#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 */
typedef double uint8_t;
typedef int uint32_t;
typedef double int32_t;

/* Variables and functions */
double C(int);
int acos(int);
double cos(int);
void dct(uint8_t in[64], int32_t out[64]) {
  for (uint32_t u = 0; u < 8; u++) {
    for (uint32_t v = 0; v < 8; v++) {
      double S = 0;
      for (uint32_t i = 0; i < 8; i++) {
        for (uint32_t j = 0; j < 8; j++) {
          S += C(u) * C(v) * (cos(((2. * i + 1.) * u * acos(-1) / 16))) *
               (cos(((2. * j + 1.) * v * acos(-1) / 16))) * in[8 * i + j];
        }
      }
      S *= 0.25;
      out[8 * u + v] = S;
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<dct>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x50,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
cmpl   $0x8,-0x14(%rbp)
jge    1302 <dct+0x1d2>
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
cmpl   $0x8,-0x18(%rbp)
jge    12ef <dct+0x1bf>
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
cmpl   $0x8,-0x24(%rbp)
jge    12b5 <dct+0x185>
movl   $0x0,-0x28(%rbp)
cmpl   $0x8,-0x28(%rbp)
jge    12a2 <dct+0x172>
mov    -0x14(%rbp),%edi
call   1040 <C@plt>
movsd  %xmm0,-0x50(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%edi
call   1040 <C@plt>
movaps %xmm0,%xmm1
movsd  -0x50(%rbp),%xmm0
mulsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x40(%rbp)
cvtsi2sdl -0x24(%rbp),%xmm0
addsd  %xmm0,%xmm0
movsd  0xe4d(%rip),%xmm1
addsd  %xmm1,%xmm0
cvtsi2sdl -0x14(%rbp),%xmm1
mulsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x48(%rbp)
mov    $0xffffffff,%edi
call   1030 <acos@plt>
movsd  -0x48(%rbp),%xmm0
cvtsi2sd %eax,%xmm1
mulsd  %xmm1,%xmm0
movsd  0xe14(%rip),%xmm1
divsd  %xmm1,%xmm0
cvttsd2si %xmm0,%edi
call   1050 <cos@plt>
movaps %xmm0,%xmm1
movsd  -0x40(%rbp),%xmm0
mulsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x30(%rbp)
cvtsi2sdl -0x28(%rbp),%xmm0
addsd  %xmm0,%xmm0
movsd  0xded(%rip),%xmm1
addsd  %xmm1,%xmm0
cvtsi2sdl -0x18(%rbp),%xmm1
mulsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x38(%rbp)
mov    $0xffffffff,%edi
call   1030 <acos@plt>
movsd  -0x38(%rbp),%xmm0
cvtsi2sd %eax,%xmm1
mulsd  %xmm1,%xmm0
movsd  0xdb4(%rip),%xmm1
divsd  %xmm1,%xmm0
cvttsd2si %xmm0,%edi
call   1050 <cos@plt>
movaps %xmm0,%xmm1
movsd  -0x30(%rbp),%xmm0
mulsd  %xmm1,%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
shl    $0x3,%ecx
add    -0x28(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
movsd  -0x20(%rbp),%xmm1
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x20(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    1182 <dct+0x52>
jmp    12a7 <dct+0x177>
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    1171 <dct+0x41>
movsd  0xd43(%rip),%xmm0
mulsd  -0x20(%rbp),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x20(%rbp)
movsd  -0x20(%rbp),%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
shl    $0x3,%ecx
add    -0x18(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    1158 <dct+0x28>
jmp    12f4 <dct+0x1c4>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1147 <dct+0x17>
add    $0x50,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<dct>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x48,%rsp
mov    %rsi,0x18(%rsp)
mov    %rdi,0x10(%rsp)
xor    %r12d,%r12d
movsd  0xead(%rip),%xmm0
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
xorps  %xmm1,%xmm1
cvtsi2sd %r12d,%xmm1
movsd  %xmm1,0x20(%rsp)
lea    0x0(,%r12,8),%r13
xor    %ebx,%ebx
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
xorps  %xmm1,%xmm1
cvtsi2sd %ebx,%xmm1
movsd  %xmm1,0x28(%rsp)
xorpd  %xmm1,%xmm1
mov    0x10(%rsp),%rbp
xor    %r14d,%r14d
nopl   0x0(%rax)
xorps  %xmm2,%xmm2
cvtsi2sd %r14d,%xmm2
addsd  %xmm2,%xmm2
addsd  %xmm0,%xmm2
mulsd  0x20(%rsp),%xmm2
movsd  %xmm2,0x30(%rsp)
xor    %r15d,%r15d
nop
movsd  %xmm1,0x40(%rsp)
mov    %r12d,%edi
call   1040 <C@plt>
movsd  %xmm0,0x8(%rsp)
mov    %ebx,%edi
call   1040 <C@plt>
mulsd  0x8(%rsp),%xmm0
movsd  %xmm0,0x8(%rsp)
mov    $0xffffffff,%edi
call   1030 <acos@plt>
xorps  %xmm0,%xmm0
cvtsi2sd %eax,%xmm0
mulsd  0x30(%rsp),%xmm0
movsd  0xe02(%rip),%xmm1
mulsd  %xmm1,%xmm0
cvttsd2si %xmm0,%edi
call   1050 <cos@plt>
xorps  %xmm1,%xmm1
cvtsi2sd %r15d,%xmm1
mulsd  0x8(%rsp),%xmm0
movsd  %xmm0,0x8(%rsp)
addsd  %xmm1,%xmm1
addsd  0xdcd(%rip),%xmm1
mulsd  0x28(%rsp),%xmm1
movsd  %xmm1,0x38(%rsp)
mov    $0xffffffff,%edi
call   1030 <acos@plt>
xorps  %xmm0,%xmm0
cvtsi2sd %eax,%xmm0
mulsd  0x38(%rsp),%xmm0
mulsd  0xdaa(%rip),%xmm0
cvttsd2si %xmm0,%edi
call   1050 <cos@plt>
movsd  0x40(%rsp),%xmm1
mulsd  0x8(%rsp),%xmm0
mulsd  0x0(%rbp,%r15,8),%xmm0
addsd  %xmm0,%xmm1
add    $0x1,%r15
cmp    $0x8,%r15
jne    11c0 <dct+0x90>
add    $0x1,%r14
add    $0x40,%rbp
cmp    $0x8,%r14
movsd  0xd60(%rip),%xmm0
jne    11a0 <dct+0x70>
mulsd  0xd62(%rip),%xmm1
lea    (%rbx,%r13,1),%rax
mov    0x18(%rsp),%rcx
movsd  %xmm1,(%rcx,%rax,8)
add    $0x1,%rbx
cmp    $0x8,%rbx
jne    1180 <dct+0x50>
add    $0x1,%r12
cmp    $0x8,%r12
jne    1160 <dct+0x30>
add    $0x48,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @dct(double* %0, double* %1) {
%3 = alloca double*
%4 = alloca double*
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca double
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
store double* %0, double** %3
store double* %1, double** %4
store i32 0, i32* %5
br label %10
10: ; preds = %89, %2
%11 = load i32, i32* %5
%12 = icmp slt i32 %11, 8
br i1 %12, label %13, label %92
13: ; preds = %10
store i32 0, i32* %6
br label %14
14: ; preds = %85, %13
%15 = load i32, i32* %6
%16 = icmp slt i32 %15, 8
br i1 %16, label %17, label %88
17: ; preds = %14
store double 0.000000e+00, double* %7
store i32 0, i32* %8
br label %18
18: ; preds = %71, %17
%19 = load i32, i32* %8
%20 = icmp slt i32 %19, 8
br i1 %20, label %21, label %74
21: ; preds = %18
store i32 0, i32* %9
br label %22
22: ; preds = %67, %21
%23 = load i32, i32* %9
%24 = icmp slt i32 %23, 8
br i1 %24, label %25, label %70
25: ; preds = %22
%26 = load i32, i32* %5
%27 = call double @C(i32 %26)
%28 = load i32, i32* %6
%29 = call double @C(i32 %28)
%30 = fmul double %27, %29
%31 = load i32, i32* %8
%32 = sitofp i32 %31 to double
%33 = call double @llvm.fmuladd.f64(double 2.000000e+00, double %32, double 1.000000e+00)
%34 = load i32, i32* %5
%35 = sitofp i32 %34 to double
%36 = fmul double %33, %35
%37 = call i32 @acos(i32 -1)
%38 = sitofp i32 %37 to double
%39 = fmul double %36, %38
%40 = fdiv double %39, 1.600000e+01
%41 = fptosi double %40 to i32
%42 = call double @cos(i32 %41)
%43 = fmul double %30, %42
%44 = load i32, i32* %9
%45 = sitofp i32 %44 to double
%46 = call double @llvm.fmuladd.f64(double 2.000000e+00, double %45, double 1.000000e+00)
%47 = load i32, i32* %6
%48 = sitofp i32 %47 to double
%49 = fmul double %46, %48
%50 = call i32 @acos(i32 -1)
%51 = sitofp i32 %50 to double
%52 = fmul double %49, %51
%53 = fdiv double %52, 1.600000e+01
%54 = fptosi double %53 to i32
%55 = call double @cos(i32 %54)
%56 = fmul double %43, %55
%57 = load double*, double** %3
%58 = load i32, i32* %8
%59 = mul nsw i32 8, %58
%60 = load i32, i32* %9
%61 = add nsw i32 %59, %60
%62 = sext i32 %61 to i64
%63 = getelementptr inbounds double, double* %57, i64 %62
%64 = load double, double* %63
%65 = load double, double* %7
%66 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %56, double %64, double %65)
store double %66, double* %7
br label %67
67: ; preds = %25
%68 = load i32, i32* %9
%69 = add nsw i32 %68, 1
store i32 %69, i32* %9
br label %22
70: ; preds = %22
br label %71
71: ; preds = %70
%72 = load i32, i32* %8
%73 = add nsw i32 %72, 1
store i32 %73, i32* %8
br label %18
74: ; preds = %18
%75 = load double, double* %7
%76 = fmul double %75, 2.500000e-01
store double %76, double* %7
%77 = load double, double* %7
%78 = load double*, double** %4
%79 = load i32, i32* %5
%80 = mul nsw i32 8, %79
%81 = load i32, i32* %6
%82 = add nsw i32 %80, %81
%83 = sext i32 %82 to i64
%84 = getelementptr inbounds double, double* %78, i64 %83
store double %77, double* %84
br label %85
85: ; preds = %74
%86 = load i32, i32* %6
%87 = add nsw i32 %86, 1
store i32 %87, i32* %6
br label %14
88: ; preds = %14
br label %89
89: ; preds = %88
%90 = load i32, i32* %5
%91 = add nsw i32 %90, 1
store i32 %91, i32* %5
br label %10
92: ; preds = %10
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @dct(double* nocapture %0, double* nocapture writeonly %1) {
br label %3
3: ; preds = %2, %13
%4 = phi i64 [ 0, %2 ], [ %14, %13 ]
%5 = trunc i64 %4 to i32
%6 = sitofp i32 %5 to double
%7 = shl nsw i64 %4, 3
br label %9
8: ; preds = %13
ret void
9: ; preds = %3, %24
%10 = phi i64 [ 0, %3 ], [ %28, %24 ]
%11 = trunc i64 %10 to i32
%12 = sitofp i32 %11 to double
br label %16
13: ; preds = %24
%14 = add nuw nsw i64 %4, 1
%15 = icmp eq i64 %14, 8
br i1 %15, label %8, label %3
16: ; preds = %9, %30
%17 = phi i64 [ 0, %9 ], [ %31, %30 ]
%18 = phi double [ 0.000000e+00, %9 ], [ %60, %30 ]
%19 = trunc i64 %17 to i32
%20 = sitofp i32 %19 to double
%21 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %20, double 2.000000e+00, double 1.000000e+00)
%22 = fmul double %21, %6
%23 = shl nsw i64 %17, 3
br label %33
24: ; preds = %30
%25 = fmul double %60, 2.500000e-01
%26 = add nuw nsw i64 %10, %7
%27 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %26
store double %25, double* %27
%28 = add nuw nsw i64 %10, 1
%29 = icmp eq i64 %28, 8
br i1 %29, label %13, label %9
30: ; preds = %33
%31 = add nuw nsw i64 %17, 1
%32 = icmp eq i64 %31, 8
br i1 %32, label %24, label %16
33: ; preds = %16, %33
%34 = phi i64 [ 0, %16 ], [ %61, %33 ]
%35 = phi double [ %18, %16 ], [ %60, %33 ]
%36 = tail call double @C(i32 %5)
%37 = tail call double @C(i32 %11)
%38 = fmul double %36, %37
%39 = tail call i32 @acos(i32 -1)
%40 = sitofp i32 %39 to double
%41 = fmul double %22, %40
%42 = fmul double %41, 6.250000e-02
%43 = fptosi double %42 to i32
%44 = tail call double @cos(i32 %43)
%45 = fmul double %38, %44
%46 = trunc i64 %34 to i32
%47 = sitofp i32 %46 to double
%48 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %47, double 2.000000e+00, double 1.000000e+00)
%49 = fmul double %48, %12
%50 = tail call i32 @acos(i32 -1)
%51 = sitofp i32 %50 to double
%52 = fmul double %49, %51
%53 = fmul double %52, 6.250000e-02
%54 = fptosi double %53 to i32
%55 = tail call double @cos(i32 %54)
%56 = fmul double %45, %55
%57 = add nuw nsw i64 %34, %23
%58 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %57
%59 = load double, double* %58
%60 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %56, double %59, double %35)
%61 = add nuw nsw i64 %34, 1
%62 = icmp eq i64 %61, 8
br i1 %62, label %30, label %33
}