#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 /*<<< orphan*/ free(int *);
int *malloc(size_t);
int /*<<< orphan*/ memcpy(int *, int *, size_t);
int /*<<< orphan*/ mutate(int, int, int *);
int penalty(int *, int *, int, int *);
int random();
int anneal(int total, int *lhs, int *rhs, int mcount, int mwidth,
           int *individuum) {
  int best = penalty(lhs, rhs, mwidth, individuum);
  if (0 == best)
    return 0;
  size_t s = mcount * mwidth * mwidth * sizeof(int);
  int *candidate = malloc(s);
  for (int steps = 0; steps < total; steps++) {
    memcpy(candidate, individuum, s);
    mutate(mcount, mwidth, candidate);
    int p = penalty(lhs, rhs, mwidth, candidate);
    int luck = 0 == random() % total;
    if (p <= best || luck) {
      memcpy(individuum, candidate, s);
      best = p;
    }
  }
  free(candidate);
  return best;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<anneal>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x50,%rsp
mov    %edi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %ecx,-0x1c(%rbp)
mov    %r8d,-0x20(%rbp)
mov    %r9,-0x28(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rdi
mov    -0x18(%rbp),%rsi
mov    -0x20(%rbp),%edx
mov    -0x28(%rbp),%rcx
call   1050 <penalty@plt>
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
xor    %eax,%eax
cmp    -0x2c(%rbp),%eax
jne    11ac <anneal+0x4c>
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
jmp    1281 <anneal+0x121>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
imul   -0x20(%rbp),%eax
imul   -0x20(%rbp),%eax
cltq
shl    $0x2,%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%rdi
call   1070 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x40(%rbp)
movl   $0x0,-0x44(%rbp)
mov    -0x44(%rbp),%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
jge    1272 <anneal+0x112>
mov    -0x40(%rbp),%rdi
mov    -0x28(%rbp),%rsi
mov    -0x38(%rbp),%rdx
call   1040 <memcpy@plt>
mov    -0x1c(%rbp),%edi
mov    -0x20(%rbp),%esi
mov    -0x40(%rbp),%rdx
call   1080 <mutate@plt>
mov    -0x10(%rbp),%rdi
mov    -0x18(%rbp),%rsi
mov    -0x20(%rbp),%edx
mov    -0x40(%rbp),%rcx
call   1050 <penalty@plt>
mov    %eax,-0x48(%rbp)
mov    $0x0,%al
call   1060 <random@plt>
cltd
idivl  -0x8(%rbp)
xor    %eax,%eax
cmp    %edx,%eax
sete   %al
and    $0x1,%al
movzbl %al,%eax
mov    %eax,-0x4c(%rbp)
mov    -0x48(%rbp),%eax
cmp    -0x2c(%rbp),%eax
jle    1248 <anneal+0xe8>
cmpl   $0x0,-0x4c(%rbp)
je     125f <anneal+0xff>
mov    -0x28(%rbp),%rdi
mov    -0x40(%rbp),%rsi
mov    -0x38(%rbp),%rdx
call   1040 <memcpy@plt>
mov    -0x48(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    1264 <anneal+0x104>
mov    -0x44(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x44(%rbp)
jmp    11d5 <anneal+0x75>
mov    -0x40(%rbp),%rdi
call   1030 <free@plt>
mov    -0x2c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x50,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<anneal>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x28,%rsp
mov    %r8d,%ebp
mov    %ecx,%r14d
mov    %edi,%ebx
mov    %rsi,0x18(%rsp)
mov    %rsi,%rdi
mov    %rdx,0x20(%rsp)
mov    %rdx,%rsi
mov    %r8d,%edx
mov    %r9,0x10(%rsp)
mov    %r9,%rcx
call   1050 <penalty@plt>
test   %eax,%eax
je     124e <anneal+0xee>
mov    %eax,%r13d
mov    %ebp,%eax
imul   %r14d,%eax
imul   %ebp,%eax
movslq %eax,%rdi
shl    $0x2,%rdi
mov    %rdi,0x8(%rsp)
call   1070 <malloc@plt>
mov    %rax,%r12
test   %ebx,%ebx
jle    1241 <anneal+0xe1>
mov    %ebx,0x4(%rsp)
mov    %r14d,(%rsp)
jmp    11f1 <anneal+0x91>
mov    0x10(%rsp),%rdi
mov    %r12,%rsi
mov    0x8(%rsp),%rdx
call   1040 <memcpy@plt>
mov    %r14d,%r13d
add    $0xffffffff,%ebx
mov    (%rsp),%r14d
mov    %r15d,%ebp
je     1241 <anneal+0xe1>
mov    %r12,%rdi
mov    0x10(%rsp),%rsi
mov    0x8(%rsp),%rdx
call   1040 <memcpy@plt>
mov    %r14d,%edi
mov    %ebp,%esi
mov    %r12,%rdx
call   1080 <mutate@plt>
mov    0x18(%rsp),%rdi
mov    0x20(%rsp),%rsi
mov    %ebp,%r15d
mov    %ebp,%edx
mov    %r12,%rcx
call   1050 <penalty@plt>
mov    %eax,%r14d
xor    %eax,%eax
call   1060 <random@plt>
cltd
idivl  0x4(%rsp)
cmp    %r13d,%r14d
jle    11d0 <anneal+0x70>
test   %edx,%edx
jne    11e5 <anneal+0x85>
jmp    11d0 <anneal+0x70>
mov    %r12,%rdi
call   1030 <free@plt>
mov    %r13d,%eax
jmp    1250 <anneal+0xf0>
xor    %eax,%eax
add    $0x28,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @anneal(i32 %0, i32* %1, i32* %2, i32 %3, i32 %4, i32* %5) {
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32*
%10 = alloca i32*
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
%13 = alloca i32*
%14 = alloca i32
%15 = alloca i64
%16 = alloca i32*
%17 = alloca i32
%18 = alloca i32
%19 = alloca i32
store i32 %0, i32* %8
store i32* %1, i32** %9
store i32* %2, i32** %10
store i32 %3, i32* %11
store i32 %4, i32* %12
store i32* %5, i32** %13
%20 = load i32*, i32** %9
%21 = load i32*, i32** %10
%22 = load i32, i32* %12
%23 = load i32*, i32** %13
%24 = call i32 @penalty(i32* %20, i32* %21, i32 %22, i32* %23)
store i32 %24, i32* %14
%25 = load i32, i32* %14
%26 = icmp eq i32 0, %25
br i1 %26, label %27, label %28
27: ; preds = %6
store i32 0, i32* %7
br label %81
28: ; preds = %6
%29 = load i32, i32* %11
%30 = load i32, i32* %12
%31 = mul nsw i32 %29, %30
%32 = load i32, i32* %12
%33 = mul nsw i32 %31, %32
%34 = sext i32 %33 to i64
%35 = mul i64 %34, 4
store i64 %35, i64* %15
%36 = load i64, i64* %15
%37 = call i32* @malloc(i64 %36)
store i32* %37, i32** %16
store i32 0, i32* %17
br label %38
38: ; preds = %74, %28
%39 = load i32, i32* %17
%40 = load i32, i32* %8
%41 = icmp slt i32 %39, %40
br i1 %41, label %42, label %77
42: ; preds = %38
%43 = load i32*, i32** %16
%44 = load i32*, i32** %13
%45 = load i64, i64* %15
%46 = call i32 @memcpy(i32* %43, i32* %44, i64 %45)
%47 = load i32, i32* %11
%48 = load i32, i32* %12
%49 = load i32*, i32** %16
%50 = call i32 @mutate(i32 %47, i32 %48, i32* %49)
%51 = load i32*, i32** %9
%52 = load i32*, i32** %10
%53 = load i32, i32* %12
%54 = load i32*, i32** %16
%55 = call i32 @penalty(i32* %51, i32* %52, i32 %53, i32* %54)
store i32 %55, i32* %18
%56 = call i32 (...) @random()
%57 = load i32, i32* %8
%58 = srem i32 %56, %57
%59 = icmp eq i32 0, %58
%60 = zext i1 %59 to i32
store i32 %60, i32* %19
%61 = load i32, i32* %18
%62 = load i32, i32* %14
%63 = icmp sle i32 %61, %62
br i1 %63, label %67, label %64
64: ; preds = %42
%65 = load i32, i32* %19
%66 = icmp ne i32 %65, 0
br i1 %66, label %67, label %73
67: ; preds = %64, %42
%68 = load i32*, i32** %13
%69 = load i32*, i32** %16
%70 = load i64, i64* %15
%71 = call i32 @memcpy(i32* %68, i32* %69, i64 %70)
%72 = load i32, i32* %18
store i32 %72, i32* %14
br label %73
73: ; preds = %67, %64
br label %74
74: ; preds = %73
%75 = load i32, i32* %17
%76 = add nsw i32 %75, 1
store i32 %76, i32* %17
br label %38
77: ; preds = %38
%78 = load i32*, i32** %16
%79 = call i32 @free(i32* %78)
%80 = load i32, i32* %14
store i32 %80, i32* %7
br label %81
81: ; preds = %77, %27
%82 = load i32, i32* %7
ret i32 %82
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @anneal(i32 %0, i32* %1, i32* %2, i32 %3, i32 %4, i32* %5) {
%7 = tail call i32 @penalty(i32* %1, i32* %2, i32 %4, i32* %5)
%8 = icmp eq i32 %7, 0
br i1 %8, label %36, label %9
9: ; preds = %6
%10 = mul nsw i32 %4, %3
%11 = mul nsw i32 %10, %4
%12 = sext i32 %11 to i64
%13 = shl nsw i64 %12, 2
%14 = tail call i32* @malloc(i64 %13)
%15 = icmp sgt i32 %0, 0
br i1 %15, label %19, label %16
16: ; preds = %32, %9
%17 = phi i32 [ %7, %9 ], [ %33, %32 ]
%18 = tail call i32 @free(i32* %14)
br label %36
19: ; preds = %9, %32
%20 = phi i32 [ %33, %32 ], [ %7, %9 ]
%21 = phi i32 [ %34, %32 ], [ 0, %9 ]
%22 = tail call i32 @memcpy(i32* %14, i32* %5, i64 %13)
%23 = tail call i32 @mutate(i32 %3, i32 %4, i32* %14)
%24 = tail call i32 @penalty(i32* %1, i32* %2, i32 %4, i32* %14)
%25 = tail call i32 (...) @random()
%26 = srem i32 %25, %0
%27 = icmp eq i32 %26, 0
%28 = icmp sle i32 %24, %20
%29 = select i1 %28, i1 true, i1 %27
br i1 %29, label %30, label %32
30: ; preds = %19
%31 = tail call i32 @memcpy(i32* %5, i32* %14, i64 %13)
br label %32
32: ; preds = %19, %30
%33 = phi i32 [ %24, %30 ], [ %20, %19 ]
%34 = add nuw nsw i32 %21, 1
%35 = icmp eq i32 %34, %0
br i1 %35, label %16, label %19
36: ; preds = %6, %16
%37 = phi i32 [ %17, %16 ], [ 0, %6 ]
ret i32 %37
}