#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 im2col_get_pixel(float *, int, int, int, int, int, int, int);
void im2col_cpu(float *data_im, int channels, int height, int width, int ksize,
                int stride, int pad, float *data_col) {
  int c, h, w;
  int height_col = (height + 2 * pad - ksize) / stride + 1;
  int width_col = (width + 2 * pad - ksize) / stride + 1;
  int channels_col = channels * ksize * ksize;
  for (c = 0; c < channels_col; ++c) {
    int w_offset = c % ksize;
    int h_offset = (c / ksize) % ksize;
    int c_im = c / ksize / ksize;
    for (h = 0; h < height_col; ++h) {
      for (w = 0; w < width_col; ++w) {
        int im_row = h_offset + h * stride;
        int im_col = w_offset + w * stride;
        int col_index = (c * height_col + h) * width_col + w;
        data_col[col_index] = im2col_get_pixel(data_im, height, width, channels,
                                               im_row, im_col, c_im, pad);
      }
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<im2col_cpu>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x60,%rsp
mov    0x18(%rbp),%rax
mov    0x10(%rbp),%eax
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
mov    %ecx,-0x14(%rbp)
mov    %r8d,-0x18(%rbp)
mov    %r9d,-0x1c(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    0x10(%rbp),%ecx
shl    $0x1,%ecx
add    %ecx,%eax
sub    -0x18(%rbp),%eax
cltd
idivl  -0x1c(%rbp)
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    0x10(%rbp),%ecx
shl    $0x1,%ecx
add    %ecx,%eax
sub    -0x18(%rbp),%eax
cltd
idivl  -0x1c(%rbp)
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
imul   -0x18(%rbp),%eax
imul   -0x18(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
movl   $0x0,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0x34(%rbp),%eax
jge    126d <im2col_cpu+0x15d>
mov    -0x20(%rbp),%eax
cltd
idivl  -0x18(%rbp)
mov    %edx,-0x38(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
cltd
idivl  -0x18(%rbp)
cltd
idivl  -0x18(%rbp)
mov    %edx,-0x3c(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
cltd
idivl  -0x18(%rbp)
cltd
idivl  -0x18(%rbp)
mov    %eax,-0x40(%rbp)
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x2c(%rbp),%eax
jge    125a <im2col_cpu+0x14a>
movl   $0x0,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
cmp    -0x30(%rbp),%eax
jge    1247 <im2col_cpu+0x137>
mov    -0x3c(%rbp),%eax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
imul   -0x1c(%rbp),%ecx
add    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x44(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%eax
mov    -0x28(%rbp),%ecx
imul   -0x1c(%rbp),%ecx
add    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x48(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
imul   -0x2c(%rbp),%eax
add    -0x24(%rbp),%eax
imul   -0x30(%rbp),%eax
add    -0x28(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4c(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x10(%rbp),%esi
mov    -0x14(%rbp),%edx
mov    -0xc(%rbp),%ecx
mov    -0x44(%rbp),%r8d
mov    -0x48(%rbp),%r9d
mov    -0x40(%rbp),%r10d
mov    0x10(%rbp),%eax
mov    %r10d,(%rsp)
mov    %eax,0x8(%rsp)
call   1030 <im2col_get_pixel@plt>
mov    0x18(%rbp),%rax
movslq -0x4c(%rbp),%rcx
movss  %xmm0,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    11c5 <im2col_cpu+0xb5>
jmp    124c <im2col_cpu+0x13c>
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    11b2 <im2col_cpu+0xa2>
jmp    125f <im2col_cpu+0x14f>
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    1179 <im2col_cpu+0x69>
add    $0x60,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<im2col_cpu>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x78,%rsp
mov    %ecx,%ebp
mov    %edx,%r14d
mov    0xb0(%rsp),%r15d
mov    %edx,%eax
sub    %r8d,%eax
lea    (%rax,%r15,2),%eax
cltd
idiv   %r9d
mov    %rax,0x20(%rsp)
mov    %ecx,%eax
sub    %r8d,%eax
lea    (%rax,%r15,2),%eax
cltd
idiv   %r9d
mov    %rax,0x30(%rsp)
mov    %r8d,%eax
imul   %esi,%eax
mov    %r8d,0x8(%rsp)
imul   %r8d,%eax
test   %eax,%eax
jle    12ad <im2col_cpu+0x19d>
mov    %esi,%ecx
mov    %rdi,%r13
mov    0xb8(%rsp),%rdx
mov    %rdx,0x28(%rsp)
mov    0x20(%rsp),%rdx
lea    0x1(%rdx),%esi
mov    0x30(%rsp),%rdx
add    $0x1,%edx
movslq %edx,%rdx
movslq %esi,%rbx
mov    %eax,%eax
mov    %rax,0x38(%rsp)
mov    %ebx,%eax
mov    %rax,0x50(%rsp)
mov    %edx,%esi
imul   %rdx,%rbx
shl    $0x2,%rbx
mov    %rbx,0x40(%rsp)
shl    $0x2,%rdx
mov    %rdx,0x58(%rsp)
xor    %edx,%edx
mov    %r9d,0x18(%rsp)
mov    %ecx,0x14(%rsp)
mov    %rsi,0x60(%rsp)
jmp    11ee <im2col_cpu+0xde>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
mov    0x48(%rsp),%rdx
add    $0x1,%rdx
mov    0x40(%rsp),%rax
add    %rax,0x28(%rsp)
cmp    0x38(%rsp),%rdx
je     12ad <im2col_cpu+0x19d>
mov    %rdx,0x48(%rsp)
mov    %edx,%eax
cltd
mov    0x8(%rsp),%ebx
idiv   %ebx
mov    %edx,0x10(%rsp)
cltd
idiv   %ebx
mov    %edx,0xc(%rsp)
cmpl   $0x0,0x20(%rsp)
js     11d0 <im2col_cpu+0xc0>
mov    0x28(%rsp),%rdx
xor    %ebx,%ebx
mov    %rbx,(%rsp)
mov    %rax,0x68(%rsp)
jmp    123b <im2col_cpu+0x12b>
mov    (%rsp),%r8
add    $0x1,%r8
add    0x58(%rsp),%rdx
mov    %r8,%rbx
mov    %r8,(%rsp)
cmp    0x50(%rsp),%r8
je     11d0 <im2col_cpu+0xc0>
cmpl   $0x0,0x30(%rsp)
js     1220 <im2col_cpu+0x110>
mov    (%rsp),%rbx
imul   %r9d,%ebx
add    0xc(%rsp),%ebx
mov    %ebx,0x1c(%rsp)
mov    0x10(%rsp),%r12d
xor    %ebx,%ebx
mov    %rdx,0x70(%rsp)
xchg   %ax,%ax
mov    %r13,%rdi
mov    %r14d,%esi
mov    %ebp,%edx
mov    0x1c(%rsp),%r8d
mov    %r12d,%r9d
push   %r15
push   %rax
call   1030 <im2col_get_pixel@plt>
mov    0x80(%rsp),%rdx
mov    0x78(%rsp),%rax
mov    0x70(%rsp),%rsi
mov    0x24(%rsp),%ecx
mov    0x28(%rsp),%r9d
add    $0x10,%rsp
movss  %xmm0,(%rdx,%rbx,4)
add    $0x1,%rbx
add    %r9d,%r12d
cmp    %rbx,%rsi
jne    1260 <im2col_cpu+0x150>
jmp    1220 <im2col_cpu+0x110>
add    $0x78,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @im2col_cpu(float* %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3, i32 %4, i32 %5, i32 %6, float* %7) {
%9 = alloca float*
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
%13 = alloca i32
%14 = alloca i32
%15 = alloca i32
%16 = alloca float*
%17 = alloca i32
%18 = alloca i32
%19 = alloca i32
%20 = alloca i32
%21 = alloca i32
%22 = alloca i32
%23 = alloca i32
%24 = alloca i32
%25 = alloca i32
%26 = alloca i32
%27 = alloca i32
%28 = alloca i32
store float* %0, float** %9
store i32 %1, i32* %10
store i32 %2, i32* %11
store i32 %3, i32* %12
store i32 %4, i32* %13
store i32 %5, i32* %14
store i32 %6, i32* %15
store float* %7, float** %16
%29 = load i32, i32* %11
%30 = load i32, i32* %15
%31 = mul nsw i32 2, %30
%32 = add nsw i32 %29, %31
%33 = load i32, i32* %13
%34 = sub nsw i32 %32, %33
%35 = load i32, i32* %14
%36 = sdiv i32 %34, %35
%37 = add nsw i32 %36, 1
store i32 %37, i32* %20
%38 = load i32, i32* %12
%39 = load i32, i32* %15
%40 = mul nsw i32 2, %39
%41 = add nsw i32 %38, %40
%42 = load i32, i32* %13
%43 = sub nsw i32 %41, %42
%44 = load i32, i32* %14
%45 = sdiv i32 %43, %44
%46 = add nsw i32 %45, 1
store i32 %46, i32* %21
%47 = load i32, i32* %10
%48 = load i32, i32* %13
%49 = mul nsw i32 %47, %48
%50 = load i32, i32* %13
%51 = mul nsw i32 %49, %50
store i32 %51, i32* %22
store i32 0, i32* %17
br label %52
52: ; preds = %120, %8
%53 = load i32, i32* %17
%54 = load i32, i32* %22
%55 = icmp slt i32 %53, %54
br i1 %55, label %56, label %123
56: ; preds = %52
%57 = load i32, i32* %17
%58 = load i32, i32* %13
%59 = srem i32 %57, %58
store i32 %59, i32* %23
%60 = load i32, i32* %17
%61 = load i32, i32* %13
%62 = sdiv i32 %60, %61
%63 = load i32, i32* %13
%64 = srem i32 %62, %63
store i32 %64, i32* %24
%65 = load i32, i32* %17
%66 = load i32, i32* %13
%67 = sdiv i32 %65, %66
%68 = load i32, i32* %13
%69 = sdiv i32 %67, %68
store i32 %69, i32* %25
store i32 0, i32* %18
br label %70
70: ; preds = %116, %56
%71 = load i32, i32* %18
%72 = load i32, i32* %20
%73 = icmp slt i32 %71, %72
br i1 %73, label %74, label %119
74: ; preds = %70
store i32 0, i32* %19
br label %75
75: ; preds = %112, %74
%76 = load i32, i32* %19
%77 = load i32, i32* %21
%78 = icmp slt i32 %76, %77
br i1 %78, label %79, label %115
79: ; preds = %75
%80 = load i32, i32* %24
%81 = load i32, i32* %18
%82 = load i32, i32* %14
%83 = mul nsw i32 %81, %82
%84 = add nsw i32 %80, %83
store i32 %84, i32* %26
%85 = load i32, i32* %23
%86 = load i32, i32* %19
%87 = load i32, i32* %14
%88 = mul nsw i32 %86, %87
%89 = add nsw i32 %85, %88
store i32 %89, i32* %27
%90 = load i32, i32* %17
%91 = load i32, i32* %20
%92 = mul nsw i32 %90, %91
%93 = load i32, i32* %18
%94 = add nsw i32 %92, %93
%95 = load i32, i32* %21
%96 = mul nsw i32 %94, %95
%97 = load i32, i32* %19
%98 = add nsw i32 %96, %97
store i32 %98, i32* %28
%99 = load float*, float** %9
%100 = load i32, i32* %11
%101 = load i32, i32* %12
%102 = load i32, i32* %10
%103 = load i32, i32* %26
%104 = load i32, i32* %27
%105 = load i32, i32* %25
%106 = load i32, i32* %15
%107 = call float @im2col_get_pixel(float* %99, i32 %100, i32 %101, i32 %102, i32 %103, i32 %104, i32 %105, i32 %106)
%108 = load float*, float** %16
%109 = load i32, i32* %28
%110 = sext i32 %109 to i64
%111 = getelementptr inbounds float, float* %108, i64 %110
store float %107, float* %111
br label %112
112: ; preds = %79
%113 = load i32, i32* %19
%114 = add nsw i32 %113, 1
store i32 %114, i32* %19
br label %75
115: ; preds = %75
br label %116
116: ; preds = %115
%117 = load i32, i32* %18
%118 = add nsw i32 %117, 1
store i32 %118, i32* %18
br label %70
119: ; preds = %70
br label %120
120: ; preds = %119
%121 = load i32, i32* %17
%122 = add nsw i32 %121, 1
store i32 %122, i32* %17
br label %52
123: ; preds = %52
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @im2col_cpu(float* %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3, i32 %4, i32 %5, i32 %6, float* nocapture writeonly %7) {
%9 = shl nsw i32 %6, 1
%10 = sub i32 %2, %4
%11 = add i32 %10, %9
%12 = sdiv i32 %11, %5
%13 = add i32 %12, 1
%14 = sub i32 %3, %4
%15 = add i32 %14, %9
%16 = sdiv i32 %15, %5
%17 = add i32 %16, 1
%18 = mul nsw i32 %4, %1
%19 = mul i32 %18, %4
%20 = icmp sgt i32 %19, 0
br i1 %20, label %21, label %62
21: ; preds = %8
%22 = icmp slt i32 %12, 0
%23 = icmp slt i32 %16, 0
%24 = sext i32 %17 to i64
%25 = sext i32 %13 to i64
%26 = zext i32 %19 to i64
%27 = zext i32 %13 to i64
%28 = zext i32 %17 to i64
br label %29
29: ; preds = %21, %59
%30 = phi i64 [ 0, %21 ], [ %60, %59 ]
%31 = trunc i64 %30 to i32
%32 = sdiv i32 %31, %4
%33 = srem i32 %31, %4
%34 = sdiv i32 %32, %4
%35 = srem i32 %32, %4
br i1 %22, label %59, label %36
36: ; preds = %29
%37 = mul nsw i64 %30, %25
br label %38
38: ; preds = %36, %56
%39 = phi i64 [ 0, %36 ], [ %57, %56 ]
br i1 %23, label %56, label %40
40: ; preds = %38
%41 = add nsw i64 %39, %37
%42 = mul nsw i64 %41, %24
%43 = trunc i64 %39 to i32
%44 = mul i32 %43, %5
%45 = add i32 %44, %35
br label %46
46: ; preds = %40, %46
%47 = phi i64 [ 0, %40 ], [ %54, %46 ]
%48 = add nsw i64 %47, %42
%49 = trunc i64 %47 to i32
%50 = mul i32 %49, %5
%51 = add i32 %50, %33
%52 = tail call float @im2col_get_pixel(float* %0, i32 %2, i32 %3, i32 %1, i32 %45, i32 %51, i32 %34, i32 %6)
%53 = getelementptr inbounds float, float* %7, i64 %48
store float %52, float* %53
%54 = add nuw nsw i64 %47, 1
%55 = icmp eq i64 %54, %28
br i1 %55, label %56, label %46
56: ; preds = %46, %38
%57 = add nuw nsw i64 %39, 1
%58 = icmp eq i64 %57, %27
br i1 %58, label %59, label %38
59: ; preds = %56, %29
%60 = add nuw nsw i64 %30, 1
%61 = icmp eq i64 %60, %26
br i1 %61, label %62, label %29
62: ; preds = %59, %8
ret void
}