#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 */
double exp(double);
scalar_t__ malloc(int);
double **softmax(double **matrix, int row, int column) {
  double **result = (double **)malloc(row * sizeof(double *));
  double sum = 0;
  for (int i = 0; i < row; i++) {
    for (int j = 0; j < column; j++) {
      sum += exp(matrix[i][j]);
    }
  }
  for (int i = 0; i < row; i++) {
    result[i] = (double *)malloc(column * sizeof(double));
    for (int j = 0; j < column; j++) {
      result[i][j] = exp(matrix[i][j]) / sum;
    }
  }
  return result;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<softmax>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
movslq -0xc(%rbp),%rax
shl    $0x3,%rax
mov    %eax,%edi
call   1030 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x18(%rbp)
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    11b8 <softmax+0x98>
movl   $0x0,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jge    11a5 <softmax+0x85>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
call   1040 <exp@plt>
addsd  -0x20(%rbp),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x20(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    1167 <softmax+0x47>
jmp    11aa <softmax+0x8a>
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    1154 <softmax+0x34>
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    1251 <softmax+0x131>
movslq -0x10(%rbp),%rax
shl    $0x3,%rax
mov    %eax,%edi
call   1030 <malloc@plt>
mov    %rax,%rdx
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
movl   $0x0,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jge    123e <softmax+0x11e>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x30(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
call   1040 <exp@plt>
divsd  -0x20(%rbp),%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x30(%rbp),%rcx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x30(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
jmp    11f0 <softmax+0xd0>
jmp    1243 <softmax+0x123>
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    11bf <softmax+0x9f>
mov    -0x18(%rbp),%rax
add    $0x30,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<softmax>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x18,%rsp
mov    %edx,%ebx
mov    %esi,%ebp
mov    %rdi,%r13
lea    0x0(,%rbp,8),%edi
call   1030 <malloc@plt>
mov    %rax,%r15
test   %ebp,%ebp
jle    123c <softmax+0x11c>
mov    %rbp,0x8(%rsp)
mov    %ebp,%eax
mov    %rax,0x10(%rsp)
mov    %ebx,%ebp
xorpd  %xmm0,%xmm0
xor    %r12d,%r12d
jmp    117b <softmax+0x5b>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
add    $0x1,%r12
cmp    0x10(%rsp),%r12
je     11c3 <softmax+0xa3>
test   %ebx,%ebx
jle    1170 <softmax+0x50>
xor    %r14d,%r14d
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
movsd  %xmm0,(%rsp)
mov    0x0(%r13,%r12,8),%rax
movsd  (%rax,%r14,8),%xmm0
call   1040 <exp@plt>
movsd  (%rsp),%xmm1
addsd  %xmm0,%xmm1
movsd  %xmm1,(%rsp)
movsd  (%rsp),%xmm0
add    $0x1,%r14
cmp    %r14,%rbp
jne    1190 <softmax+0x70>
jmp    1170 <softmax+0x50>
movsd  %xmm0,(%rsp)
cmpl   $0x0,0x8(%rsp)
jle    123c <softmax+0x11c>
lea    0x0(,%rbx,8),%eax
mov    %eax,0x8(%rsp)
xor    %r12d,%r12d
jmp    11ee <softmax+0xce>
nop
add    $0x1,%r12
cmp    0x10(%rsp),%r12
mov    %r14,%rbx
je     123c <softmax+0x11c>
mov    0x8(%rsp),%edi
call   1030 <malloc@plt>
mov    %rax,(%r15,%r12,8)
mov    %rbx,%r14
test   %ebx,%ebx
jle    11e0 <softmax+0xc0>
xor    %ebx,%ebx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
mov    0x0(%r13,%r12,8),%rax
movsd  (%rax,%rbx,8),%xmm0
call   1040 <exp@plt>
movsd  (%rsp),%xmm1
divsd  %xmm1,%xmm0
mov    (%r15,%r12,8),%rax
movsd  %xmm0,(%rax,%rbx,8)
add    $0x1,%rbx
cmp    %rbx,%rbp
jne    1210 <softmax+0xf0>
jmp    11e0 <softmax+0xc0>
mov    %r15,%rax
add    $0x18,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define double** @softmax(double** %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = alloca double**
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca double**
%8 = alloca double
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
store double** %0, double*** %4
store i32 %1, i32* %5
store i32 %2, i32* %6
%13 = load i32, i32* %5
%14 = sext i32 %13 to i64
%15 = mul i64 %14, 8
%16 = trunc i64 %15 to i32
%17 = call i64 @malloc(i32 %16)
%18 = inttoptr i64 %17 to double**
store double** %18, double*** %7
store double 0.000000e+00, double* %8
store i32 0, i32* %9
br label %19
19: ; preds = %45, %3
%20 = load i32, i32* %9
%21 = load i32, i32* %5
%22 = icmp slt i32 %20, %21
br i1 %22, label %23, label %48
23: ; preds = %19
store i32 0, i32* %10
br label %24
24: ; preds = %41, %23
%25 = load i32, i32* %10
%26 = load i32, i32* %6
%27 = icmp slt i32 %25, %26
br i1 %27, label %28, label %44
28: ; preds = %24
%29 = load double**, double*** %4
%30 = load i32, i32* %9
%31 = sext i32 %30 to i64
%32 = getelementptr inbounds double*, double** %29, i64 %31
%33 = load double*, double** %32
%34 = load i32, i32* %10
%35 = sext i32 %34 to i64
%36 = getelementptr inbounds double, double* %33, i64 %35
%37 = load double, double* %36
%38 = call double @exp(double %37)
%39 = load double, double* %8
%40 = fadd double %39, %38
store double %40, double* %8
br label %41
41: ; preds = %28
%42 = load i32, i32* %10
%43 = add nsw i32 %42, 1
store i32 %43, i32* %10
br label %24
44: ; preds = %24
br label %45
45: ; preds = %44
%46 = load i32, i32* %9
%47 = add nsw i32 %46, 1
store i32 %47, i32* %9
br label %19
48: ; preds = %19
store i32 0, i32* %11
br label %49
49: ; preds = %93, %48
%50 = load i32, i32* %11
%51 = load i32, i32* %5
%52 = icmp slt i32 %50, %51
br i1 %52, label %53, label %96
53: ; preds = %49
%54 = load i32, i32* %6
%55 = sext i32 %54 to i64
%56 = mul i64 %55, 8
%57 = trunc i64 %56 to i32
%58 = call i64 @malloc(i32 %57)
%59 = inttoptr i64 %58 to double*
%60 = load double**, double*** %7
%61 = load i32, i32* %11
%62 = sext i32 %61 to i64
%63 = getelementptr inbounds double*, double** %60, i64 %62
store double* %59, double** %63
store i32 0, i32* %12
br label %64
64: ; preds = %89, %53
%65 = load i32, i32* %12
%66 = load i32, i32* %6
%67 = icmp slt i32 %65, %66
br i1 %67, label %68, label %92
68: ; preds = %64
%69 = load double**, double*** %4
%70 = load i32, i32* %11
%71 = sext i32 %70 to i64
%72 = getelementptr inbounds double*, double** %69, i64 %71
%73 = load double*, double** %72
%74 = load i32, i32* %12
%75 = sext i32 %74 to i64
%76 = getelementptr inbounds double, double* %73, i64 %75
%77 = load double, double* %76
%78 = call double @exp(double %77)
%79 = load double, double* %8
%80 = fdiv double %78, %79
%81 = load double**, double*** %7
%82 = load i32, i32* %11
%83 = sext i32 %82 to i64
%84 = getelementptr inbounds double*, double** %81, i64 %83
%85 = load double*, double** %84
%86 = load i32, i32* %12
%87 = sext i32 %86 to i64
%88 = getelementptr inbounds double, double* %85, i64 %87
store double %80, double* %88
br label %89
89: ; preds = %68
%90 = load i32, i32* %12
%91 = add nsw i32 %90, 1
store i32 %91, i32* %12
br label %64
92: ; preds = %64
br label %93
93: ; preds = %92
%94 = load i32, i32* %11
%95 = add nsw i32 %94, 1
store i32 %95, i32* %11
br label %49
96: ; preds = %49
%97 = load double**, double*** %7
ret double** %97
}

LLVM IR (-O2):
define double** @softmax(double** nocapture %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = shl i32 %1, 3
%5 = tail call i64 @malloc(i32 %4)
%6 = inttoptr i64 %5 to double**
%7 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %7, label %8, label %37
8: ; preds = %3
%9 = icmp sgt i32 %2, 0
%10 = zext i32 %1 to i64
%11 = zext i32 %2 to i64
br label %12
12: ; preds = %8, %23
%13 = phi i64 [ 0, %8 ], [ %25, %23 ]
%14 = phi double [ 0.000000e+00, %8 ], [ %24, %23 ]
br i1 %9, label %15, label %23
15: ; preds = %12
%16 = getelementptr inbounds double*, double** %0, i64 %13
br label %27
17: ; preds = %23
br i1 %7, label %18, label %37
18: ; preds = %17
%19 = shl i32 %2, 3
%20 = icmp sgt i32 %2, 0
%21 = zext i32 %1 to i64
%22 = zext i32 %2 to i64
br label %38
23: ; preds = %27, %12
%24 = phi double [ %14, %12 ], [ %34, %27 ]
%25 = add nuw nsw i64 %13, 1
%26 = icmp eq i64 %25, %10
br i1 %26, label %17, label %12
27: ; preds = %15, %27
%28 = phi i64 [ 0, %15 ], [ %35, %27 ]
%29 = phi double [ %14, %15 ], [ %34, %27 ]
%30 = load double*, double** %16
%31 = getelementptr inbounds double, double* %30, i64 %28
%32 = load double, double* %31
%33 = tail call double @exp(double %32)
%34 = fadd double %29, %33
%35 = add nuw nsw i64 %28, 1
%36 = icmp eq i64 %35, %11
br i1 %36, label %23, label %27
37: ; preds = %45, %3, %17
ret double** %6
38: ; preds = %18, %45
%39 = phi i64 [ 0, %18 ], [ %46, %45 ]
%40 = tail call i64 @malloc(i32 %19)
%41 = inttoptr i64 %40 to double*
%42 = getelementptr inbounds double*, double** %6, i64 %39
store double* %41, double** %42
br i1 %20, label %43, label %45
43: ; preds = %38
%44 = getelementptr inbounds double*, double** %0, i64 %39
br label %48
45: ; preds = %48, %38
%46 = add nuw nsw i64 %39, 1
%47 = icmp eq i64 %46, %21
br i1 %47, label %37, label %38
48: ; preds = %43, %48
%49 = phi i64 [ 0, %43 ], [ %57, %48 ]
%50 = load double*, double** %44
%51 = getelementptr inbounds double, double* %50, i64 %49
%52 = load double, double* %51
%53 = tail call double @exp(double %52)
%54 = fdiv double %53, %24
%55 = load double*, double** %42
%56 = getelementptr inbounds double, double* %55, i64 %49
store double %54, double* %56
%57 = add nuw nsw i64 %49, 1
%58 = icmp eq i64 %57, %22
br i1 %58, label %45, label %48
}