#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 get_rounded_direction(int, int);
void sobel(int w, int h, unsigned int **dst, int **dir, unsigned int **src) {
  int i, j;
  for (j = 1; j < h - 1; j++) {
    for (i = 1; i < w - 1; i++) {
      int gx = -1 * src[j - 1][i - 1] + 1 * src[j - 1][i + 1] -
               2 * src[j][i - 1] + 2 * src[j][i + 1] - 1 * src[j + 1][i - 1] +
               1 * src[j + 1][i + 1];
      int gy = -1 * src[j - 1][i - 1] + 1 * src[j + 1][i - 1] -
               2 * src[j - 1][i] + 2 * src[j + 1][i] - 1 * src[j - 1][i + 1] +
               1 * src[j + 1][i + 1];
      dst[j][i] = ((gx) >= 0 ? (gx) : (-(gx))) + ((gy) >= 0 ? (gy) : (-(gy)));
      dir[j][i] = get_rounded_direction(gx, gy);
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<sobel>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x40,%rsp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %esi,-0x8(%rbp)
mov    %rdx,-0x10(%rbp)
mov    %rcx,-0x18(%rbp)
mov    %r8,-0x20(%rbp)
movl   $0x1,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
mov    -0x8(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    137e <sobel+0x26e>
movl   $0x1,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
mov    -0x4(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    136b <sobel+0x25b>
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
imul   $0xffffffff,(%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x20(%rbp),%rcx
mov    -0x28(%rbp),%edx
sub    $0x1,%edx
movslq %edx,%rdx
mov    (%rcx,%rdx,8),%rcx
mov    -0x24(%rbp),%edx
add    $0x1,%edx
movslq %edx,%rdx
mov    (%rcx,%rdx,4),%ecx
shl    $0x0,%ecx
add    %ecx,%eax
mov    -0x20(%rbp),%rcx
movslq -0x28(%rbp),%rdx
mov    (%rcx,%rdx,8),%rcx
mov    -0x24(%rbp),%edx
sub    $0x1,%edx
movslq %edx,%rdx
mov    (%rcx,%rdx,4),%ecx
shl    $0x1,%ecx
sub    %ecx,%eax
mov    -0x20(%rbp),%rcx
movslq -0x28(%rbp),%rdx
mov    (%rcx,%rdx,8),%rcx
mov    -0x24(%rbp),%edx
add    $0x1,%edx
movslq %edx,%rdx
mov    (%rcx,%rdx,4),%ecx
shl    $0x1,%ecx
add    %ecx,%eax
mov    -0x20(%rbp),%rcx
mov    -0x28(%rbp),%edx
add    $0x1,%edx
movslq %edx,%rdx
mov    (%rcx,%rdx,8),%rcx
mov    -0x24(%rbp),%edx
sub    $0x1,%edx
movslq %edx,%rdx
mov    (%rcx,%rdx,4),%ecx
shl    $0x0,%ecx
sub    %ecx,%eax
mov    -0x20(%rbp),%rcx
mov    -0x28(%rbp),%edx
add    $0x1,%edx
movslq %edx,%rdx
mov    (%rcx,%rdx,8),%rcx
mov    -0x24(%rbp),%edx
add    $0x1,%edx
movslq %edx,%rdx
mov    (%rcx,%rdx,4),%ecx
shl    $0x0,%ecx
add    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
imul   $0xffffffff,(%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x20(%rbp),%rcx
mov    -0x28(%rbp),%edx
add    $0x1,%edx
movslq %edx,%rdx
mov    (%rcx,%rdx,8),%rcx
mov    -0x24(%rbp),%edx
sub    $0x1,%edx
movslq %edx,%rdx
mov    (%rcx,%rdx,4),%ecx
shl    $0x0,%ecx
add    %ecx,%eax
mov    -0x20(%rbp),%rcx
mov    -0x28(%rbp),%edx
sub    $0x1,%edx
movslq %edx,%rdx
mov    (%rcx,%rdx,8),%rcx
movslq -0x24(%rbp),%rdx
mov    (%rcx,%rdx,4),%ecx
shl    $0x1,%ecx
sub    %ecx,%eax
mov    -0x20(%rbp),%rcx
mov    -0x28(%rbp),%edx
add    $0x1,%edx
movslq %edx,%rdx
mov    (%rcx,%rdx,8),%rcx
movslq -0x24(%rbp),%rdx
mov    (%rcx,%rdx,4),%ecx
shl    $0x1,%ecx
add    %ecx,%eax
mov    -0x20(%rbp),%rcx
mov    -0x28(%rbp),%edx
sub    $0x1,%edx
movslq %edx,%rdx
mov    (%rcx,%rdx,8),%rcx
mov    -0x24(%rbp),%edx
add    $0x1,%edx
movslq %edx,%rdx
mov    (%rcx,%rdx,4),%ecx
shl    $0x0,%ecx
sub    %ecx,%eax
mov    -0x20(%rbp),%rcx
mov    -0x28(%rbp),%edx
add    $0x1,%edx
movslq %edx,%rdx
mov    (%rcx,%rdx,8),%rcx
mov    -0x24(%rbp),%edx
add    $0x1,%edx
movslq %edx,%rdx
mov    (%rcx,%rdx,4),%ecx
shl    $0x0,%ecx
add    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x2c(%rbp)
jl     12f7 <sobel+0x1e7>
mov    -0x2c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
jmp    12ff <sobel+0x1ef>
xor    %eax,%eax
sub    -0x2c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x38(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x30(%rbp)
jl     131a <sobel+0x20a>
mov    -0x30(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
jmp    1322 <sobel+0x212>
xor    %eax,%eax
sub    -0x30(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%edx
mov    -0x3c(%rbp),%eax
add    %eax,%edx
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x2c(%rbp),%edi
mov    -0x30(%rbp),%esi
call   1030 <get_rounded_direction@plt>
mov    %eax,%edx
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    1149 <sobel+0x39>
jmp    1370 <sobel+0x260>
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    1131 <sobel+0x21>
add    $0x40,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<sobel>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x28,%rsp
cmp    $0x3,%esi
jl     1226 <sobel+0x116>
mov    %r8,%r14
mov    %rcx,%r15
add    $0xffffffff,%esi
lea    -0x1(%rdi),%eax
add    $0xffffffffffffffff,%rax
mov    $0x1,%r13d
mov    %rsi,0x10(%rsp)
mov    %rdi,0x8(%rsp)
mov    %rax,0x20(%rsp)
jmp    1160 <sobel+0x50>
xchg   %ax,%ax
add    $0x1,%r13
mov    %r13,%rbp
cmp    %rsi,%rbp
je     1226 <sobel+0x116>
cmp    $0x2,%edi
jle    1150 <sobel+0x40>
lea    0x1(%r13),%rsi
mov    %rsi,0x18(%rsp)
xor    %r12d,%r12d
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    -0x8(%r14,%r13,8),%rax
mov    (%r14,%r13,8),%rbx
mov    (%rax,%r12,4),%r11d
mov    0x8(%rax,%r12,4),%esi
mov    0x8(%rbx,%r12,4),%edi
mov    0x8(%r14,%r13,8),%rbp
mov    0x8(%rbp,%r12,4),%r9d
sub    (%rbx,%r12,4),%edi
mov    0x0(%rbp,%r12,4),%ecx
mov    0x4(%rbp,%r12,4),%ebp
mov    %esi,%ebx
sub    %r11d,%ebx
sub    %ecx,%ebx
lea    (%rbx,%rdi,2),%edi
add    %r9d,%edi
sub    0x4(%rax,%r12,4),%ebp
add    %r11d,%esi
sub    %esi,%ecx
add    %r9d,%ecx
mov    %edi,%eax
neg    %eax
cmovs  %edi,%eax
lea    (%rcx,%rbp,2),%esi
mov    %esi,%ecx
neg    %ecx
cmovs  %esi,%ecx
add    %eax,%ecx
mov    (%rdx,%r13,8),%rax
mov    %ecx,0x4(%rax,%r12,4)
mov    %rdx,%rbx
call   1030 <get_rounded_direction@plt>
mov    %rbx,%rdx
mov    (%r15,%r13,8),%rsi
mov    %eax,0x4(%rsi,%r12,4)
mov    0x20(%rsp),%rax
add    $0x1,%r12
cmp    %r12,%rax
jne    1180 <sobel+0x70>
mov    0x18(%rsp),%rbp
mov    %rbp,%r13
mov    0x10(%rsp),%rsi
mov    0x8(%rsp),%rdi
cmp    %rsi,%rbp
jne    1160 <sobel+0x50>
add    $0x28,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @sobel(i32 %0, i32 %1, i32** %2, i32** %3, i32** %4) {
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32**
%9 = alloca i32**
%10 = alloca i32**
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
%13 = alloca i32
%14 = alloca i32
store i32 %0, i32* %6
store i32 %1, i32* %7
store i32** %2, i32*** %8
store i32** %3, i32*** %9
store i32** %4, i32*** %10
store i32 1, i32* %12
br label %15
15: ; preds = %219, %5
%16 = load i32, i32* %12
%17 = load i32, i32* %7
%18 = sub nsw i32 %17, 1
%19 = icmp slt i32 %16, %18
br i1 %19, label %20, label %222
20: ; preds = %15
store i32 1, i32* %11
br label %21
21: ; preds = %215, %20
%22 = load i32, i32* %11
%23 = load i32, i32* %6
%24 = sub nsw i32 %23, 1
%25 = icmp slt i32 %22, %24
br i1 %25, label %26, label %218
26: ; preds = %21
%27 = load i32**, i32*** %10
%28 = load i32, i32* %12
%29 = sub nsw i32 %28, 1
%30 = sext i32 %29 to i64
%31 = getelementptr inbounds i32*, i32** %27, i64 %30
%32 = load i32*, i32** %31
%33 = load i32, i32* %11
%34 = sub nsw i32 %33, 1
%35 = sext i32 %34 to i64
%36 = getelementptr inbounds i32, i32* %32, i64 %35
%37 = load i32, i32* %36
%38 = mul i32 -1, %37
%39 = load i32**, i32*** %10
%40 = load i32, i32* %12
%41 = sub nsw i32 %40, 1
%42 = sext i32 %41 to i64
%43 = getelementptr inbounds i32*, i32** %39, i64 %42
%44 = load i32*, i32** %43
%45 = load i32, i32* %11
%46 = add nsw i32 %45, 1
%47 = sext i32 %46 to i64
%48 = getelementptr inbounds i32, i32* %44, i64 %47
%49 = load i32, i32* %48
%50 = mul i32 1, %49
%51 = add i32 %38, %50
%52 = load i32**, i32*** %10
%53 = load i32, i32* %12
%54 = sext i32 %53 to i64
%55 = getelementptr inbounds i32*, i32** %52, i64 %54
%56 = load i32*, i32** %55
%57 = load i32, i32* %11
%58 = sub nsw i32 %57, 1
%59 = sext i32 %58 to i64
%60 = getelementptr inbounds i32, i32* %56, i64 %59
%61 = load i32, i32* %60
%62 = mul i32 2, %61
%63 = sub i32 %51, %62
%64 = load i32**, i32*** %10
%65 = load i32, i32* %12
%66 = sext i32 %65 to i64
%67 = getelementptr inbounds i32*, i32** %64, i64 %66
%68 = load i32*, i32** %67
%69 = load i32, i32* %11
%70 = add nsw i32 %69, 1
%71 = sext i32 %70 to i64
%72 = getelementptr inbounds i32, i32* %68, i64 %71
%73 = load i32, i32* %72
%74 = mul i32 2, %73
%75 = add i32 %63, %74
%76 = load i32**, i32*** %10
%77 = load i32, i32* %12
%78 = add nsw i32 %77, 1
%79 = sext i32 %78 to i64
%80 = getelementptr inbounds i32*, i32** %76, i64 %79
%81 = load i32*, i32** %80
%82 = load i32, i32* %11
%83 = sub nsw i32 %82, 1
%84 = sext i32 %83 to i64
%85 = getelementptr inbounds i32, i32* %81, i64 %84
%86 = load i32, i32* %85
%87 = mul i32 1, %86
%88 = sub i32 %75, %87
%89 = load i32**, i32*** %10
%90 = load i32, i32* %12
%91 = add nsw i32 %90, 1
%92 = sext i32 %91 to i64
%93 = getelementptr inbounds i32*, i32** %89, i64 %92
%94 = load i32*, i32** %93
%95 = load i32, i32* %11
%96 = add nsw i32 %95, 1
%97 = sext i32 %96 to i64
%98 = getelementptr inbounds i32, i32* %94, i64 %97
%99 = load i32, i32* %98
%100 = mul i32 1, %99
%101 = add i32 %88, %100
store i32 %101, i32* %13
%102 = load i32**, i32*** %10
%103 = load i32, i32* %12
%104 = sub nsw i32 %103, 1
%105 = sext i32 %104 to i64
%106 = getelementptr inbounds i32*, i32** %102, i64 %105
%107 = load i32*, i32** %106
%108 = load i32, i32* %11
%109 = sub nsw i32 %108, 1
%110 = sext i32 %109 to i64
%111 = getelementptr inbounds i32, i32* %107, i64 %110
%112 = load i32, i32* %111
%113 = mul i32 -1, %112
%114 = load i32**, i32*** %10
%115 = load i32, i32* %12
%116 = add nsw i32 %115, 1
%117 = sext i32 %116 to i64
%118 = getelementptr inbounds i32*, i32** %114, i64 %117
%119 = load i32*, i32** %118
%120 = load i32, i32* %11
%121 = sub nsw i32 %120, 1
%122 = sext i32 %121 to i64
%123 = getelementptr inbounds i32, i32* %119, i64 %122
%124 = load i32, i32* %123
%125 = mul i32 1, %124
%126 = add i32 %113, %125
%127 = load i32**, i32*** %10
%128 = load i32, i32* %12
%129 = sub nsw i32 %128, 1
%130 = sext i32 %129 to i64
%131 = getelementptr inbounds i32*, i32** %127, i64 %130
%132 = load i32*, i32** %131
%133 = load i32, i32* %11
%134 = sext i32 %133 to i64
%135 = getelementptr inbounds i32, i32* %132, i64 %134
%136 = load i32, i32* %135
%137 = mul i32 2, %136
%138 = sub i32 %126, %137
%139 = load i32**, i32*** %10
%140 = load i32, i32* %12
%141 = add nsw i32 %140, 1
%142 = sext i32 %141 to i64
%143 = getelementptr inbounds i32*, i32** %139, i64 %142
%144 = load i32*, i32** %143
%145 = load i32, i32* %11
%146 = sext i32 %145 to i64
%147 = getelementptr inbounds i32, i32* %144, i64 %146
%148 = load i32, i32* %147
%149 = mul i32 2, %148
%150 = add i32 %138, %149
%151 = load i32**, i32*** %10
%152 = load i32, i32* %12
%153 = sub nsw i32 %152, 1
%154 = sext i32 %153 to i64
%155 = getelementptr inbounds i32*, i32** %151, i64 %154
%156 = load i32*, i32** %155
%157 = load i32, i32* %11
%158 = add nsw i32 %157, 1
%159 = sext i32 %158 to i64
%160 = getelementptr inbounds i32, i32* %156, i64 %159
%161 = load i32, i32* %160
%162 = mul i32 1, %161
%163 = sub i32 %150, %162
%164 = load i32**, i32*** %10
%165 = load i32, i32* %12
%166 = add nsw i32 %165, 1
%167 = sext i32 %166 to i64
%168 = getelementptr inbounds i32*, i32** %164, i64 %167
%169 = load i32*, i32** %168
%170 = load i32, i32* %11
%171 = add nsw i32 %170, 1
%172 = sext i32 %171 to i64
%173 = getelementptr inbounds i32, i32* %169, i64 %172
%174 = load i32, i32* %173
%175 = mul i32 1, %174
%176 = add i32 %163, %175
store i32 %176, i32* %14
%177 = load i32, i32* %13
%178 = icmp sge i32 %177, 0
br i1 %178, label %179, label %181
179: ; preds = %26
%180 = load i32, i32* %13
br label %184
181: ; preds = %26
%182 = load i32, i32* %13
%183 = sub nsw i32 0, %182
br label %184
184: ; preds = %181, %179
%185 = phi i32 [ %180, %179 ], [ %183, %181 ]
%186 = load i32, i32* %14
%187 = icmp sge i32 %186, 0
br i1 %187, label %188, label %190
188: ; preds = %184
%189 = load i32, i32* %14
br label %193
190: ; preds = %184
%191 = load i32, i32* %14
%192 = sub nsw i32 0, %191
br label %193
193: ; preds = %190, %188
%194 = phi i32 [ %189, %188 ], [ %192, %190 ]
%195 = add nsw i32 %185, %194
%196 = load i32**, i32*** %8
%197 = load i32, i32* %12
%198 = sext i32 %197 to i64
%199 = getelementptr inbounds i32*, i32** %196, i64 %198
%200 = load i32*, i32** %199
%201 = load i32, i32* %11
%202 = sext i32 %201 to i64
%203 = getelementptr inbounds i32, i32* %200, i64 %202
store i32 %195, i32* %203
%204 = load i32, i32* %13
%205 = load i32, i32* %14
%206 = call i32 @get_rounded_direction(i32 %204, i32 %205)
%207 = load i32**, i32*** %9
%208 = load i32, i32* %12
%209 = sext i32 %208 to i64
%210 = getelementptr inbounds i32*, i32** %207, i64 %209
%211 = load i32*, i32** %210
%212 = load i32, i32* %11
%213 = sext i32 %212 to i64
%214 = getelementptr inbounds i32, i32* %211, i64 %213
store i32 %206, i32* %214
br label %215
215: ; preds = %193
%216 = load i32, i32* %11
%217 = add nsw i32 %216, 1
store i32 %217, i32* %11
br label %21
218: ; preds = %21
br label %219
219: ; preds = %218
%220 = load i32, i32* %12
%221 = add nsw i32 %220, 1
store i32 %221, i32* %12
br label %15
222: ; preds = %15
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @sobel(i32 %0, i32 %1, i32** nocapture %2, i32** nocapture %3, i32** nocapture %4) {
%6 = icmp sgt i32 %1, 2
br i1 %6, label %7, label %72
7: ; preds = %5
%8 = add nsw i32 %1, -1
%9 = add i32 %0, -1
%10 = icmp sgt i32 %0, 2
%11 = zext i32 %8 to i64
%12 = zext i32 %9 to i64
br label %13
13: ; preds = %7, %69
%14 = phi i64 [ 1, %7 ], [ %70, %69 ]
br i1 %10, label %17, label %15
15: ; preds = %13
%16 = add nuw nsw i64 %14, 1
br label %69
17: ; preds = %13
%18 = add nsw i64 %14, -1
%19 = getelementptr inbounds i32*, i32** %4, i64 %18
%20 = getelementptr inbounds i32*, i32** %4, i64 %14
%21 = add nuw nsw i64 %14, 1
%22 = getelementptr inbounds i32*, i32** %4, i64 %21
%23 = getelementptr inbounds i32*, i32** %2, i64 %14
%24 = getelementptr inbounds i32*, i32** %3, i64 %14
br label %25
25: ; preds = %17, %25
%26 = phi i64 [ 1, %17 ], [ %31, %25 ]
%27 = load i32*, i32** %19
%28 = add nsw i64 %26, -1
%29 = getelementptr inbounds i32, i32* %27, i64 %28
%30 = load i32, i32* %29
%31 = add nuw nsw i64 %26, 1
%32 = getelementptr inbounds i32, i32* %27, i64 %31
%33 = load i32, i32* %32
%34 = load i32*, i32** %20
%35 = getelementptr inbounds i32, i32* %34, i64 %28
%36 = load i32, i32* %35
%37 = getelementptr inbounds i32, i32* %34, i64 %31
%38 = load i32, i32* %37
%39 = load i32*, i32** %22
%40 = getelementptr inbounds i32, i32* %39, i64 %28
%41 = load i32, i32* %40
%42 = getelementptr inbounds i32, i32* %39, i64 %31
%43 = load i32, i32* %42
%44 = sub i32 %38, %36
%45 = shl i32 %44, 1
%46 = add i32 %30, %41
%47 = sub i32 %33, %46
%48 = add i32 %47, %45
%49 = add i32 %48, %43
%50 = getelementptr inbounds i32, i32* %27, i64 %26
%51 = load i32, i32* %50
%52 = getelementptr inbounds i32, i32* %39, i64 %26
%53 = load i32, i32* %52
%54 = sub i32 %53, %51
%55 = shl i32 %54, 1
%56 = add i32 %33, %30
%57 = sub i32 %41, %56
%58 = add i32 %57, %43
%59 = add i32 %58, %55
%60 = tail call i32 @llvm.abs.i32(i32 %49, i1 true)
%61 = tail call i32 @llvm.abs.i32(i32 %59, i1 true)
%62 = add nuw nsw i32 %61, %60
%63 = load i32*, i32** %23
%64 = getelementptr inbounds i32, i32* %63, i64 %26
store i32 %62, i32* %64
%65 = tail call i32 @get_rounded_direction(i32 %49, i32 %59)
%66 = load i32*, i32** %24
%67 = getelementptr inbounds i32, i32* %66, i64 %26
store i32 %65, i32* %67
%68 = icmp eq i64 %31, %12
br i1 %68, label %69, label %25
69: ; preds = %25, %15
%70 = phi i64 [ %16, %15 ], [ %21, %25 ]
%71 = icmp eq i64 %70, %11
br i1 %71, label %72, label %13
72: ; preds = %69, %5
ret void
}