#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 **sub_mat(int **, int, int);
int det(int **mat, int size) {
  int s = 0, j, k;
  int **submat;
  if (size == 2) {
    return mat[0][0] * mat[1][1] - mat[0][1] * mat[1][0];
  }
  for (int i = 0; i < size; i++) {
    submat = sub_mat(mat, size - 1, i);
    if (mat[i][0] != 0)
      s = s + ((i % 2 == 0) ? 1 : -1) * mat[i][0] * det(submat, size - 1);
    free(submat);
  }
  return s;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<det>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x40,%rsp
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
mov    %esi,-0x14(%rbp)
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
cmpl   $0x2,-0x14(%rbp)
jne    1184 <det+0x54>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    (%rax),%rax
mov    (%rax),%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
mov    0x8(%rcx),%rcx
imul   0x4(%rcx),%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
mov    (%rcx),%rcx
mov    0x4(%rcx),%ecx
mov    -0x10(%rbp),%rdx
mov    0x8(%rdx),%rdx
imul   (%rdx),%ecx
sub    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    1231 <det+0x101>
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    122b <det+0xfb>
mov    -0x10(%rbp),%rdi
mov    -0x14(%rbp),%esi
sub    $0x1,%esi
mov    -0x2c(%rbp),%edx
call   1040 <sub_mat@plt>
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
cmpl   $0x0,(%rax)
je     1214 <det+0xe4>
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    $0xffffffff,%eax
mov    $0x1,%ecx
cmp    $0x0,%edx
cmove  %ecx,%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
movslq -0x2c(%rbp),%rdx
mov    (%rcx,%rdx,8),%rcx
imul   (%rcx),%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rdi
mov    -0x14(%rbp),%esi
sub    $0x1,%esi
call   1050 <det@plt>
mov    -0x34(%rbp),%ecx
mov    %eax,%edx
mov    -0x30(%rbp),%eax
imul   %edx,%ecx
add    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rdi
call   1030 <free@plt>
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    118b <det+0x5b>
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x40,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<det>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    %rdi,%r12
cmp    $0x2,%esi
jne    115f <det+0x2f>
mov    (%r12),%rax
mov    0x8(%r12),%rcx
mov    0x4(%rcx),%r14d
imul   (%rax),%r14d
mov    (%rcx),%ecx
imul   0x4(%rax),%ecx
sub    %ecx,%r14d
jmp    11d1 <det+0xa1>
mov    %esi,%r15d
test   %esi,%esi
jle    11ce <det+0x9e>
mov    %r15d,%eax
mov    %rax,(%rsp)
add    $0xffffffff,%r15d
xor    %ebp,%ebp
xor    %r14d,%r14d
jmp    1192 <det+0x62>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %rbx,%rdi
call   1030 <free@plt>
add    $0x1,%rbp
cmp    %rbp,(%rsp)
je     11d1 <det+0xa1>
mov    %r12,%rdi
mov    %r15d,%esi
mov    %ebp,%edx
call   1040 <sub_mat@plt>
mov    %rax,%rbx
mov    (%r12,%rbp,8),%rax
mov    (%rax),%eax
test   %eax,%eax
je     1180 <det+0x50>
mov    %eax,%r13d
neg    %r13d
test   $0x1,%bpl
cmove  %eax,%r13d
mov    %rbx,%rdi
mov    %r15d,%esi
call   1050 <det@plt>
imul   %r13d,%eax
add    %eax,%r14d
jmp    1180 <det+0x50>
xor    %r14d,%r14d
mov    %r14d,%eax
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @det(i32** %0, i32 %1) {
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32**
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32**
%10 = alloca i32
store i32** %0, i32*** %4
store i32 %1, i32* %5
store i32 0, i32* %6
%11 = load i32, i32* %5
%12 = icmp eq i32 %11, 2
br i1 %12, label %13, label %37
13: ; preds = %2
%14 = load i32**, i32*** %4
%15 = getelementptr inbounds i32*, i32** %14, i64 0
%16 = load i32*, i32** %15
%17 = getelementptr inbounds i32, i32* %16, i64 0
%18 = load i32, i32* %17
%19 = load i32**, i32*** %4
%20 = getelementptr inbounds i32*, i32** %19, i64 1
%21 = load i32*, i32** %20
%22 = getelementptr inbounds i32, i32* %21, i64 1
%23 = load i32, i32* %22
%24 = mul nsw i32 %18, %23
%25 = load i32**, i32*** %4
%26 = getelementptr inbounds i32*, i32** %25, i64 0
%27 = load i32*, i32** %26
%28 = getelementptr inbounds i32, i32* %27, i64 1
%29 = load i32, i32* %28
%30 = load i32**, i32*** %4
%31 = getelementptr inbounds i32*, i32** %30, i64 1
%32 = load i32*, i32** %31
%33 = getelementptr inbounds i32, i32* %32, i64 0
%34 = load i32, i32* %33
%35 = mul nsw i32 %29, %34
%36 = sub nsw i32 %24, %35
store i32 %36, i32* %3
br label %85
37: ; preds = %2
store i32 0, i32* %10
br label %38
38: ; preds = %80, %37
%39 = load i32, i32* %10
%40 = load i32, i32* %5
%41 = icmp slt i32 %39, %40
br i1 %41, label %42, label %83
42: ; preds = %38
%43 = load i32**, i32*** %4
%44 = load i32, i32* %5
%45 = sub nsw i32 %44, 1
%46 = load i32, i32* %10
%47 = call i32** @sub_mat(i32** %43, i32 %45, i32 %46)
store i32** %47, i32*** %9
%48 = load i32**, i32*** %4
%49 = load i32, i32* %10
%50 = sext i32 %49 to i64
%51 = getelementptr inbounds i32*, i32** %48, i64 %50
%52 = load i32*, i32** %51
%53 = getelementptr inbounds i32, i32* %52, i64 0
%54 = load i32, i32* %53
%55 = icmp ne i32 %54, 0
br i1 %55, label %56, label %77
56: ; preds = %42
%57 = load i32, i32* %6
%58 = load i32, i32* %10
%59 = srem i32 %58, 2
%60 = icmp eq i32 %59, 0
%61 = zext i1 %60 to i64
%62 = select i1 %60, i32 1, i32 -1
%63 = load i32**, i32*** %4
%64 = load i32, i32* %10
%65 = sext i32 %64 to i64
%66 = getelementptr inbounds i32*, i32** %63, i64 %65
%67 = load i32*, i32** %66
%68 = getelementptr inbounds i32, i32* %67, i64 0
%69 = load i32, i32* %68
%70 = mul nsw i32 %62, %69
%71 = load i32**, i32*** %9
%72 = load i32, i32* %5
%73 = sub nsw i32 %72, 1
%74 = call i32 @det(i32** %71, i32 %73)
%75 = mul nsw i32 %70, %74
%76 = add nsw i32 %57, %75
store i32 %76, i32* %6
br label %77
77: ; preds = %56, %42
%78 = load i32**, i32*** %9
%79 = call i32 @free(i32** %78)
br label %80
80: ; preds = %77
%81 = load i32, i32* %10
%82 = add nsw i32 %81, 1
store i32 %82, i32* %10
br label %38
83: ; preds = %38
%84 = load i32, i32* %6
store i32 %84, i32* %3
br label %85
85: ; preds = %83, %13
%86 = load i32, i32* %3
ret i32 %86
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @det(i32** %0, i32 %1) {
%3 = icmp eq i32 %1, 2
br i1 %3, label %9, label %4
4: ; preds = %2
%5 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %5, label %6, label %44
6: ; preds = %4
%7 = add nsw i32 %1, -1
%8 = zext i32 %1 to i64
br label %22
9: ; preds = %2
%10 = load i32*, i32** %0
%11 = load i32, i32* %10
%12 = getelementptr inbounds i32*, i32** %0, i64 1
%13 = load i32*, i32** %12
%14 = getelementptr inbounds i32, i32* %13, i64 1
%15 = load i32, i32* %14
%16 = mul nsw i32 %15, %11
%17 = getelementptr inbounds i32, i32* %10, i64 1
%18 = load i32, i32* %17
%19 = load i32, i32* %13
%20 = mul nsw i32 %19, %18
%21 = sub nsw i32 %16, %20
br label %44
22: ; preds = %6, %39
%23 = phi i64 [ 0, %6 ], [ %42, %39 ]
%24 = phi i32 [ 0, %6 ], [ %40, %39 ]
%25 = trunc i64 %23 to i32
%26 = tail call i32** @sub_mat(i32** %0, i32 %7, i32 %25)
%27 = getelementptr inbounds i32*, i32** %0, i64 %23
%28 = load i32*, i32** %27
%29 = load i32, i32* %28
%30 = icmp eq i32 %29, 0
br i1 %30, label %39, label %31
31: ; preds = %22
%32 = and i32 %25, 1
%33 = icmp eq i32 %32, 0
%34 = sub nsw i32 0, %29
%35 = select i1 %33, i32 %29, i32 %34
%36 = tail call i32 @det(i32** %26, i32 %7)
%37 = mul nsw i32 %36, %35
%38 = add nsw i32 %37, %24
br label %39
39: ; preds = %31, %22
%40 = phi i32 [ %38, %31 ], [ %24, %22 ]
%41 = tail call i32 @free(i32** %26)
%42 = add nuw nsw i64 %23, 1
%43 = icmp eq i64 %42, %8
br i1 %43, label %44, label %22
44: ; preds = %39, %4, %9
%45 = phi i32 [ %21, %9 ], [ 0, %4 ], [ %40, %39 ]
ret i32 %45
}