#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 **malloc(int);
int **alloc2d_opt(int rows, int cols) {
  int header = rows * sizeof(int *);
  int data = rows * cols * sizeof(int);
  int **ptr = malloc(header + data);
  if (ptr == NULL)
    return NULL;
  for (int i = 0; i < rows; i++) {
    ptr[i] = (int *)(ptr + rows) + i * cols;
  }
  return ptr;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<alloc2d_opt>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
mov    %edi,-0xc(%rbp)
mov    %esi,-0x10(%rbp)
movslq -0xc(%rbp),%rax
shl    $0x3,%rax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
imul   -0x10(%rbp),%eax
cltq
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%edi
add    -0x18(%rbp),%edi
call   1030 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x20(%rbp)
cmpq   $0x0,-0x20(%rbp)
jne    1160 <alloc2d_opt+0x50>
movq   $0x0,-0x8(%rbp)
jmp    11b4 <alloc2d_opt+0xa4>
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    11ac <alloc2d_opt+0x9c>
mov    -0x20(%rbp),%rdx
movslq -0xc(%rbp),%rax
shl    $0x3,%rax
add    %rax,%rdx
mov    -0x24(%rbp),%eax
imul   -0x10(%rbp),%eax
cltq
shl    $0x2,%rax
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    1167 <alloc2d_opt+0x57>
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x8(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
add    $0x30,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<alloc2d_opt>:
push   %r15
push   %r14
push   %rbx
mov    %esi,%r14d
mov    %edi,%ebx
lea    0x8(,%r14,4),%edi
imul   %ebx,%edi
call   1030 <malloc@plt>
test   %rax,%rax
je     1200 <alloc2d_opt+0xf0>
test   %ebx,%ebx
jle    1200 <alloc2d_opt+0xf0>
movslq %r14d,%r9
mov    %ebx,%r8d
lea    -0x1(%r8),%rcx
mov    %r8d,%r10d
and    $0x3,%r10d
cmp    $0x3,%rcx
jae    1156 <alloc2d_opt+0x46>
xor    %edi,%edi
jmp    11c8 <alloc2d_opt+0xb8>
mov    %r8d,%r11d
and    $0xfffffffc,%r11d
lea    0x0(,%r8,8),%r15
lea    (%r15,%r9,8),%rcx
mov    %r9,%r14
shl    $0x4,%r14
lea    0x0(,%r9,4),%rdx
lea    (%rdx,%r8,8),%rsi
lea    (%r9,%r9,2),%rdx
lea    (%r15,%rdx,4),%rdx
xor    %edi,%edi
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
lea    (%rax,%r15,1),%rbx
mov    %rbx,(%rax,%rdi,8)
lea    (%rax,%rsi,1),%rbx
mov    %rbx,0x8(%rax,%rdi,8)
lea    (%rax,%rcx,1),%rbx
mov    %rbx,0x10(%rax,%rdi,8)
lea    (%rax,%rdx,1),%rbx
mov    %rbx,0x18(%rax,%rdi,8)
add    $0x4,%rdi
add    %r14,%rcx
add    %r14,%rsi
add    %r14,%rdx
add    %r14,%r15
cmp    %rdi,%r11
jne    1190 <alloc2d_opt+0x80>
test   %r10,%r10
je     1200 <alloc2d_opt+0xf0>
lea    (%rax,%rdi,8),%rcx
lea    (%rax,%r8,8),%rdx
imul   %r9,%rdi
lea    (%rdx,%rdi,4),%rdx
shl    $0x2,%r9
xor    %esi,%esi
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
mov    %rdx,(%rcx,%rsi,8)
add    $0x1,%rsi
add    %r9,%rdx
cmp    %rsi,%r10
jne    11f0 <alloc2d_opt+0xe0>
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %r15
ret

LLVM IR (-O0):
define i32** @alloc2d_opt(i32 %0, i32 %1) {
%3 = alloca i32**
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32**
%9 = alloca i32
store i32 %0, i32* %4
store i32 %1, i32* %5
%10 = load i32, i32* %4
%11 = sext i32 %10 to i64
%12 = mul i64 %11, 8
%13 = trunc i64 %12 to i32
store i32 %13, i32* %6
%14 = load i32, i32* %4
%15 = load i32, i32* %5
%16 = mul nsw i32 %14, %15
%17 = sext i32 %16 to i64
%18 = mul i64 %17, 4
%19 = trunc i64 %18 to i32
store i32 %19, i32* %7
%20 = load i32, i32* %6
%21 = load i32, i32* %7
%22 = add nsw i32 %20, %21
%23 = call i32** @malloc(i32 %22)
store i32** %23, i32*** %8
%24 = load i32**, i32*** %8
%25 = icmp eq i32** %24, null
br i1 %25, label %26, label %27
26: ; preds = %2
store i32** null, i32*** %3
br label %52
27: ; preds = %2
store i32 0, i32* %9
br label %28
28: ; preds = %47, %27
%29 = load i32, i32* %9
%30 = load i32, i32* %4
%31 = icmp slt i32 %29, %30
br i1 %31, label %32, label %50
32: ; preds = %28
%33 = load i32**, i32*** %8
%34 = load i32, i32* %4
%35 = sext i32 %34 to i64
%36 = getelementptr inbounds i32*, i32** %33, i64 %35
%37 = bitcast i32** %36 to i32*
%38 = load i32, i32* %9
%39 = load i32, i32* %5
%40 = mul nsw i32 %38, %39
%41 = sext i32 %40 to i64
%42 = getelementptr inbounds i32, i32* %37, i64 %41
%43 = load i32**, i32*** %8
%44 = load i32, i32* %9
%45 = sext i32 %44 to i64
%46 = getelementptr inbounds i32*, i32** %43, i64 %45
store i32* %42, i32** %46
br label %47
47: ; preds = %32
%48 = load i32, i32* %9
%49 = add nsw i32 %48, 1
store i32 %49, i32* %9
br label %28
50: ; preds = %28
%51 = load i32**, i32*** %8
store i32** %51, i32*** %3
br label %52
52: ; preds = %50, %26
%53 = load i32**, i32*** %3
ret i32** %53
}

LLVM IR (-O2):
define i32** @alloc2d_opt(i32 %0, i32 %1) {
%3 = shl i32 %1, 2
%4 = add i32 %3, 8
%5 = mul i32 %4, %0
%6 = tail call i32** @malloc(i32 %5)
%7 = icmp ne i32** %6, null
%8 = icmp sgt i32 %0, 0
%9 = and i1 %7, %8
br i1 %9, label %10, label %54
10: ; preds = %2
%11 = zext i32 %0 to i64
%12 = getelementptr inbounds i32*, i32** %6, i64 %11
%13 = bitcast i32** %12 to i32*
%14 = sext i32 %1 to i64
%15 = zext i32 %0 to i64
%16 = add nsw i64 %15, -1
%17 = and i64 %15, 3
%18 = icmp ult i64 %16, 3
br i1 %18, label %42, label %19
19: ; preds = %10
%20 = and i64 %15, 4294967292
br label %21
21: ; preds = %21, %19
%22 = phi i64 [ 0, %19 ], [ %39, %21 ]
%23 = phi i64 [ 0, %19 ], [ %40, %21 ]
%24 = mul nsw i64 %22, %14
%25 = getelementptr inbounds i32, i32* %13, i64 %24
%26 = getelementptr inbounds i32*, i32** %6, i64 %22
store i32* %25, i32** %26
%27 = or i64 %22, 1
%28 = mul nsw i64 %27, %14
%29 = getelementptr inbounds i32, i32* %13, i64 %28
%30 = getelementptr inbounds i32*, i32** %6, i64 %27
store i32* %29, i32** %30
%31 = or i64 %22, 2
%32 = mul nsw i64 %31, %14
%33 = getelementptr inbounds i32, i32* %13, i64 %32
%34 = getelementptr inbounds i32*, i32** %6, i64 %31
store i32* %33, i32** %34
%35 = or i64 %22, 3
%36 = mul nsw i64 %35, %14
%37 = getelementptr inbounds i32, i32* %13, i64 %36
%38 = getelementptr inbounds i32*, i32** %6, i64 %35
store i32* %37, i32** %38
%39 = add nuw nsw i64 %22, 4
%40 = add i64 %23, 4
%41 = icmp eq i64 %40, %20
br i1 %41, label %42, label %21
42: ; preds = %21, %10
%43 = phi i64 [ 0, %10 ], [ %39, %21 ]
%44 = icmp eq i64 %17, 0
br i1 %44, label %54, label %45
45: ; preds = %42, %45
%46 = phi i64 [ %51, %45 ], [ %43, %42 ]
%47 = phi i64 [ %52, %45 ], [ 0, %42 ]
%48 = mul nsw i64 %46, %14
%49 = getelementptr inbounds i32, i32* %13, i64 %48
%50 = getelementptr inbounds i32*, i32** %6, i64 %46
store i32* %49, i32** %50
%51 = add nuw nsw i64 %46, 1
%52 = add i64 %47, 1
%53 = icmp eq i64 %52, %17
br i1 %53, label %54, label %45
54: ; preds = %42, %45, %2
ret i32** %6
}