#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*/ die(char *);
int *malloc(int);
int *mat_prod(int x[], int xrows, int xcols, int y[], int yrows, int ycols) {
  int i;
  int j;
  int k;
  int *z;
  if (xcols != yrows) {
    die("tried to multiply matrices with mismatched dimensions.");
  }
  if ((x == NULL) || (y == NULL)) {
    die("tried to matrix-multiply a null pointer.");
  }
  z = malloc(xrows * ycols * sizeof(int));
  if (z == NULL) {
    die("malloc fail.");
  }
  for (i = 0; i < xrows; i++) {
    for (j = 0; j < ycols; j++) {
      z[i * ycols + j] = 0;
      for (k = 0; k < xcols; k++) {
        z[i * ycols + j] += x[i * xcols + k] * y[k * ycols + j];
        z[i * ycols + j] %= 521;
      }
    }
  }
  return z;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<mat_prod>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x40,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
mov    %rcx,-0x18(%rbp)
mov    %r8d,-0x1c(%rbp)
mov    %r9d,-0x20(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
je     1156 <mat_prod+0x36>
lea    0xeaf(%rip),%rdi
call   1040 <die@plt>
cmpq   $0x0,-0x8(%rbp)
je     116c <mat_prod+0x4c>
cmpq   $0x0,-0x18(%rbp)
jne    1178 <mat_prod+0x58>
lea    0xec4(%rip),%rdi
call   1040 <die@plt>
mov    -0xc(%rbp),%eax
imul   -0x20(%rbp),%eax
cltq
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edi
call   1030 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x38(%rbp)
cmpq   $0x0,-0x38(%rbp)
jne    11a7 <mat_prod+0x87>
lea    0xebe(%rip),%rdi
call   1040 <die@plt>
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    1293 <mat_prod+0x173>
movl   $0x0,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
cmp    -0x20(%rbp),%eax
jge    1280 <mat_prod+0x160>
mov    -0x38(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
imul   -0x20(%rbp),%ecx
add    -0x28(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movl   $0x0,(%rax,%rcx,4)
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jge    126d <mat_prod+0x14d>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
imul   -0x10(%rbp),%ecx
add    -0x2c(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
imul   -0x20(%rbp),%ecx
add    -0x28(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
imul   (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x38(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
imul   -0x20(%rbp),%ecx
add    -0x28(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
add    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x38(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%ecx
imul   -0x20(%rbp),%ecx
add    -0x28(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    $0x209,%esi
cltd
idiv   %esi
mov    -0x40(%rbp),%rax
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    11ec <mat_prod+0xcc>
jmp    1272 <mat_prod+0x152>
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    11c1 <mat_prod+0xa1>
jmp    1285 <mat_prod+0x165>
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    11ae <mat_prod+0x8e>
mov    -0x38(%rbp),%rax
add    $0x40,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<mat_prod>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x68,%rsp
mov    %r9d,0xc(%rsp)
mov    %rcx,0x18(%rsp)
mov    %edx,%ebp
mov    %esi,%r14d
mov    %rdi,%rbx
cmp    %r8d,%edx
je     1151 <mat_prod+0x31>
lea    0xeb4(%rip),%rdi
call   1040 <die@plt>
mov    %rbx,0x28(%rsp)
test   %rbx,%rbx
je     1163 <mat_prod+0x43>
cmpq   $0x0,0x18(%rsp)
jne    116f <mat_prod+0x4f>
lea    0xecd(%rip),%rdi
call   1040 <die@plt>
mov    %r14d,%edi
imul   0xc(%rsp),%edi
shl    $0x2,%edi
call   1030 <malloc@plt>
mov    %rax,%r13
test   %rax,%rax
je     1191 <mat_prod+0x71>
test   %r14d,%r14d
jg     11a6 <mat_prod+0x86>
jmp    1358 <mat_prod+0x238>
lea    0xec8(%rip),%rdi
call   1040 <die@plt>
test   %r14d,%r14d
jle    1358 <mat_prod+0x238>
movslq 0xc(%rsp),%rax
movslq %ebp,%rsi
mov    %r14d,%ecx
mov    %rcx,0x40(%rsp)
mov    %eax,%ecx
mov    %rcx,0x58(%rsp)
mov    %ebp,%edi
mov    %rdi,0x50(%rsp)
and    $0xfffffffe,%edi
mov    0x28(%rsp),%rcx
lea    0x4(%rcx),%rdx
mov    %rsi,0x30(%rsp)
lea    0x0(,%rsi,4),%rcx
mov    %rcx,0x38(%rsp)
lea    0x0(,%rax,8),%rcx
xor    %esi,%esi
mov    %rsi,0x10(%rsp)
mov    %ebp,0x24(%rsp)
jmp    1221 <mat_prod+0x101>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    0x10(%rsp),%rbx
add    $0x1,%rbx
add    0x38(%rsp),%rdx
mov    %rbx,%rsi
mov    %rbx,0x10(%rsp)
cmp    0x40(%rsp),%rbx
je     1358 <mat_prod+0x238>
cmpl   $0x0,0xc(%rsp)
jle    1200 <mat_prod+0xe0>
mov    0x10(%rsp),%rsi
mov    %rsi,%rbx
imul   %rax,%rbx
mov    %rbx,0x60(%rsp)
imul   0x30(%rsp),%rsi
mov    %rsi,0x48(%rsp)
mov    0x18(%rsp),%r8
xor    %r9d,%r9d
jmp    1268 <mat_prod+0x148>
xchg   %ax,%ax
mov    %r14d,0x0(%r13,%r10,4)
mov    0x24(%rsp),%ebp
add    $0x1,%r9
add    $0x4,%r8
cmp    0x58(%rsp),%r9
je     1200 <mat_prod+0xe0>
mov    0x60(%rsp),%rsi
lea    (%r9,%rsi,1),%r10
movl   $0x0,0x0(%r13,%r10,4)
test   %ebp,%ebp
jle    1259 <mat_prod+0x139>
xor    %r15d,%r15d
cmp    $0x1,%ebp
jne    1290 <mat_prod+0x170>
xor    %r14d,%r14d
jmp    1303 <mat_prod+0x1e3>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %r8,%r12
xor    %r14d,%r14d
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
mov    (%r12),%r11d
imul   -0x4(%rdx,%r15,4),%r11d
add    %r14d,%r11d
movslq %r11d,%rsi
imul   $0x3ee4f99d,%rsi,%rbp
mov    %rbp,%rbx
shr    $0x3f,%rbx
sar    $0x27,%rbp
add    %ebx,%ebp
imul   $0x209,%ebp,%ebp
mov    (%r12,%rax,4),%ebx
imul   (%rdx,%r15,4),%ebx
sub    %ebp,%esi
add    %esi,%ebx
movslq %ebx,%r14
imul   $0x3ee4f99d,%r14,%rsi
mov    %rsi,%rbp
shr    $0x3f,%rbp
sar    $0x27,%rsi
add    %ebp,%esi
imul   $0x209,%esi,%esi
sub    %esi,%r14d
add    $0x2,%r15
add    %rcx,%r12
cmp    %r15,%rdi
jne    12a0 <mat_prod+0x180>
testb  $0x1,0x50(%rsp)
je     1250 <mat_prod+0x130>
mov    0x48(%rsp),%rsi
add    %r15,%rsi
imul   %rax,%r15
add    %r9,%r15
mov    0x18(%rsp),%rbp
mov    0x0(%rbp,%r15,4),%ebp
mov    0x28(%rsp),%rbx
imul   (%rbx,%rsi,4),%ebp
add    %ebp,%r14d
movslq %r14d,%r14
imul   $0x3ee4f99d,%r14,%rsi
mov    %rsi,%rbp
shr    $0x3f,%rbp
sar    $0x27,%rsi
add    %ebp,%esi
imul   $0x209,%esi,%esi
sub    %esi,%r14d
jmp    1250 <mat_prod+0x130>
mov    %r13,%rax
add    $0x68,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
@.str = [55 x i8] c"tried to multiply matrices with mismatched dimensions.\00"
@.str.1 = [41 x i8] c"tried to matrix-multiply a null pointer.\00"
@.str.2 = [13 x i8] c"malloc fail.\00"
define i32* @mat_prod(i32* %0, i32 %1, i32 %2, i32* %3, i32 %4, i32 %5) {
%7 = alloca i32*
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32*
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
%13 = alloca i32
%14 = alloca i32
%15 = alloca i32
%16 = alloca i32*
store i32* %0, i32** %7
store i32 %1, i32* %8
store i32 %2, i32* %9
store i32* %3, i32** %10
store i32 %4, i32* %11
store i32 %5, i32* %12
%17 = load i32, i32* %9
%18 = load i32, i32* %11
%19 = icmp ne i32 %17, %18
br i1 %19, label %20, label %22
20: ; preds = %6
%21 = call i32 @die(i8* getelementptr inbounds ([55 x i8], [55 x i8]* @.str, i64 0, i64 0))
br label %22
22: ; preds = %20, %6
%23 = load i32*, i32** %7
%24 = icmp eq i32* %23, null
br i1 %24, label %28, label %25
25: ; preds = %22
%26 = load i32*, i32** %10
%27 = icmp eq i32* %26, null
br i1 %27, label %28, label %30
28: ; preds = %25, %22
%29 = call i32 @die(i8* getelementptr inbounds ([41 x i8], [41 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0))
br label %30
30: ; preds = %28, %25
%31 = load i32, i32* %8
%32 = load i32, i32* %12
%33 = mul nsw i32 %31, %32
%34 = sext i32 %33 to i64
%35 = mul i64 %34, 4
%36 = trunc i64 %35 to i32
%37 = call i32* @malloc(i32 %36)
store i32* %37, i32** %16
%38 = load i32*, i32** %16
%39 = icmp eq i32* %38, null
br i1 %39, label %40, label %42
40: ; preds = %30
%41 = call i32 @die(i8* getelementptr inbounds ([13 x i8], [13 x i8]* @.str.2, i64 0, i64 0))
br label %42
42: ; preds = %40, %30
store i32 0, i32* %13
br label %43
43: ; preds = %113, %42
%44 = load i32, i32* %13
%45 = load i32, i32* %8
%46 = icmp slt i32 %44, %45
br i1 %46, label %47, label %116
47: ; preds = %43
store i32 0, i32* %14
br label %48
48: ; preds = %109, %47
%49 = load i32, i32* %14
%50 = load i32, i32* %12
%51 = icmp slt i32 %49, %50
br i1 %51, label %52, label %112
52: ; preds = %48
%53 = load i32*, i32** %16
%54 = load i32, i32* %13
%55 = load i32, i32* %12
%56 = mul nsw i32 %54, %55
%57 = load i32, i32* %14
%58 = add nsw i32 %56, %57
%59 = sext i32 %58 to i64
%60 = getelementptr inbounds i32, i32* %53, i64 %59
store i32 0, i32* %60
store i32 0, i32* %15
br label %61
61: ; preds = %105, %52
%62 = load i32, i32* %15
%63 = load i32, i32* %9
%64 = icmp slt i32 %62, %63
br i1 %64, label %65, label %108
65: ; preds = %61
%66 = load i32*, i32** %7
%67 = load i32, i32* %13
%68 = load i32, i32* %9
%69 = mul nsw i32 %67, %68
%70 = load i32, i32* %15
%71 = add nsw i32 %69, %70
%72 = sext i32 %71 to i64
%73 = getelementptr inbounds i32, i32* %66, i64 %72
%74 = load i32, i32* %73
%75 = load i32*, i32** %10
%76 = load i32, i32* %15
%77 = load i32, i32* %12
%78 = mul nsw i32 %76, %77
%79 = load i32, i32* %14
%80 = add nsw i32 %78, %79
%81 = sext i32 %80 to i64
%82 = getelementptr inbounds i32, i32* %75, i64 %81
%83 = load i32, i32* %82
%84 = mul nsw i32 %74, %83
%85 = load i32*, i32** %16
%86 = load i32, i32* %13
%87 = load i32, i32* %12
%88 = mul nsw i32 %86, %87
%89 = load i32, i32* %14
%90 = add nsw i32 %88, %89
%91 = sext i32 %90 to i64
%92 = getelementptr inbounds i32, i32* %85, i64 %91
%93 = load i32, i32* %92
%94 = add nsw i32 %93, %84
store i32 %94, i32* %92
%95 = load i32*, i32** %16
%96 = load i32, i32* %13
%97 = load i32, i32* %12
%98 = mul nsw i32 %96, %97
%99 = load i32, i32* %14
%100 = add nsw i32 %98, %99
%101 = sext i32 %100 to i64
%102 = getelementptr inbounds i32, i32* %95, i64 %101
%103 = load i32, i32* %102
%104 = srem i32 %103, 521
store i32 %104, i32* %102
br label %105
105: ; preds = %65
%106 = load i32, i32* %15
%107 = add nsw i32 %106, 1
store i32 %107, i32* %15
br label %61
108: ; preds = %61
br label %109
109: ; preds = %108
%110 = load i32, i32* %14
%111 = add nsw i32 %110, 1
store i32 %111, i32* %14
br label %48
112: ; preds = %48
br label %113
113: ; preds = %112
%114 = load i32, i32* %13
%115 = add nsw i32 %114, 1
store i32 %115, i32* %13
br label %43
116: ; preds = %43
%117 = load i32*, i32** %16
ret i32* %117
}

LLVM IR (-O2):
@.str = [55 x i8] c"tried to multiply matrices with mismatched dimensions.\00"
@.str.1 = [41 x i8] c"tried to matrix-multiply a null pointer.\00"
@.str.2 = [13 x i8] c"malloc fail.\00"
define noalias i32* @mat_prod(i32* %0, i32 %1, i32 %2, i32* %3, i32 %4, i32 %5) {
%7 = icmp eq i32 %2, %4
br i1 %7, label %10, label %8
8: ; preds = %6
%9 = tail call i32 @die(i8* getelementptr inbounds ([55 x i8], [55 x i8]* @.str, i64 0, i64 0))
br label %10
10: ; preds = %8, %6
%11 = icmp eq i32* %0, null
%12 = icmp eq i32* %3, null
%13 = or i1 %11, %12
br i1 %13, label %14, label %16
14: ; preds = %10
%15 = tail call i32 @die(i8* getelementptr inbounds ([41 x i8], [41 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0))
br label %16
16: ; preds = %10, %14
%17 = shl i32 %1, 2
%18 = mul i32 %17, %5
%19 = tail call i32* @malloc(i32 %18)
%20 = icmp eq i32* %19, null
br i1 %20, label %21, label %23
21: ; preds = %16
%22 = tail call i32 @die(i8* getelementptr inbounds ([13 x i8], [13 x i8]* @.str.2, i64 0, i64 0))
br label %23
23: ; preds = %21, %16
%24 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %24, label %25, label %98
25: ; preds = %23
%26 = icmp sgt i32 %5, 0
%27 = icmp sgt i32 %2, 0
%28 = sext i32 %5 to i64
%29 = sext i32 %2 to i64
%30 = zext i32 %1 to i64
%31 = zext i32 %5 to i64
%32 = zext i32 %2 to i64
%33 = and i64 %32, 1
%34 = icmp eq i32 %2, 1
%35 = and i64 %32, 4294967294
%36 = icmp eq i64 %33, 0
br label %37
37: ; preds = %25, %95
%38 = phi i64 [ 0, %25 ], [ %96, %95 ]
br i1 %26, label %39, label %95
39: ; preds = %37
%40 = mul nsw i64 %38, %28
%41 = mul nsw i64 %38, %29
br label %42
42: ; preds = %39, %92
%43 = phi i64 [ 0, %39 ], [ %93, %92 ]
%44 = add nsw i64 %43, %40
%45 = getelementptr inbounds i32, i32* %19, i64 %44
store i32 0, i32* %45
br i1 %27, label %46, label %92
46: ; preds = %42
br i1 %34, label %75, label %47
47: ; preds = %46, %47
%48 = phi i64 [ %72, %47 ], [ 0, %46 ]
%49 = phi i32 [ %71, %47 ], [ 0, %46 ]
%50 = phi i64 [ %73, %47 ], [ 0, %46 ]
%51 = add nsw i64 %48, %41
%52 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %51
%53 = load i32, i32* %52
%54 = mul nsw i64 %48, %28
%55 = add nsw i64 %54, %43
%56 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 %55
%57 = load i32, i32* %56
%58 = mul nsw i32 %57, %53
%59 = add nsw i32 %49, %58
%60 = srem i32 %59, 521
%61 = or i64 %48, 1
%62 = add nsw i64 %61, %41
%63 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %62
%64 = load i32, i32* %63
%65 = mul nsw i64 %61, %28
%66 = add nsw i64 %65, %43
%67 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 %66
%68 = load i32, i32* %67
%69 = mul nsw i32 %68, %64
%70 = add nsw i32 %60, %69
%71 = srem i32 %70, 521
%72 = add nuw nsw i64 %48, 2
%73 = add i64 %50, 2
%74 = icmp eq i64 %73, %35
br i1 %74, label %75, label %47
75: ; preds = %47, %46
%76 = phi i32 [ undef, %46 ], [ %71, %47 ]
%77 = phi i64 [ 0, %46 ], [ %72, %47 ]
%78 = phi i32 [ 0, %46 ], [ %71, %47 ]
br i1 %36, label %90, label %79
79: ; preds = %75
%80 = add nsw i64 %77, %41
%81 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %80
%82 = load i32, i32* %81
%83 = mul nsw i64 %77, %28
%84 = add nsw i64 %83, %43
%85 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 %84
%86 = load i32, i32* %85
%87 = mul nsw i32 %86, %82
%88 = add nsw i32 %78, %87
%89 = srem i32 %88, 521
br label %90
90: ; preds = %75, %79
%91 = phi i32 [ %76, %75 ], [ %89, %79 ]
store i32 %91, i32* %45
br label %92
92: ; preds = %90, %42
%93 = add nuw nsw i64 %43, 1
%94 = icmp eq i64 %93, %31
br i1 %94, label %95, label %42
95: ; preds = %92, %37
%96 = add nuw nsw i64 %38, 1
%97 = icmp eq i64 %96, %30
br i1 %97, label %98, label %37
98: ; preds = %95, %23
ret i32* %19
}