32
%104 = tail call i32 @h(i32 %98, i32 %103, i32 %102)
%105 = add nuw nsw i64 %100, 1
%106 = icmp eq i64 %105, %94
br i1 %106, label %107, label %99
107: ; preds = %99, %95
%108 = add nuw nsw i64 %96, 1
%109 = icmp eq i64 %108, %93
br i1 %109, label %110, label %95
110: ; preds = %107, %88
ret void
}