#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*/ memset(double **, int /*<<< orphan*/, int);
void densityMatrix(int l, double M[l][l], double D[l][l]) {
  memset(D, 0, sizeof(double[l][l]));
  for (int i = 0; i < l; i++) {
    for (int j = 0; j < l; j++) {
      for (int k = 0; k < l; k++) {
        D[i][j] += M[k][i] * M[k][j];
      }
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<densityMatrix>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x40,%rsp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rdi
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    -0x4(%rbp),%ecx
imul   %rcx,%rax
shl    $0x3,%rax
mov    %eax,%edx
xor    %esi,%esi
call   1030 <memset@plt>
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    1222 <densityMatrix+0x112>
movl   $0x0,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    120f <densityMatrix+0xff>
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    11fc <densityMatrix+0xec>
mov    -0x30(%rbp),%rdx
mov    -0x38(%rbp),%rsi
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
imul   %rsi,%rcx
shl    $0x3,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
imul   %rsi,%rcx
shl    $0x3,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
imul   %rdx,%rcx
shl    $0x3,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm1
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    1179 <densityMatrix+0x69>
jmp    1201 <densityMatrix+0xf1>
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    1166 <densityMatrix+0x56>
jmp    1214 <densityMatrix+0x104>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1153 <densityMatrix+0x43>
add    $0x40,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<densityMatrix>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    %rdx,%rax
mov    %rsi,%r15
mov    %edi,%r12d
mov    %edi,%edx
imul   %edi,%edx
shl    $0x3,%edx
mov    %rax,(%rsp)
mov    %rax,%rdi
xor    %esi,%esi
call   1030 <memset@plt>
test   %r12d,%r12d
jle    122e <densityMatrix+0x11e>
mov    %r12d,%r10d
mov    %r10d,%r11d
and    $0xfffffffe,%r11d
lea    (%r15,%r10,8),%r8
mov    %r10,%r13
shl    $0x4,%r13
xor    %r9d,%r9d
mov    %r15,%rbx
mov    %r8,%rdx
jmp    1185 <densityMatrix+0x75>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
add    $0x1,%r9
add    $0x8,%rdx
add    $0x8,%rbx
cmp    %r10,%r9
je     122e <densityMatrix+0x11e>
mov    %r9,%rax
imul   %r10,%rax
mov    (%rsp),%rcx
lea    (%rcx,%rax,8),%rdi
mov    %r15,%rbp
mov    %r8,%rax
xor    %ecx,%ecx
jmp    11b1 <densityMatrix+0xa1>
xchg   %ax,%ax
add    $0x1,%rcx
add    $0x8,%rax
add    $0x8,%rbp
cmp    %r10,%rcx
je     1170 <densityMatrix+0x60>
movsd  (%rdi,%rcx,8),%xmm0
cmp    $0x1,%r12d
jne    11c0 <densityMatrix+0xb0>
xor    %esi,%esi
jmp    1207 <densityMatrix+0xf7>
xor    %r14d,%r14d
xor    %esi,%esi
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
movsd  (%rbx,%r14,1),%xmm1
mulsd  0x0(%rbp,%r14,1),%xmm1
addsd  %xmm0,%xmm1
movsd  %xmm1,(%rdi,%rcx,8)
movsd  (%rdx,%r14,1),%xmm0
mulsd  (%rax,%r14,1),%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,(%rdi,%rcx,8)
add    $0x2,%rsi
add    %r13,%r14
cmp    %rsi,%r11
jne    11d0 <densityMatrix+0xc0>
test   $0x1,%r10b
je     11a0 <densityMatrix+0x90>
imul   %r10,%rsi
lea    (%r15,%rsi,8),%rsi
movsd  (%rsi,%r9,8),%xmm1
mulsd  (%rsi,%rcx,8),%xmm1
addsd  %xmm0,%xmm1
movsd  %xmm1,(%rdi,%rcx,8)
jmp    11a0 <densityMatrix+0x90>
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @densityMatrix(i32 %0, double* %1, double* %2) {
%4 = alloca i32
%5 = alloca double*
%6 = alloca double*
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
store i32 %0, i32* %4
store double* %1, double** %5
store double* %2, double** %6
%10 = load i32, i32* %4
%11 = zext i32 %10 to i64
%12 = load i32, i32* %4
%13 = zext i32 %12 to i64
%14 = load i32, i32* %4
%15 = zext i32 %14 to i64
%16 = load i32, i32* %4
%17 = zext i32 %16 to i64
%18 = load double*, double** %6
%19 = bitcast double* %18 to double**
%20 = load i32, i32* %4
%21 = zext i32 %20 to i64
%22 = load i32, i32* %4
%23 = zext i32 %22 to i64
%24 = mul nuw i64 %21, %23
%25 = mul nuw i64 8, %24
%26 = trunc i64 %25 to i32
%27 = call i32 @memset(double** %19, i32 0, i32 %26)
store i32 0, i32* %7
br label %28
28: ; preds = %79, %3
%29 = load i32, i32* %7
%30 = load i32, i32* %4
%31 = icmp slt i32 %29, %30
br i1 %31, label %32, label %82
32: ; preds = %28
store i32 0, i32* %8
br label %33
33: ; preds = %75, %32
%34 = load i32, i32* %8
%35 = load i32, i32* %4
%36 = icmp slt i32 %34, %35
br i1 %36, label %37, label %78
37: ; preds = %33
store i32 0, i32* %9
br label %38
38: ; preds = %71, %37
%39 = load i32, i32* %9
%40 = load i32, i32* %4
%41 = icmp slt i32 %39, %40
br i1 %41, label %42, label %74
42: ; preds = %38
%43 = load double*, double** %5
%44 = load i32, i32* %9
%45 = sext i32 %44 to i64
%46 = mul nsw i64 %45, %13
%47 = getelementptr inbounds double, double* %43, i64 %46
%48 = load i32, i32* %7
%49 = sext i32 %48 to i64
%50 = getelementptr inbounds double, double* %47, i64 %49
%51 = load double, double* %50
%52 = load double*, double** %5
%53 = load i32, i32* %9
%54 = sext i32 %53 to i64
%55 = mul nsw i64 %54, %13
%56 = getelementptr inbounds double, double* %52, i64 %55
%57 = load i32, i32* %8
%58 = sext i32 %57 to i64
%59 = getelementptr inbounds double, double* %56, i64 %58
%60 = load double, double* %59
%61 = load double*, double** %6
%62 = load i32, i32* %7
%63 = sext i32 %62 to i64
%64 = mul nsw i64 %63, %17
%65 = getelementptr inbounds double, double* %61, i64 %64
%66 = load i32, i32* %8
%67 = sext i32 %66 to i64
%68 = getelementptr inbounds double, double* %65, i64 %67
%69 = load double, double* %68
%70 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %51, double %60, double %69)
store double %70, double* %68
br label %71
71: ; preds = %42
%72 = load i32, i32* %9
%73 = add nsw i32 %72, 1
store i32 %73, i32* %9
br label %38
74: ; preds = %38
br label %75
75: ; preds = %74
%76 = load i32, i32* %8
%77 = add nsw i32 %76, 1
store i32 %77, i32* %8
br label %33
78: ; preds = %33
br label %79
79: ; preds = %78
%80 = load i32, i32* %7
%81 = add nsw i32 %80, 1
store i32 %81, i32* %7
br label %28
82: ; preds = %28
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @densityMatrix(i32 %0, double* nocapture %1, double* %2) {
%4 = zext i32 %0 to i64
%5 = bitcast double* %2 to double**
%6 = shl i32 %0, 3
%7 = mul i32 %6, %0
%8 = tail call i32 @memset(double** %5, i32 0, i32 %7)
%9 = icmp sgt i32 %0, 0
br i1 %9, label %10, label %19
10: ; preds = %3
%11 = and i64 %4, 1
%12 = icmp eq i32 %0, 1
%13 = and i64 %4, 4294967294
%14 = icmp eq i64 %11, 0
br label %15
15: ; preds = %10, %24
%16 = phi i64 [ %25, %24 ], [ 0, %10 ]
%17 = mul nuw nsw i64 %16, %4
%18 = getelementptr inbounds double, double* %2, i64 %17
br label %20
19: ; preds = %24, %3
ret void
20: ; preds = %38, %15
%21 = phi i64 [ 0, %15 ], [ %39, %38 ]
%22 = getelementptr inbounds double, double* %18, i64 %21
%23 = load double, double* %22
br i1 %12, label %27, label %41
24: ; preds = %38
%25 = add nuw nsw i64 %16, 1
%26 = icmp eq i64 %25, %4
br i1 %26, label %19, label %15
27: ; preds = %41, %20
%28 = phi double [ %23, %20 ], [ %59, %41 ]
%29 = phi i64 [ 0, %20 ], [ %60, %41 ]
br i1 %14, label %38, label %30
30: ; preds = %27
%31 = mul nuw nsw i64 %29, %4
%32 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %31
%33 = getelementptr inbounds double, double* %32, i64 %16
%34 = load double, double* %33
%35 = getelementptr inbounds double, double* %32, i64 %21
%36 = load double, double* %35
%37 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %34, double %36, double %28)
store double %37, double* %22
br label %38
38: ; preds = %27, %30
%39 = add nuw nsw i64 %21, 1
%40 = icmp eq i64 %39, %4
br i1 %40, label %24, label %20
41: ; preds = %20, %41
%42 = phi double [ %59, %41 ], [ %23, %20 ]
%43 = phi i64 [ %60, %41 ], [ 0, %20 ]
%44 = phi i64 [ %61, %41 ], [ 0, %20 ]
%45 = mul nuw nsw i64 %43, %4
%46 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %45
%47 = getelementptr inbounds double, double* %46, i64 %16
%48 = load double, double* %47
%49 = getelementptr inbounds double, double* %46, i64 %21
%50 = load double, double* %49
%51 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %48, double %50, double %42)
store double %51, double* %22
%52 = or i64 %43, 1
%53 = mul nuw nsw i64 %52, %4
%54 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %53
%55 = getelementptr inbounds double, double* %54, i64 %16
%56 = load double, double* %55
%57 = getelementptr inbounds double, double* %54, i64 %21
%58 = load double, double* %57
%59 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %56, double %58, double %51)
store double %59, double* %22
%60 = add nuw nsw i64 %43, 2
%61 = add i64 %44, 2
%62 = icmp eq i64 %61, %13
br i1 %62, label %27, label %41
}