#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 atoi(char *);
int /*<<< orphan*/ free(double *);
int /*<<< orphan*/ jacobi(int, int, double *, double *);
scalar_t__ malloc(int);
int /*<<< orphan*/ memset(double *, int /*<<< orphan*/, int);
int /*<<< orphan*/ printf(char *, int, int);
int /*<<< orphan*/ write_solution(int, double *, char *);
int main(int argc, char **argv) {
  int i;
  int n, nsteps;
  double *u;
  double *f;
  double h;
  char *fname;
  n = (argc > 1) ? atoi(argv[1]) : 100;
  nsteps = (argc > 2) ? atoi(argv[2]) : 100;
  fname = (argc > 3) ? argv[3] : NULL;
  h = 1.0 / n;
  u = (double *)malloc((n + 1) * sizeof(double));
  f = (double *)malloc((n + 1) * sizeof(double));
  memset(u, 0, (n + 1) * sizeof(double));
  for (i = 0; i <= n; ++i)
    f[i] = i * h;
  jacobi(nsteps, n, u, f);
  printf("n: %d\n"
         "nsteps: %d\n",
         n, nsteps);
  if (fname)
    write_solution(n, u, fname);
  free(f);
  free(u);
  return 0;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<main>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x50,%rsp
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
mov    %edi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
cmpl   $0x1,-0x8(%rbp)
jle    11a5 <main+0x35>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    0x8(%rax),%rdi
call   1080 <atoi@plt>
mov    %eax,-0x44(%rbp)
jmp    11b2 <main+0x42>
mov    $0x64,%eax
mov    %eax,-0x44(%rbp)
jmp    11b2 <main+0x42>
mov    -0x44(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
cmpl   $0x2,-0x8(%rbp)
jle    11d7 <main+0x67>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    0x10(%rax),%rdi
call   1080 <atoi@plt>
mov    %eax,-0x48(%rbp)
jmp    11e4 <main+0x74>
mov    $0x64,%eax
mov    %eax,-0x48(%rbp)
jmp    11e4 <main+0x74>
mov    -0x48(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
cmpl   $0x3,-0x8(%rbp)
jle    1205 <main+0x95>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    0x18(%rax),%rax
mov    %rax,-0x50(%rbp)
jmp    1210 <main+0xa0>
xor    %eax,%eax
mov    %rax,-0x50(%rbp)
jmp    1210 <main+0xa0>
mov    -0x50(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
cvtsi2sdl -0x18(%rbp),%xmm1
movsd  0xddb(%rip),%xmm0
divsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x38(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
cltq
shl    $0x3,%rax
mov    %eax,%edi
call   1070 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
cltq
shl    $0x3,%rax
mov    %eax,%edi
call   1070 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rdi
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
cltq
shl    $0x3,%rax
mov    %eax,%edx
xor    %esi,%esi
call   1060 <memset@plt>
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jg     12ad <main+0x13d>
cvtsi2sdl -0x14(%rbp),%xmm0
mulsd  -0x38(%rbp),%xmm0
mov    -0x30(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    127c <main+0x10c>
mov    -0x1c(%rbp),%edi
mov    -0x18(%rbp),%esi
mov    -0x28(%rbp),%rdx
mov    -0x30(%rbp),%rcx
call   1040 <jacobi@plt>
mov    -0x18(%rbp),%esi
mov    -0x1c(%rbp),%edx
lea    0xd3b(%rip),%rdi
call   1050 <printf@plt>
cmpq   $0x0,-0x40(%rbp)
je     12ed <main+0x17d>
mov    -0x18(%rbp),%edi
mov    -0x28(%rbp),%rsi
mov    -0x40(%rbp),%rdx
call   1090 <write_solution@plt>
mov    -0x30(%rbp),%rdi
call   1030 <free@plt>
mov    -0x28(%rbp),%rdi
call   1030 <free@plt>
xor    %eax,%eax
add    $0x50,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<main>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    $0x64,%r15d
cmp    $0x2,%edi
jl     11b3 <main+0x43>
mov    %rsi,%rbp
mov    %edi,%ebx
mov    0x8(%rsi),%rdi
call   1080 <atoi@plt>
mov    %eax,%r13d
cmp    $0x2,%ebx
je     11be <main+0x4e>
mov    0x10(%rbp),%rdi
call   1080 <atoi@plt>
mov    %eax,%r15d
cmp    $0x4,%ebx
jb     11be <main+0x4e>
mov    0x18(%rbp),%r14
jmp    11c1 <main+0x51>
xor    %r14d,%r14d
mov    $0x64,%r13d
jmp    11c1 <main+0x51>
xor    %r14d,%r14d
lea    0x8(,%r13,8),%ebx
mov    %ebx,%edi
call   1070 <malloc@plt>
mov    %rax,%r12
mov    %ebx,%edi
call   1070 <malloc@plt>
mov    %rax,%rbp
mov    %r12,%rdi
xor    %esi,%esi
mov    %ebx,%edx
call   1060 <memset@plt>
test   %r13d,%r13d
js     131a <main+0x1aa>
cvtsi2sd %r13d,%xmm1
movsd  0xe01(%rip),%xmm0
divsd  %xmm1,%xmm0
lea    0x1(%r13),%eax
cmp    $0x3,%r13d
jae    1214 <main+0xa4>
xor    %ecx,%ecx
jmp    1300 <main+0x190>
mov    %eax,%ecx
and    $0xfffffffc,%ecx
movapd %xmm0,%xmm1
unpcklpd %xmm0,%xmm1
lea    -0x4(%rcx),%rdx
mov    %rdx,%rsi
shr    $0x2,%rsi
add    $0x1,%rsi
test   %rdx,%rdx
je     1371 <main+0x201>
mov    %rsi,%rdi
and    $0xfffffffffffffffe,%rdi
movdqa 0xdc8(%rip),%xmm4
xor    %edx,%edx
movdqa 0xdcd(%rip),%xmm8
movdqa 0xdd4(%rip),%xmm9
movdqa 0xddc(%rip),%xmm5
movdqa 0xde4(%rip),%xmm6
nopl   0x0(%rax)
movdqa %xmm4,%xmm7
cvtdq2pd %xmm4,%xmm3
paddd  %xmm8,%xmm7
cvtdq2pd %xmm7,%xmm7
mulpd  %xmm1,%xmm3
mulpd  %xmm1,%xmm7
movupd %xmm3,0x0(%rbp,%rdx,8)
movdqa %xmm4,%xmm3
paddd  %xmm9,%xmm3
movdqa %xmm4,%xmm2
paddd  %xmm5,%xmm2
cvtdq2pd %xmm3,%xmm3
cvtdq2pd %xmm2,%xmm2
movupd %xmm7,0x10(%rbp,%rdx,8)
mulpd  %xmm1,%xmm3
mulpd  %xmm1,%xmm2
movupd %xmm3,0x20(%rbp,%rdx,8)
movupd %xmm2,0x30(%rbp,%rdx,8)
add    $0x8,%rdx
paddd  %xmm6,%xmm4
add    $0xfffffffffffffffe,%rdi
jne    1270 <main+0x100>
test   $0x1,%sil
je     12fa <main+0x18a>
cvtdq2pd %xmm4,%xmm2
paddd  0xd3e(%rip),%xmm4
cvtdq2pd %xmm4,%xmm3
mulpd  %xmm1,%xmm2
mulpd  %xmm1,%xmm3
movupd %xmm2,0x0(%rbp,%rdx,8)
movupd %xmm3,0x10(%rbp,%rdx,8)
cmp    %rax,%rcx
je     131a <main+0x1aa>
nop
xorps  %xmm1,%xmm1
cvtsi2sd %ecx,%xmm1
mulsd  %xmm0,%xmm1
movsd  %xmm1,0x0(%rbp,%rcx,8)
add    $0x1,%rcx
cmp    %rcx,%rax
jne    1300 <main+0x190>
mov    %r15d,%edi
mov    %r13d,%esi
mov    %r12,%rdx
mov    %rbp,%rcx
call   1040 <jacobi@plt>
lea    0xd2e(%rip),%rdi
mov    %r13d,%esi
mov    %r15d,%edx
call   1050 <printf@plt>
test   %r14,%r14
je     1350 <main+0x1e0>
mov    %r13d,%edi
mov    %r12,%rsi
mov    %r14,%rdx
call   1090 <write_solution@plt>
mov    %rbp,%rdi
call   1030 <free@plt>
mov    %r12,%rdi
call   1030 <free@plt>
xor    %eax,%eax
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret
movdqa 0xc97(%rip),%xmm4
xor    %edx,%edx
test   $0x1,%sil
jne    12d6 <main+0x166>
jmp    12fa <main+0x18a>

LLVM IR (-O0):
@.str = [18 x i8] c"n: %d\0Ansteps: %d\0A\00"
define i32 @main(i32 %0, i8** %1) {
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
%5 = alloca i8**
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca double*
%10 = alloca double*
%11 = alloca double
%12 = alloca i8*
store i32 0, i32* %3
store i32 %0, i32* %4
store i8** %1, i8*** %5
%13 = load i32, i32* %4
%14 = icmp sgt i32 %13, 1
br i1 %14, label %15, label %20
15: ; preds = %2
%16 = load i8**, i8*** %5
%17 = getelementptr inbounds i8*, i8** %16, i64 1
%18 = load i8*, i8** %17
%19 = call i32 @atoi(i8* %18)
br label %21
20: ; preds = %2
br label %21
21: ; preds = %20, %15
%22 = phi i32 [ %19, %15 ], [ 100, %20 ]
store i32 %22, i32* %7
%23 = load i32, i32* %4
%24 = icmp sgt i32 %23, 2
br i1 %24, label %25, label %30
25: ; preds = %21
%26 = load i8**, i8*** %5
%27 = getelementptr inbounds i8*, i8** %26, i64 2
%28 = load i8*, i8** %27
%29 = call i32 @atoi(i8* %28)
br label %31
30: ; preds = %21
br label %31
31: ; preds = %30, %25
%32 = phi i32 [ %29, %25 ], [ 100, %30 ]
store i32 %32, i32* %8
%33 = load i32, i32* %4
%34 = icmp sgt i32 %33, 3
br i1 %34, label %35, label %39
35: ; preds = %31
%36 = load i8**, i8*** %5
%37 = getelementptr inbounds i8*, i8** %36, i64 3
%38 = load i8*, i8** %37
br label %40
39: ; preds = %31
br label %40
40: ; preds = %39, %35
%41 = phi i8* [ %38, %35 ], [ null, %39 ]
store i8* %41, i8** %12
%42 = load i32, i32* %7
%43 = sitofp i32 %42 to double
%44 = fdiv double 1.000000e+00, %43
store double %44, double* %11
%45 = load i32, i32* %7
%46 = add nsw i32 %45, 1
%47 = sext i32 %46 to i64
%48 = mul i64 %47, 8
%49 = trunc i64 %48 to i32
%50 = call i64 @malloc(i32 %49)
%51 = inttoptr i64 %50 to double*
store double* %51, double** %9
%52 = load i32, i32* %7
%53 = add nsw i32 %52, 1
%54 = sext i32 %53 to i64
%55 = mul i64 %54, 8
%56 = trunc i64 %55 to i32
%57 = call i64 @malloc(i32 %56)
%58 = inttoptr i64 %57 to double*
store double* %58, double** %10
%59 = load double*, double** %9
%60 = load i32, i32* %7
%61 = add nsw i32 %60, 1
%62 = sext i32 %61 to i64
%63 = mul i64 %62, 8
%64 = trunc i64 %63 to i32
%65 = call i32 @memset(double* %59, i32 0, i32 %64)
store i32 0, i32* %6
br label %66
66: ; preds = %79, %40
%67 = load i32, i32* %6
%68 = load i32, i32* %7
%69 = icmp sle i32 %67, %68
br i1 %69, label %70, label %82
70: ; preds = %66
%71 = load i32, i32* %6
%72 = sitofp i32 %71 to double
%73 = load double, double* %11
%74 = fmul double %72, %73
%75 = load double*, double** %10
%76 = load i32, i32* %6
%77 = sext i32 %76 to i64
%78 = getelementptr inbounds double, double* %75, i64 %77
store double %74, double* %78
br label %79
79: ; preds = %70
%80 = load i32, i32* %6
%81 = add nsw i32 %80, 1
store i32 %81, i32* %6
br label %66
82: ; preds = %66
%83 = load i32, i32* %8
%84 = load i32, i32* %7
%85 = load double*, double** %9
%86 = load double*, double** %10
%87 = call i32 @jacobi(i32 %83, i32 %84, double* %85, double* %86)
%88 = load i32, i32* %7
%89 = load i32, i32* %8
%90 = call i32 @printf(i8* getelementptr inbounds ([18 x i8], [18 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32 %88, i32 %89)
%91 = load i8*, i8** %12
%92 = icmp ne i8* %91, null
br i1 %92, label %93, label %98
93: ; preds = %82
%94 = load i32, i32* %7
%95 = load double*, double** %9
%96 = load i8*, i8** %12
%97 = call i32 @write_solution(i32 %94, double* %95, i8* %96)
br label %98
98: ; preds = %93, %82
%99 = load double*, double** %10
%100 = call i32 @free(double* %99)
%101 = load double*, double** %9
%102 = call i32 @free(double* %101)
ret i32 0
}

LLVM IR (-O2):
@.str = [18 x i8] c"n: %d\0Ansteps: %d\0A\00"
define i32 @main(i32 %0, i8** nocapture %1) {
%3 = icmp sgt i32 %0, 1
br i1 %3, label %4, label %17
4: ; preds = %2
%5 = getelementptr inbounds i8*, i8** %1, i64 1
%6 = load i8*, i8** %5
%7 = tail call i32 @atoi(i8* %6)
%8 = icmp eq i32 %0, 2
br i1 %8, label %17, label %9
9: ; preds = %4
%10 = getelementptr inbounds i8*, i8** %1, i64 2
%11 = load i8*, i8** %10
%12 = tail call i32 @atoi(i8* %11)
%13 = icmp ugt i32 %0, 3
br i1 %13, label %14, label %17
14: ; preds = %9
%15 = getelementptr inbounds i8*, i8** %1, i64 3
%16 = load i8*, i8** %15
br label %17
17: ; preds = %2, %4, %9, %14
%18 = phi i32 [ %12, %14 ], [ %12, %9 ], [ 100, %4 ], [ 100, %2 ]
%19 = phi i32 [ %7, %14 ], [ %7, %9 ], [ %7, %4 ], [ 100, %2 ]
%20 = phi i8* [ %16, %14 ], [ null, %9 ], [ null, %4 ], [ null, %2 ]
%21 = sitofp i32 %19 to double
%22 = fdiv double 1.000000e+00, %21
%23 = shl i32 %19, 3
%24 = add i32 %23, 8
%25 = tail call i64 @malloc(i32 %24)
%26 = inttoptr i64 %25 to double*
%27 = tail call i64 @malloc(i32 %24)
%28 = inttoptr i64 %27 to double*
%29 = tail call i32 @memset(double* %26, i32 0, i32 %24)
%30 = icmp slt i32 %19, 0
br i1 %30, label %102, label %31
31: ; preds = %17
%32 = add nuw i32 %19, 1
%33 = zext i32 %32 to i64
%34 = icmp ult i32 %19, 3
br i1 %34, label %92, label %35
35: ; preds = %31
%36 = and i64 %33, 4294967292
%37 = insertelement <2 x double> poison, double %22, i64 0
%38 = shufflevector <2 x double> %37, <2 x double> poison, <2 x i32> zeroinitializer
%39 = insertelement <2 x double> poison, double %22, i64 0
%40 = shufflevector <2 x double> %39, <2 x double> poison, <2 x i32> zeroinitializer
%41 = add nsw i64 %36, -4
%42 = lshr exact i64 %41, 2
%43 = add nuw nsw i64 %42, 1
%44 = and i64 %43, 1
%45 = icmp eq i64 %41, 0
br i1 %45, label %76, label %46
46: ; preds = %35
%47 = and i64 %43, 9223372036854775806
br label %48
48: ; preds = %48, %46
%49 = phi i64 [ 0, %46 ], [ %72, %48 ]
%50 = phi <2 x i32> [ <i32 0, i32 1>, %46 ], [ %73, %48 ]
%51 = phi i64 [ 0, %46 ], [ %74, %48 ]
%52 = add <2 x i32> %50, <i32 2, i32 2>
%53 = sitofp <2 x i32> %50 to <2 x double>
%54 = sitofp <2 x i32> %52 to <2 x double>
%55 = fmul <2 x double> %38, %53
%56 = fmul <2 x double> %40, %54
%57 = getelementptr inbounds double, double* %28, i64 %49
%58 = bitcast double* %57 to <2 x double>*
store <2 x double> %55, <2 x double>* %58
%59 = getelementptr inbounds double, double* %57, i64 2
%60 = bitcast double* %59 to <2 x double>*
store <2 x double> %56, <2 x double>* %60
%61 = or i64 %49, 4
%62 = add <2 x i32> %50, <i32 4, i32 4>
%63 = add <2 x i32> %50, <i32 6, i32 6>
%64 = sitofp <2 x i32> %62 to <2 x double>
%65 = sitofp <2 x i32> %63 to <2 x double>
%66 = fmul <2 x double> %38, %64
%67 = fmul <2 x double> %40, %65
%68 = getelementptr inbounds double, double* %28, i64 %61
%69 = bitcast double* %68 to <2 x double>*
store <2 x double> %66, <2 x double>* %69
%70 = getelementptr inbounds double, double* %68, i64 2
%71 = bitcast double* %70 to <2 x double>*
store <2 x double> %67, <2 x double>* %71
%72 = add nuw i64 %49, 8
%73 = add <2 x i32> %50, <i32 8, i32 8>
%74 = add i64 %51, 2
%75 = icmp eq i64 %74, %47
br i1 %75, label %76, label %48
76: ; preds = %48, %35
%77 = phi i64 [ 0, %35 ], [ %72, %48 ]
%78 = phi <2 x i32> [ <i32 0, i32 1>, %35 ], [ %73, %48 ]
%79 = icmp eq i64 %44, 0
br i1 %79, label %90, label %80
80: ; preds = %76
%81 = add <2 x i32> %78, <i32 2, i32 2>
%82 = sitofp <2 x i32> %78 to <2 x double>
%83 = sitofp <2 x i32> %81 to <2 x double>
%84 = fmul <2 x double> %38, %82
%85 = fmul <2 x double> %40, %83
%86 = getelementptr inbounds double, double* %28, i64 %77
%87 = bitcast double* %86 to <2 x double>*
store <2 x double> %84, <2 x double>* %87
%88 = getelementptr inbounds double, double* %86, i64 2
%89 = bitcast double* %88 to <2 x double>*
store <2 x double> %85, <2 x double>* %89
br label %90
90: ; preds = %76, %80
%91 = icmp eq i64 %36, %33
br i1 %91, label %102, label %92
92: ; preds = %31, %90
%93 = phi i64 [ 0, %31 ], [ %36, %90 ]
br label %94
94: ; preds = %92, %94
%95 = phi i64 [ %100, %94 ], [ %93, %92 ]
%96 = trunc i64 %95 to i32
%97 = sitofp i32 %96 to double
%98 = fmul double %22, %97
%99 = getelementptr inbounds double, double* %28, i64 %95
store double %98, double* %99
%100 = add nuw nsw i64 %95, 1
%101 = icmp eq i64 %100, %33
br i1 %101, label %102, label %94
102: ; preds = %94, %90, %17
%103 = tail call i32 @jacobi(i32 %18, i32 %19, double* %26, double* %28)
%104 = tail call i32 @printf(i8* getelementptr inbounds ([18 x i8], [18 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32 %19, i32 %18)
%105 = icmp eq i8* %20, null
br i1 %105, label %108, label %106
106: ; preds = %102
%107 = tail call i32 @write_solution(i32 %19, double* %26, i8* %20)
br label %108
108: ; preds = %106, %102
%109 = tail call i32 @free(double* %28)
%110 = tail call i32 @free(double* %26)
ret i32 0
}