#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 *calloc(int, int);
int /*<<< orphan*/ free(int *);
int mat_elem(int **, int, int, int);
int is_magic(int N, int *m[]) {
  int i, j;
  int *sum;
  if (m == NULL || N <= 0)
    return 0;
  sum = calloc(N + N + 2, sizeof(int));
  for (i = 0; i < N; i++)
    for (j = 0; j < N; j++) {
      sum[i] += mat_elem(m, N, i, j);
      sum[N + j] += mat_elem(m, N, i, j);
      if (i == j)
        sum[N + N] += mat_elem(m, N, i, j);
      if ((i + j + 1) == N)
        sum[N + N + 1] += mat_elem(m, N, i, j);
    }
  for (i = 1; i < N + N + 2; i++)
    if (sum[i] != sum[i - 1])
      return 0;
  free(sum);
  return 1;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<is_magic>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x20,%rsp
mov    %edi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
cmpq   $0x0,-0x10(%rbp)
je     1154 <is_magic+0x24>
cmpl   $0x0,-0x8(%rbp)
jg     1160 <is_magic+0x30>
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
jmp    12e6 <is_magic+0x1b6>
mov    -0x8(%rbp),%edi
add    -0x8(%rbp),%edi
add    $0x2,%edi
mov    $0x4,%esi
call   1050 <calloc@plt>
mov    %rax,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
jge    127b <is_magic+0x14b>
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
jge    1268 <is_magic+0x138>
mov    -0x10(%rbp),%rdi
mov    -0x8(%rbp),%esi
mov    -0x14(%rbp),%edx
mov    -0x18(%rbp),%ecx
call   1040 <mat_elem@plt>
mov    %eax,%edx
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
add    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x10(%rbp),%rdi
mov    -0x8(%rbp),%esi
mov    -0x14(%rbp),%edx
mov    -0x18(%rbp),%ecx
call   1040 <mat_elem@plt>
mov    %eax,%edx
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%ecx
add    -0x18(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
add    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jne    1219 <is_magic+0xe9>
mov    -0x10(%rbp),%rdi
mov    -0x8(%rbp),%esi
mov    -0x14(%rbp),%edx
mov    -0x18(%rbp),%ecx
call   1040 <mat_elem@plt>
mov    %eax,%edx
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%ecx
add    -0x8(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
add    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
jne    1255 <is_magic+0x125>
mov    -0x10(%rbp),%rdi
mov    -0x8(%rbp),%esi
mov    -0x14(%rbp),%edx
mov    -0x18(%rbp),%ecx
call   1040 <mat_elem@plt>
mov    %eax,%edx
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%ecx
add    -0x8(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
add    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    125a <is_magic+0x12a>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    1191 <is_magic+0x61>
jmp    126d <is_magic+0x13d>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    117e <is_magic+0x4e>
movl   $0x1,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    -0x8(%rbp),%ecx
add    -0x8(%rbp),%ecx
add    $0x2,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    12d6 <is_magic+0x1a6>
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x20(%rbp),%rcx
mov    -0x14(%rbp),%edx
sub    $0x1,%edx
movslq %edx,%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
je     12c3 <is_magic+0x193>
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
jmp    12e6 <is_magic+0x1b6>
jmp    12c8 <is_magic+0x198>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1282 <is_magic+0x152>
mov    -0x20(%rbp),%rdi
call   1030 <free@plt>
movl   $0x1,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<is_magic>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x38,%rsp
xor    %eax,%eax
test   %edi,%edi
jle    12a0 <is_magic+0x170>
mov    %rsi,%r15
test   %rsi,%rsi
je     12a0 <is_magic+0x170>
mov    %edi,%r13d
lea    0x0(%r13,%r13,1),%ebx
lea    0x2(%r13,%r13,1),%edi
mov    %edi,0x4(%rsp)
mov    $0x4,%esi
call   1050 <calloc@plt>
mov    %rax,%r14
movslq %ebx,%rax
mov    %rax,0x28(%rsp)
lea    0x1(%r13,%r13,1),%eax
cltq
mov    %rax,0x20(%rsp)
mov    %r13d,%eax
lea    (%r14,%rax,4),%rcx
mov    %rcx,0x30(%rsp)
mov    %rax,0x10(%rsp)
neg    %rax
mov    %rax,0x8(%rsp)
xor    %ebp,%ebp
jmp    11c3 <is_magic+0x93>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
mov    0x18(%rsp),%rax
mov    %rax,%rbp
cmp    0x10(%rsp),%rax
je     1258 <is_magic+0x128>
lea    0x1(%rbp),%rax
mov    %rax,0x18(%rsp)
mov    0x8(%rsp),%rax
lea    (%rax,%rbp,1),%r12
xor    %ebx,%ebx
jmp    11ee <is_magic+0xbe>
nopl   0x0(%rax)
add    $0x1,%rbx
mov    0x8(%rsp),%rax
add    %rbx,%rax
je     11b0 <is_magic+0x80>
mov    %r15,%rdi
mov    %r13d,%esi
mov    %ebp,%edx
mov    %ebx,%ecx
call   1040 <mat_elem@plt>
add    %eax,(%r14,%rbp,4)
mov    %r15,%rdi
mov    %r13d,%esi
mov    %ebp,%edx
mov    %ebx,%ecx
call   1040 <mat_elem@plt>
mov    0x30(%rsp),%rcx
add    %eax,(%rcx,%rbx,4)
cmp    %rbx,%rbp
jne    1235 <is_magic+0x105>
mov    %r15,%rdi
mov    %r13d,%esi
mov    %ebp,%edx
mov    %ebp,%ecx
call   1040 <mat_elem@plt>
mov    0x28(%rsp),%rcx
add    %eax,(%r14,%rcx,4)
lea    (%r12,%rbx,1),%rax
inc    %rax
jne    11e0 <is_magic+0xb0>
mov    %r15,%rdi
mov    %r13d,%esi
mov    %ebp,%edx
mov    %ebx,%ecx
call   1040 <mat_elem@plt>
mov    0x20(%rsp),%rcx
add    %eax,(%r14,%rcx,4)
jmp    11e0 <is_magic+0xb0>
test   %r13d,%r13d
js     128f <is_magic+0x15f>
mov    0x4(%rsp),%ecx
cmp    $0x3,%ecx
mov    $0x2,%eax
cmovge %ecx,%eax
mov    (%r14),%ecx
mov    $0x1,%edx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
cmp    %ecx,(%r14,%rdx,4)
jne    129e <is_magic+0x16e>
add    $0x1,%rdx
cmp    %rdx,%rax
jne    1280 <is_magic+0x150>
mov    %r14,%rdi
call   1030 <free@plt>
mov    $0x1,%eax
jmp    12a0 <is_magic+0x170>
xor    %eax,%eax
add    $0x38,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @is_magic(i32 %0, i32** %1) {
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32**
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32*
store i32 %0, i32* %4
store i32** %1, i32*** %5
%9 = load i32**, i32*** %5
%10 = icmp eq i32** %9, null
br i1 %10, label %14, label %11
11: ; preds = %2
%12 = load i32, i32* %4
%13 = icmp sle i32 %12, 0
br i1 %13, label %14, label %15
14: ; preds = %11, %2
store i32 0, i32* %3
br label %131
15: ; preds = %11
%16 = load i32, i32* %4
%17 = load i32, i32* %4
%18 = add nsw i32 %16, %17
%19 = add nsw i32 %18, 2
%20 = call i32* @calloc(i32 %19, i32 4)
store i32* %20, i32** %8
store i32 0, i32* %6
br label %21
21: ; preds = %99, %15
%22 = load i32, i32* %6
%23 = load i32, i32* %4
%24 = icmp slt i32 %22, %23
br i1 %24, label %25, label %102
25: ; preds = %21
store i32 0, i32* %7
br label %26
26: ; preds = %95, %25
%27 = load i32, i32* %7
%28 = load i32, i32* %4
%29 = icmp slt i32 %27, %28
br i1 %29, label %30, label %98
30: ; preds = %26
%31 = load i32**, i32*** %5
%32 = load i32, i32* %4
%33 = load i32, i32* %6
%34 = load i32, i32* %7
%35 = call i32 @mat_elem(i32** %31, i32 %32, i32 %33, i32 %34)
%36 = load i32*, i32** %8
%37 = load i32, i32* %6
%38 = sext i32 %37 to i64
%39 = getelementptr inbounds i32, i32* %36, i64 %38
%40 = load i32, i32* %39
%41 = add nsw i32 %40, %35
store i32 %41, i32* %39
%42 = load i32**, i32*** %5
%43 = load i32, i32* %4
%44 = load i32, i32* %6
%45 = load i32, i32* %7
%46 = call i32 @mat_elem(i32** %42, i32 %43, i32 %44, i32 %45)
%47 = load i32*, i32** %8
%48 = load i32, i32* %4
%49 = load i32, i32* %7
%50 = add nsw i32 %48, %49
%51 = sext i32 %50 to i64
%52 = getelementptr inbounds i32, i32* %47, i64 %51
%53 = load i32, i32* %52
%54 = add nsw i32 %53, %46
store i32 %54, i32* %52
%55 = load i32, i32* %6
%56 = load i32, i32* %7
%57 = icmp eq i32 %55, %56
br i1 %57, label %58, label %72
58: ; preds = %30
%59 = load i32**, i32*** %5
%60 = load i32, i32* %4
%61 = load i32, i32* %6
%62 = load i32, i32* %7
%63 = call i32 @mat_elem(i32** %59, i32 %60, i32 %61, i32 %62)
%64 = load i32*, i32** %8
%65 = load i32, i32* %4
%66 = load i32, i32* %4
%67 = add nsw i32 %65, %66
%68 = sext i32 %67 to i64
%69 = getelementptr inbounds i32, i32* %64, i64 %68
%70 = load i32, i32* %69
%71 = add nsw i32 %70, %63
store i32 %71, i32* %69
br label %72
72: ; preds = %58, %30
%73 = load i32, i32* %6
%74 = load i32, i32* %7
%75 = add nsw i32 %73, %74
%76 = add nsw i32 %75, 1
%77 = load i32, i32* %4
%78 = icmp eq i32 %76, %77
br i1 %78, label %79, label %94
79: ; preds = %72
%80 = load i32**, i32*** %5
%81 = load i32, i32* %4
%82 = load i32, i32* %6
%83 = load i32, i32* %7
%84 = call i32 @mat_elem(i32** %80, i32 %81, i32 %82, i32 %83)
%85 = load i32*, i32** %8
%86 = load i32, i32* %4
%87 = load i32, i32* %4
%88 = add nsw i32 %86, %87
%89 = add nsw i32 %88, 1
%90 = sext i32 %89 to i64
%91 = getelementptr inbounds i32, i32* %85, i64 %90
%92 = load i32, i32* %91
%93 = add nsw i32 %92, %84
store i32 %93, i32* %91
br label %94
94: ; preds = %79, %72
br label %95
95: ; preds = %94
%96 = load i32, i32* %7
%97 = add nsw i32 %96, 1
store i32 %97, i32* %7
br label %26
98: ; preds = %26
br label %99
99: ; preds = %98
%100 = load i32, i32* %6
%101 = add nsw i32 %100, 1
store i32 %101, i32* %6
br label %21
102: ; preds = %21
store i32 1, i32* %6
br label %103
103: ; preds = %125, %102
%104 = load i32, i32* %6
%105 = load i32, i32* %4
%106 = load i32, i32* %4
%107 = add nsw i32 %105, %106
%108 = add nsw i32 %107, 2
%109 = icmp slt i32 %104, %108
br i1 %109, label %110, label %128
110: ; preds = %103
%111 = load i32*, i32** %8
%112 = load i32, i32* %6
%113 = sext i32 %112 to i64
%114 = getelementptr inbounds i32, i32* %111, i64 %113
%115 = load i32, i32* %114
%116 = load i32*, i32** %8
%117 = load i32, i32* %6
%118 = sub nsw i32 %117, 1
%119 = sext i32 %118 to i64
%120 = getelementptr inbounds i32, i32* %116, i64 %119
%121 = load i32, i32* %120
%122 = icmp ne i32 %115, %121
br i1 %122, label %123, label %124
123: ; preds = %110
store i32 0, i32* %3
br label %131
124: ; preds = %110
br label %125
125: ; preds = %124
%126 = load i32, i32* %6
%127 = add nsw i32 %126, 1
store i32 %127, i32* %6
br label %103
128: ; preds = %103
%129 = load i32*, i32** %8
%130 = call i32 @free(i32* %129)
store i32 1, i32* %3
br label %131
131: ; preds = %128, %123, %14
%132 = load i32, i32* %3
ret i32 %132
}

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