#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*/ bar(float *, float *, float *, float *);
void foo() {
  int i;
  float a[16], b[16], c[16], d[16];
  bar(a, b, c, d);
  for (i = 0; i < 16; i++) {
    a[i] = b[i] + c[i] * d[i];
  }
  bar(a, b, c, d);
  for (i = 0; i < 16; i++) {
    a[i] = b[i] * c[i] + d[i];
  }
  bar(a, b, c, d);
  for (i = 0; i < 16; i++) {
    a[i] = b[i] * c[i] - d[i];
  }
  bar(a, b, c, d);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<foo>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x110,%rsp
lea    -0x50(%rbp),%rdi
lea    -0x90(%rbp),%rsi
lea    -0xd0(%rbp),%rdx
lea    -0x110(%rbp),%rcx
call   1030 <bar@plt>
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
cmpl   $0x10,-0x4(%rbp)
jge    1191 <foo+0x81>
movslq -0x4(%rbp),%rax
movss  -0x90(%rbp,%rax,4),%xmm1
ff ff
movslq -0x4(%rbp),%rax
movss  -0xd0(%rbp,%rax,4),%xmm0
ff ff
movslq -0x4(%rbp),%rax
movss  -0x110(%rbp,%rax,4),%xmm2
ff ff
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
movslq -0x4(%rbp),%rax
movss  %xmm0,-0x50(%rbp,%rax,4)
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    1140 <foo+0x30>
lea    -0x50(%rbp),%rdi
lea    -0x90(%rbp),%rsi
lea    -0xd0(%rbp),%rdx
lea    -0x110(%rbp),%rcx
call   1030 <bar@plt>
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
cmpl   $0x10,-0x4(%rbp)
jge    1207 <foo+0xf7>
movslq -0x4(%rbp),%rax
movss  -0x90(%rbp,%rax,4),%xmm0
ff ff
movslq -0x4(%rbp),%rax
movss  -0xd0(%rbp,%rax,4),%xmm2
ff ff
movslq -0x4(%rbp),%rax
movss  -0x110(%rbp,%rax,4),%xmm1
ff ff
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
movslq -0x4(%rbp),%rax
movss  %xmm0,-0x50(%rbp,%rax,4)
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    11b6 <foo+0xa6>
lea    -0x50(%rbp),%rdi
lea    -0x90(%rbp),%rsi
lea    -0xd0(%rbp),%rdx
lea    -0x110(%rbp),%rcx
call   1030 <bar@plt>
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
cmpl   $0x10,-0x4(%rbp)
jge    128a <foo+0x17a>
movslq -0x4(%rbp),%rax
movss  -0x90(%rbp,%rax,4),%xmm0
ff ff
movslq -0x4(%rbp),%rax
movss  -0xd0(%rbp,%rax,4),%xmm2
ff ff
movslq -0x4(%rbp),%rax
movss  -0x110(%rbp,%rax,4),%xmm1
ff ff
movd   %xmm1,%eax
xor    $0x80000000,%eax
movd   %eax,%xmm1
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
movslq -0x4(%rbp),%rax
movss  %xmm0,-0x50(%rbp,%rax,4)
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    122c <foo+0x11c>
lea    -0x50(%rbp),%rdi
lea    -0x90(%rbp),%rsi
lea    -0xd0(%rbp),%rdx
lea    -0x110(%rbp),%rcx
call   1030 <bar@plt>
add    $0x110,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<foo>:
push   %r15
push   %r14
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x108,%rsp
lea    0xc0(%rsp),%rbx
lea    0x80(%rsp),%r14
lea    0x40(%rsp),%r15
mov    %rsp,%r12
mov    %rbx,%rdi
mov    %r14,%rsi
mov    %r15,%rdx
mov    %r12,%rcx
call   1030 <bar@plt>
movaps 0x40(%rsp),%xmm0
movaps 0x50(%rsp),%xmm1
movaps 0x60(%rsp),%xmm2
movaps 0x70(%rsp),%xmm3
mulps  (%rsp),%xmm0
addps  0x80(%rsp),%xmm0
mulps  0x10(%rsp),%xmm1
addps  0x90(%rsp),%xmm1
movaps %xmm0,0xc0(%rsp)
movaps %xmm1,0xd0(%rsp)
mulps  0x20(%rsp),%xmm2
addps  0xa0(%rsp),%xmm2
mulps  0x30(%rsp),%xmm3
movaps %xmm2,0xe0(%rsp)
addps  0xb0(%rsp),%xmm3
movaps %xmm3,0xf0(%rsp)
mov    %rbx,%rdi
mov    %r14,%rsi
mov    %r15,%rdx
mov    %r12,%rcx
call   1030 <bar@plt>
movaps 0x80(%rsp),%xmm0
movaps 0x90(%rsp),%xmm1
movaps 0xa0(%rsp),%xmm2
movaps 0xb0(%rsp),%xmm3
mulps  0x40(%rsp),%xmm0
addps  (%rsp),%xmm0
mulps  0x50(%rsp),%xmm1
addps  0x10(%rsp),%xmm1
movaps %xmm0,0xc0(%rsp)
movaps %xmm1,0xd0(%rsp)
mulps  0x60(%rsp),%xmm2
addps  0x20(%rsp),%xmm2
mulps  0x70(%rsp),%xmm3
movaps %xmm2,0xe0(%rsp)
addps  0x30(%rsp),%xmm3
movaps %xmm3,0xf0(%rsp)
mov    %rbx,%rdi
mov    %r14,%rsi
mov    %r15,%rdx
mov    %r12,%rcx
call   1030 <bar@plt>
movaps 0x80(%rsp),%xmm0
movaps 0x90(%rsp),%xmm1
movaps 0xa0(%rsp),%xmm2
movaps 0xb0(%rsp),%xmm3
mulps  0x40(%rsp),%xmm0
subps  (%rsp),%xmm0
mulps  0x50(%rsp),%xmm1
subps  0x10(%rsp),%xmm1
movaps %xmm0,0xc0(%rsp)
movaps %xmm1,0xd0(%rsp)
mulps  0x60(%rsp),%xmm2
subps  0x20(%rsp),%xmm2
mulps  0x70(%rsp),%xmm3
movaps %xmm2,0xe0(%rsp)
subps  0x30(%rsp),%xmm3
movaps %xmm3,0xf0(%rsp)
mov    %rbx,%rdi
mov    %r14,%rsi
mov    %r15,%rdx
mov    %r12,%rcx
call   1030 <bar@plt>
add    $0x108,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r14
pop    %r15
ret

LLVM IR (-O0):
define void @foo() {
%1 = alloca i32
%2 = alloca [16 x float]
%3 = alloca [16 x float]
%4 = alloca [16 x float]
%5 = alloca [16 x float]
%6 = getelementptr inbounds [16 x float], [16 x float]* %2, i64 0, i64 0
%7 = getelementptr inbounds [16 x float], [16 x float]* %3, i64 0, i64 0
%8 = getelementptr inbounds [16 x float], [16 x float]* %4, i64 0, i64 0
%9 = getelementptr inbounds [16 x float], [16 x float]* %5, i64 0, i64 0
%10 = call i32 @bar(float* %6, float* %7, float* %8, float* %9)
store i32 0, i32* %1
br label %11
11: ; preds = %31, %0
%12 = load i32, i32* %1
%13 = icmp slt i32 %12, 16
br i1 %13, label %14, label %34
14: ; preds = %11
%15 = load i32, i32* %1
%16 = sext i32 %15 to i64
%17 = getelementptr inbounds [16 x float], [16 x float]* %3, i64 0, i64 %16
%18 = load float, float* %17
%19 = load i32, i32* %1
%20 = sext i32 %19 to i64
%21 = getelementptr inbounds [16 x float], [16 x float]* %4, i64 0, i64 %20
%22 = load float, float* %21
%23 = load i32, i32* %1
%24 = sext i32 %23 to i64
%25 = getelementptr inbounds [16 x float], [16 x float]* %5, i64 0, i64 %24
%26 = load float, float* %25
%27 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %22, float %26, float %18)
%28 = load i32, i32* %1
%29 = sext i32 %28 to i64
%30 = getelementptr inbounds [16 x float], [16 x float]* %2, i64 0, i64 %29
store float %27, float* %30
br label %31
31: ; preds = %14
%32 = load i32, i32* %1
%33 = add nsw i32 %32, 1
store i32 %33, i32* %1
br label %11
34: ; preds = %11
%35 = getelementptr inbounds [16 x float], [16 x float]* %2, i64 0, i64 0
%36 = getelementptr inbounds [16 x float], [16 x float]* %3, i64 0, i64 0
%37 = getelementptr inbounds [16 x float], [16 x float]* %4, i64 0, i64 0
%38 = getelementptr inbounds [16 x float], [16 x float]* %5, i64 0, i64 0
%39 = call i32 @bar(float* %35, float* %36, float* %37, float* %38)
store i32 0, i32* %1
br label %40
40: ; preds = %60, %34
%41 = load i32, i32* %1
%42 = icmp slt i32 %41, 16
br i1 %42, label %43, label %63
43: ; preds = %40
%44 = load i32, i32* %1
%45 = sext i32 %44 to i64
%46 = getelementptr inbounds [16 x float], [16 x float]* %3, i64 0, i64 %45
%47 = load float, float* %46
%48 = load i32, i32* %1
%49 = sext i32 %48 to i64
%50 = getelementptr inbounds [16 x float], [16 x float]* %4, i64 0, i64 %49
%51 = load float, float* %50
%52 = load i32, i32* %1
%53 = sext i32 %52 to i64
%54 = getelementptr inbounds [16 x float], [16 x float]* %5, i64 0, i64 %53
%55 = load float, float* %54
%56 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %47, float %51, float %55)
%57 = load i32, i32* %1
%58 = sext i32 %57 to i64
%59 = getelementptr inbounds [16 x float], [16 x float]* %2, i64 0, i64 %58
store float %56, float* %59
br label %60
60: ; preds = %43
%61 = load i32, i32* %1
%62 = add nsw i32 %61, 1
store i32 %62, i32* %1
br label %40
63: ; preds = %40
%64 = getelementptr inbounds [16 x float], [16 x float]* %2, i64 0, i64 0
%65 = getelementptr inbounds [16 x float], [16 x float]* %3, i64 0, i64 0
%66 = getelementptr inbounds [16 x float], [16 x float]* %4, i64 0, i64 0
%67 = getelementptr inbounds [16 x float], [16 x float]* %5, i64 0, i64 0
%68 = call i32 @bar(float* %64, float* %65, float* %66, float* %67)
store i32 0, i32* %1
br label %69
69: ; preds = %90, %63
%70 = load i32, i32* %1
%71 = icmp slt i32 %70, 16
br i1 %71, label %72, label %93
72: ; preds = %69
%73 = load i32, i32* %1
%74 = sext i32 %73 to i64
%75 = getelementptr inbounds [16 x float], [16 x float]* %3, i64 0, i64 %74
%76 = load float, float* %75
%77 = load i32, i32* %1
%78 = sext i32 %77 to i64
%79 = getelementptr inbounds [16 x float], [16 x float]* %4, i64 0, i64 %78
%80 = load float, float* %79
%81 = load i32, i32* %1
%82 = sext i32 %81 to i64
%83 = getelementptr inbounds [16 x float], [16 x float]* %5, i64 0, i64 %82
%84 = load float, float* %83
%85 = fneg float %84
%86 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %76, float %80, float %85)
%87 = load i32, i32* %1
%88 = sext i32 %87 to i64
%89 = getelementptr inbounds [16 x float], [16 x float]* %2, i64 0, i64 %88
store float %86, float* %89
br label %90
90: ; preds = %72
%91 = load i32, i32* %1
%92 = add nsw i32 %91, 1
store i32 %92, i32* %1
br label %69
93: ; preds = %69
%94 = getelementptr inbounds [16 x float], [16 x float]* %2, i64 0, i64 0
%95 = getelementptr inbounds [16 x float], [16 x float]* %3, i64 0, i64 0
%96 = getelementptr inbounds [16 x float], [16 x float]* %4, i64 0, i64 0
%97 = getelementptr inbounds [16 x float], [16 x float]* %5, i64 0, i64 0
%98 = call i32 @bar(float* %94, float* %95, float* %96, float* %97)
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @foo() {
%1 = alloca [16 x float]
%2 = alloca [16 x float]
%3 = alloca [16 x float]
%4 = alloca [16 x float]
%5 = bitcast [16 x float]* %1 to i8*
%6 = bitcast [16 x float]* %2 to i8*
%7 = bitcast [16 x float]* %3 to i8*
%8 = bitcast [16 x float]* %4 to i8*
%9 = getelementptr inbounds [16 x float], [16 x float]* %1, i64 0, i64 0
%10 = getelementptr inbounds [16 x float], [16 x float]* %2, i64 0, i64 0
%11 = getelementptr inbounds [16 x float], [16 x float]* %3, i64 0, i64 0
%12 = getelementptr inbounds [16 x float], [16 x float]* %4, i64 0, i64 0
%13 = call i32 @bar(float* %9, float* %10, float* %11, float* %12)
%14 = bitcast [16 x float]* %2 to <4 x float>*
%15 = load <4 x float>, <4 x float>* %14
%16 = bitcast [16 x float]* %3 to <4 x float>*
%17 = load <4 x float>, <4 x float>* %16
%18 = bitcast [16 x float]* %4 to <4 x float>*
%19 = load <4 x float>, <4 x float>* %18
%20 = call <4 x float> @llvm.fmuladd.v4f32(<4 x float> %17, <4 x float> %19, <4 x float> %15)
%21 = bitcast [16 x float]* %1 to <4 x float>*
store <4 x float> %20, <4 x float>* %21
%22 = getelementptr inbounds [16 x float], [16 x float]* %2, i64 0, i64 4
%23 = getelementptr inbounds [16 x float], [16 x float]* %3, i64 0, i64 4
%24 = getelementptr inbounds [16 x float], [16 x float]* %4, i64 0, i64 4
%25 = getelementptr inbounds [16 x float], [16 x float]* %1, i64 0, i64 4
%26 = bitcast float* %22 to <4 x float>*
%27 = load <4 x float>, <4 x float>* %26
%28 = bitcast float* %23 to <4 x float>*
%29 = load <4 x float>, <4 x float>* %28
%30 = bitcast float* %24 to <4 x float>*
%31 = load <4 x float>, <4 x float>* %30
%32 = call <4 x float> @llvm.fmuladd.v4f32(<4 x float> %29, <4 x float> %31, <4 x float> %27)
%33 = bitcast float* %25 to <4 x float>*
store <4 x float> %32, <4 x float>* %33
%34 = getelementptr inbounds [16 x float], [16 x float]* %2, i64 0, i64 8
%35 = getelementptr inbounds [16 x float], [16 x float]* %3, i64 0, i64 8
%36 = getelementptr inbounds [16 x float], [16 x float]* %4, i64 0, i64 8
%37 = getelementptr inbounds [16 x float], [16 x float]* %1, i64 0, i64 8
%38 = bitcast float* %34 to <4 x float>*
%39 = load <4 x float>, <4 x float>* %38
%40 = bitcast float* %35 to <4 x float>*
%41 = load <4 x float>, <4 x float>* %40
%42 = bitcast float* %36 to <4 x float>*
%43 = load <4 x float>, <4 x float>* %42
%44 = call <4 x float> @llvm.fmuladd.v4f32(<4 x float> %41, <4 x float> %43, <4 x float> %39)
%45 = bitcast float* %37 to <4 x float>*
store <4 x float> %44, <4 x float>* %45
%46 = getelementptr inbounds [16 x float], [16 x float]* %2, i64 0, i64 12
%47 = getelementptr inbounds [16 x float], [16 x float]* %3, i64 0, i64 12
%48 = getelementptr inbounds [16 x float], [16 x float]* %4, i64 0, i64 12
%49 = getelementptr inbounds [16 x float], [16 x float]* %1, i64 0, i64 12
%50 = bitcast float* %46 to <4 x float>*
%51 = load <4 x float>, <4 x float>* %50
%52 = bitcast float* %47 to <4 x float>*
%53 = load <4 x float>, <4 x float>* %52
%54 = bitcast float* %48 to <4 x float>*
%55 = load <4 x float>, <4 x float>* %54
%56 = call <4 x float> @llvm.fmuladd.v4f32(<4 x float> %53, <4 x float> %55, <4 x float> %51)
%57 = bitcast float* %49 to <4 x float>*
store <4 x float> %56, <4 x float>* %57
%58 = call i32 @bar(float* %9, float* %10, float* %11, float* %12)
%59 = bitcast [16 x float]* %2 to <4 x float>*
%60 = load <4 x float>, <4 x float>* %59
%61 = bitcast [16 x float]* %3 to <4 x float>*
%62 = load <4 x float>, <4 x float>* %61
%63 = bitcast [16 x float]* %4 to <4 x float>*
%64 = load <4 x float>, <4 x float>* %63
%65 = call <4 x float> @llvm.fmuladd.v4f32(<4 x float> %60, <4 x float> %62, <4 x float> %64)
%66 = bitcast [16 x float]* %1 to <4 x float>*
store <4 x float> %65, <4 x float>* %66
%67 = bitcast float* %22 to <4 x float>*
%68 = load <4 x float>, <4 x float>* %67
%69 = bitcast float* %23 to <4 x float>*
%70 = load <4 x float>, <4 x float>* %69
%71 = bitcast float* %24 to <4 x float>*
%72 = load <4 x float>, <4 x float>* %71
%73 = call <4 x float> @llvm.fmuladd.v4f32(<4 x float> %68, <4 x float> %70, <4 x float> %72)
%74 = bitcast float* %25 to <4 x float>*
store <4 x float> %73, <4 x float>* %74
%75 = bitcast float* %34 to <4 x float>*
%76 = load <4 x float>, <4 x float>* %75
%77 = bitcast float* %35 to <4 x float>*
%78 = load <4 x float>, <4 x float>* %77
%79 = bitcast float* %36 to <4 x float>*
%80 = load <4 x float>, <4 x float>* %79
%81 = call <4 x float> @llvm.fmuladd.v4f32(<4 x float> %76, <4 x float> %78, <4 x float> %80)
%82 = bitcast float* %37 to <4 x float>*
store <4 x float> %81, <4 x float>* %82
%83 = bitcast float* %46 to <4 x float>*
%84 = load <4 x float>, <4 x float>* %83
%85 = bitcast float* %47 to <4 x float>*
%86 = load <4 x float>, <4 x float>* %85
%87 = bitcast float* %48 to <4 x float>*
%88 = load <4 x float>, <4 x float>* %87
%89 = call <4 x float> @llvm.fmuladd.v4f32(<4 x float> %84, <4 x float> %86, <4 x float> %88)
%90 = bitcast float* %49 to <4 x float>*
store <4 x float> %89, <4 x float>* %90
%91 = call i32 @bar(float* %9, float* %10, float* %11, float* %12)
%92 = bitcast [16 x float]* %2 to <4 x float>*
%93 = load <4 x float>, <4 x float>* %92
%94 = bitcast [16 x float]* %3 to <4 x float>*
%95 = load <4 x float>, <4 x float>* %94
%96 = bitcast [16 x float]* %4 to <4 x float>*
%97 = load <4 x float>, <4 x float>* %96
%98 = fneg <4 x float> %97
%99 = call <4 x float> @llvm.fmuladd.v4f32(<4 x float> %93, <4 x float> %95, <4 x float> %98)
%100 = bitcast [16 x float]* %1 to <4 x float>*
store <4 x float> %99, <4 x float>* %100
%101 = bitcast float* %22 to <4 x float>*
%102 = load <4 x float>, <4 x float>* %101
%103 = bitcast float* %23 to <4 x float>*
%104 = load <4 x float>, <4 x float>* %103
%105 = bitcast float* %24 to <4 x float>*
%106 = load <4 x float>, <4 x float>* %105
%107 = fneg <4 x float> %106
%108 = call <4 x float> @llvm.fmuladd.v4f32(<4 x float> %102, <4 x float> %104, <4 x float> %107)
%109 = bitcast float* %25 to <4 x float>*
store <4 x float> %108, <4 x float>* %109
%110 = bitcast float* %34 to <4 x float>*
%111 = load <4 x float>, <4 x float>* %110
%112 = bitcast float* %35 to <4 x float>*
%113 = load <4 x float>, <4 x float>* %112
%114 = bitcast float* %36 to <4 x float>*
%115 = load <4 x float>, <4 x float>* %114
%116 = fneg <4 x float> %115
%117 = call <4 x float> @llvm.fmuladd.v4f32(<4 x float> %111, <4 x float> %113, <4 x float> %116)
%118 = bitcast float* %37 to <4 x float>*
store <4 x float> %117, <4 x float>* %118
%119 = bitcast float* %46 to <4 x float>*
%120 = load <4 x float>, <4 x float>* %119
%121 = bitcast float* %47 to <4 x float>*
%122 = load <4 x float>, <4 x float>* %121
%123 = bitcast float* %48 to <4 x float>*
%124 = load <4 x float>, <4 x float>* %123
%125 = fneg <4 x float> %124
%126 = call <4 x float> @llvm.fmuladd.v4f32(<4 x float> %120, <4 x float> %122, <4 x float> %125)
%127 = bitcast float* %49 to <4 x float>*
store <4 x float> %126, <4 x float>* %127
%128 = call i32 @bar(float* %9, float* %10, float* %11, float* %12)
ret void
}