#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*/ exclusive_scan(int *, int const);
int /*<<< orphan*/ free(int *);
scalar_t__ malloc(int);
int /*<<< orphan*/ memcpy(int *, int *, int);
int /*<<< orphan*/ memset(int *, int /*<<< orphan*/, int);
void matrix_transposition(const int m, const int n, const int nnz,
                          const int *csrRowPtr, const int *csrColIdx,
                          const double *csrVal, int *cscRowIdx, int *cscColPtr,
                          double *cscVal) {
  memset(cscColPtr, 0, sizeof(int) * (n + 1));
  for (int i = 0; i < nnz; i++) {
    cscColPtr[csrColIdx[i]]++;
  }
  exclusive_scan(cscColPtr, n + 1);
  int *cscColIncr = (int *)malloc(sizeof(int) * (n + 1));
  memcpy(cscColIncr, cscColPtr, sizeof(int) * (n + 1));
  for (int row = 0; row < m; row++) {
    for (int j = csrRowPtr[row]; j < csrRowPtr[row + 1]; j++) {
      int col = csrColIdx[j];
      cscRowIdx[cscColIncr[col]] = row;
      cscVal[cscColIncr[col]] = csrVal[j];
      cscColIncr[col]++;
    }
  }
  free(cscColIncr);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<matrix_transposition>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x50,%rsp
mov    0x20(%rbp),%rax
mov    0x18(%rbp),%rax
mov    0x10(%rbp),%rax
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %esi,-0x8(%rbp)
mov    %edx,-0xc(%rbp)
mov    %rcx,-0x18(%rbp)
mov    %r8,-0x20(%rbp)
mov    %r9,-0x28(%rbp)
mov    0x18(%rbp),%rdi
mov    -0x8(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
cltq
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edx
xor    %esi,%esi
call   1040 <memset@plt>
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    11cc <matrix_transposition+0x7c>
mov    0x18(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%rcx
movslq -0x2c(%rbp),%rdx
movslq (%rcx,%rdx,4),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    1199 <matrix_transposition+0x49>
mov    0x18(%rbp),%rdi
mov    -0x8(%rbp),%esi
add    $0x1,%esi
call   1070 <exclusive_scan@plt>
mov    -0x8(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
cltq
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edi
call   1060 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%rdi
mov    0x18(%rbp),%rsi
mov    -0x8(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
cltq
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edx
call   1050 <memcpy@plt>
movl   $0x0,-0x3c(%rbp)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    12bf <matrix_transposition+0x16f>
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x3c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x40(%rbp)
mov    -0x40(%rbp),%eax
mov    -0x18(%rbp),%rcx
mov    -0x3c(%rbp),%edx
add    $0x1,%edx
movslq %edx,%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jge    12ac <matrix_transposition+0x15c>
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x40(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x44(%rbp)
mov    -0x3c(%rbp),%edx
mov    0x10(%rbp),%rax
mov    -0x38(%rbp),%rcx
movslq -0x44(%rbp),%rsi
movslq (%rcx,%rsi,4),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0x40(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    0x20(%rbp),%rax
mov    -0x38(%rbp),%rcx
movslq -0x44(%rbp),%rdx
movslq (%rcx,%rdx,4),%rcx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x38(%rbp),%rax
movslq -0x44(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x40(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x40(%rbp)
jmp    122e <matrix_transposition+0xde>
jmp    12b1 <matrix_transposition+0x161>
mov    -0x3c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
jmp    1214 <matrix_transposition+0xc4>
mov    -0x38(%rbp),%rdi
call   1030 <free@plt>
add    $0x50,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<matrix_transposition>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x18,%rsp
mov    %r9,%r14
mov    %r8,%rbx
mov    %rcx,%r15
mov    %edx,0x4(%rsp)
mov    %edi,0xc(%rsp)
mov    0x60(%rsp),%r12
mov    0x58(%rsp),%rbp
mov    0x50(%rsp),%r13
lea    0x4(,%rsi,4),%edx
mov    %esi,%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,0x8(%rsp)
mov    %rbp,%rdi
xor    %esi,%esi
mov    %edx,(%rsp)
call   1040 <memset@plt>
mov    0x4(%rsp),%eax
test   %eax,%eax
jle    1212 <matrix_transposition+0xc2>
mov    %eax,%ecx
lea    -0x1(%rcx),%rdx
mov    %ecx,%eax
and    $0x3,%eax
cmp    $0x3,%rdx
jae    11b8 <matrix_transposition+0x68>
xor    %edx,%edx
jmp    11f0 <matrix_transposition+0xa0>
and    $0xfffffffc,%ecx
xor    %edx,%edx
nopl   (%rax)
movslq (%rbx,%rdx,4),%rsi
addl   $0x1,0x0(%rbp,%rsi,4)
movslq 0x4(%rbx,%rdx,4),%rsi
addl   $0x1,0x0(%rbp,%rsi,4)
movslq 0x8(%rbx,%rdx,4),%rsi
addl   $0x1,0x0(%rbp,%rsi,4)
movslq 0xc(%rbx,%rdx,4),%rsi
addl   $0x1,0x0(%rbp,%rsi,4)
add    $0x4,%rdx
cmp    %rdx,%rcx
jne    11c0 <matrix_transposition+0x70>
test   %rax,%rax
je     1212 <matrix_transposition+0xc2>
lea    (%rbx,%rdx,4),%rcx
xor    %edx,%edx
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movslq (%rcx,%rdx,4),%rsi
addl   $0x1,0x0(%rbp,%rsi,4)
add    $0x1,%rdx
cmp    %rdx,%rax
jne    1200 <matrix_transposition+0xb0>
mov    %rbp,0x10(%rsp)
mov    %rbp,%rdi
mov    0x8(%rsp),%esi
call   1070 <exclusive_scan@plt>
mov    (%rsp),%edi
call   1060 <malloc@plt>
mov    %rax,%rbp
mov    %rax,%rdi
mov    0x10(%rsp),%rsi
mov    (%rsp),%edx
call   1050 <memcpy@plt>
mov    0xc(%rsp),%eax
test   %eax,%eax
jle    12a5 <matrix_transposition+0x155>
mov    %eax,%r8d
mov    (%r15),%esi
xor    %ecx,%ecx
jmp    1257 <matrix_transposition+0x107>
mov    %edi,%esi
cmp    %r8,%rcx
je     12a5 <matrix_transposition+0x155>
mov    %rcx,%rdx
add    $0x1,%rcx
mov    0x4(%r15,%rdx,4),%edi
cmp    %edi,%esi
jge    1250 <matrix_transposition+0x100>
movslq %esi,%rsi
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
movslq (%rbx,%rsi,4),%rdi
movslq 0x0(%rbp,%rdi,4),%rax
mov    %edx,0x0(%r13,%rax,4)
movsd  (%r14,%rsi,8),%xmm0
movslq 0x0(%rbp,%rdi,4),%rax
movsd  %xmm0,(%r12,%rax,8)
add    $0x1,%eax
mov    %eax,0x0(%rbp,%rdi,4)
add    $0x1,%rsi
movslq (%r15,%rcx,4),%rdi
cmp    %rdi,%rsi
jl     1270 <matrix_transposition+0x120>
jmp    1250 <matrix_transposition+0x100>
mov    %rbp,%rdi
add    $0x18,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
jmp    1030 <free@plt>

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

LLVM IR (-O2):
define void @matrix_transposition(i32 %0, i32 %1, i32 %2, i32* nocapture %3, i32* nocapture %4, double* nocapture %5, i32* nocapture writeonly %6, i32* %7, double* nocapture writeonly %8) {
%10 = add nsw i32 %1, 1
%11 = shl i32 %10, 2
%12 = tail call i32 @memset(i32* %7, i32 0, i32 %11)
%13 = icmp sgt i32 %2, 0
br i1 %13, label %14, label %36
14: ; preds = %9
%15 = zext i32 %2 to i64
%16 = add nsw i64 %15, -1
%17 = and i64 %15, 3
%18 = icmp ult i64 %16, 3
br i1 %18, label %21, label %19
19: ; preds = %14
%20 = and i64 %15, 4294967292
br label %45
21: ; preds = %45, %14
%22 = phi i64 [ 0, %14 ], [ %75, %45 ]
%23 = icmp eq i64 %17, 0
br i1 %23, label %36, label %24
24: ; preds = %21, %24
%25 = phi i64 [ %33, %24 ], [ %22, %21 ]
%26 = phi i64 [ %34, %24 ], [ 0, %21 ]
%27 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %25
%28 = load i32, i32* %27
%29 = sext i32 %28 to i64
%30 = getelementptr inbounds i32, i32* %7, i64 %29
%31 = load i32, i32* %30
%32 = add nsw i32 %31, 1
store i32 %32, i32* %30
%33 = add nuw nsw i64 %25, 1
%34 = add i64 %26, 1
%35 = icmp eq i64 %34, %17
br i1 %35, label %36, label %24
36: ; preds = %21, %24, %9
%37 = tail call i32 @exclusive_scan(i32* %7, i32 %10)
%38 = tail call i64 @malloc(i32 %11)
%39 = inttoptr i64 %38 to i32*
%40 = tail call i32 @memcpy(i32* %39, i32* %7, i32 %11)
%41 = icmp sgt i32 %0, 0
br i1 %41, label %42, label %81
42: ; preds = %36
%43 = zext i32 %0 to i64
%44 = load i32, i32* %3
br label %83
45: ; preds = %45, %19
%46 = phi i64 [ 0, %19 ], [ %75, %45 ]
%47 = phi i64 [ 0, %19 ], [ %76, %45 ]
%48 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %46
%49 = load i32, i32* %48
%50 = sext i32 %49 to i64
%51 = getelementptr inbounds i32, i32* %7, i64 %50
%52 = load i32, i32* %51
%53 = add nsw i32 %52, 1
store i32 %53, i32* %51
%54 = or i64 %46, 1
%55 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %54
%56 = load i32, i32* %55
%57 = sext i32 %56 to i64
%58 = getelementptr inbounds i32, i32* %7, i64 %57
%59 = load i32, i32* %58
%60 = add nsw i32 %59, 1
store i32 %60, i32* %58
%61 = or i64 %46, 2
%62 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %61
%63 = load i32, i32* %62
%64 = sext i32 %63 to i64
%65 = getelementptr inbounds i32, i32* %7, i64 %64
%66 = load i32, i32* %65
%67 = add nsw i32 %66, 1
store i32 %67, i32* %65
%68 = or i64 %46, 3
%69 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %68
%70 = load i32, i32* %69
%71 = sext i32 %70 to i64
%72 = getelementptr inbounds i32, i32* %7, i64 %71
%73 = load i32, i32* %72
%74 = add nsw i32 %73, 1
store i32 %74, i32* %72
%75 = add nuw nsw i64 %46, 4
%76 = add i64 %47, 4
%77 = icmp eq i64 %76, %20
br i1 %77, label %21, label %45
78: ; preds = %93, %83
%79 = phi i32 [ %88, %83 ], [ %109, %93 ]
%80 = icmp eq i64 %86, %43
br i1 %80, label %81, label %83
81: ; preds = %78, %36
%82 = tail call i32 @free(i32* %39)
ret void
83: ; preds = %42, %78
%84 = phi i32 [ %44, %42 ], [ %79, %78 ]
%85 = phi i64 [ 0, %42 ], [ %86, %78 ]
%86 = add nuw nsw i64 %85, 1
%87 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 %86
%88 = load i32, i32* %87
%89 = icmp slt i32 %84, %88
br i1 %89, label %90, label %78
90: ; preds = %83
%91 = sext i32 %84 to i64
%92 = trunc i64 %85 to i32
br label %93
93: ; preds = %90, %93
%94 = phi i64 [ %91, %90 ], [ %108, %93 ]
%95 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %94
%96 = load i32, i32* %95
%97 = sext i32 %96 to i64
%98 = getelementptr inbounds i32, i32* %39, i64 %97
%99 = load i32, i32* %98
%100 = sext i32 %99 to i64
%101 = getelementptr inbounds i32, i32* %6, i64 %100
store i32 %92, i32* %101
%102 = getelementptr inbounds double, double* %5, i64 %94
%103 = load double, double* %102
%104 = load i32, i32* %98
%105 = sext i32 %104 to i64
%106 = getelementptr inbounds double, double* %8, i64 %105
store double %103, double* %106
%107 = add nsw i32 %104, 1
store i32 %107, i32* %98
%108 = add nsw i64 %94, 1
%109 = load i32, i32* %87
%110 = sext i32 %109 to i64
%111 = icmp slt i64 %108, %110
br i1 %111, label %93, label %78
}