#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*/ printf(char *, ...);
void print_P(double *p, int nstate) {
  for (int i = 0; i < nstate; i++) {
    double tot = 0;
    for (int j = 0; j < nstate; j++) {
      printf("%e ", p[i * nstate + j]);
      tot += p[i * nstate + j];
    }
    printf("| %e\n", tot);
  }
  for (int i = 0; i < nstate; i++) {
    double tot = 0;
    for (int j = 0; j < nstate; j++) {
      tot += p[j * nstate + i];
    }
    printf("%e ", tot);
  }
  printf("\n");
}


x86 assembly (clang, -O0):
<print_P>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
movl   $0x0,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    11c0 <print_P+0xb0>
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x18(%rbp)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    119f <print_P+0x8f>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x10(%rbp),%ecx
imul   -0xc(%rbp),%ecx
add    -0x1c(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
lea    0xe96(%rip),%rdi
mov    $0x1,%al
call   1030 <printf@plt>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x10(%rbp),%ecx
imul   -0xc(%rbp),%ecx
add    -0x1c(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
addsd  -0x18(%rbp),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x18(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1141 <print_P+0x31>
movsd  -0x18(%rbp),%xmm0
lea    0xe59(%rip),%rdi
mov    $0x1,%al
call   1030 <printf@plt>
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    1126 <print_P+0x16>
movl   $0x0,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    123d <print_P+0x12d>
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x28(%rbp)
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    121c <print_P+0x10c>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
imul   -0xc(%rbp),%ecx
add    -0x20(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
addsd  -0x28(%rbp),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x28(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    11e2 <print_P+0xd2>
movsd  -0x28(%rbp),%xmm0
lea    0xdd8(%rip),%rdi
mov    $0x1,%al
call   1030 <printf@plt>
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    11c7 <print_P+0xb7>
lea    0xdc4(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <printf@plt>
add    $0x30,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<print_P>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x28,%rsp
mov    %rdi,(%rsp)
test   %esi,%esi
jle    12a2 <print_P+0x182>
mov    %esi,0x8(%rsp)
mov    %esi,%ebp
lea    0x0(,%rbp,8),%r14
xor    %r13d,%r13d
lea    0xeae(%rip),%rbx
mov    (%rsp),%r15
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xorps  %xmm0,%xmm0
xor    %r12d,%r12d
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
movsd  %xmm0,0x10(%rsp)
movsd  (%r15,%r12,8),%xmm0
mov    %rbx,%rdi
mov    $0x1,%al
call   1040 <printf@plt>
movsd  0x10(%rsp),%xmm0
addsd  (%r15,%r12,8),%xmm0
add    $0x1,%r12
cmp    %r12,%rbp
jne    1170 <print_P+0x50>
lea    0xe62(%rip),%rdi
mov    $0x1,%al
call   1040 <printf@plt>
add    $0x1,%r13
add    %r14,%r15
cmp    %rbp,%r13
jne    1160 <print_P+0x40>
cmpl   $0x0,0x8(%rsp)
jle    12a2 <print_P+0x182>
lea    -0x1(%rbp),%rax
mov    %rax,0x20(%rsp)
mov    %ebp,%eax
and    $0x3,%eax
mov    %rax,0x18(%rsp)
mov    %ebp,%ebx
and    $0xfffffffc,%ebx
mov    %rbp,%r14
shl    $0x4,%r14
mov    %rbp,%r15
shl    $0x5,%r15
lea    0x0(,%rbp,8),%r12
lea    (%r12,%r12,2),%r13
xor    %edx,%edx
mov    (%rsp),%rcx
jmp    122a <print_P+0x10a>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
lea    0xdf9(%rip),%rdi
mov    $0x1,%al
mov    %rdx,0x10(%rsp)
call   1040 <printf@plt>
mov    0x10(%rsp),%rdx
add    $0x1,%rdx
mov    0x8(%rsp),%rcx
add    $0x8,%rcx
cmp    %rbp,%rdx
je     12a2 <print_P+0x182>
cmpq   $0x3,0x20(%rsp)
mov    %rcx,0x8(%rsp)
xorpd  %xmm0,%xmm0
jae    1240 <print_P+0x120>
xor    %eax,%eax
jmp    1271 <print_P+0x151>
nop
xor    %eax,%eax
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
addsd  (%rcx),%xmm0
addsd  (%rcx,%rbp,8),%xmm0
addsd  (%rcx,%r14,1),%xmm0
addsd  (%rcx,%r13,1),%xmm0
add    $0x4,%rax
add    %r15,%rcx
cmp    %rax,%rbx
jne    1250 <print_P+0x130>
cmpq   $0x0,0x18(%rsp)
je     1200 <print_P+0xe0>
imul   %rbp,%rax
add    %rdx,%rax
mov    (%rsp),%rcx
lea    (%rcx,%rax,8),%rax
mov    0x18(%rsp),%rcx
nopl   (%rax)
addsd  (%rax),%xmm0
add    %r12,%rax
add    $0xffffffffffffffff,%rcx
jne    1290 <print_P+0x170>
jmp    1200 <print_P+0xe0>
mov    $0xa,%edi
add    $0x28,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
jmp    1030 <putchar@plt>

LLVM IR (-O0):
@.str = [4 x i8] c"%e \00"
@.str.1 = [6 x i8] c"| %e\0A\00"
@.str.2 = [2 x i8] c"\0A\00"
define void @print_P(double* %0, i32 %1) {
%3 = alloca double*
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca double
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca double
%10 = alloca i32
store double* %0, double** %3
store i32 %1, i32* %4
store i32 0, i32* %5
br label %11
11: ; preds = %48, %2
%12 = load i32, i32* %5
%13 = load i32, i32* %4
%14 = icmp slt i32 %12, %13
br i1 %14, label %15, label %51
15: ; preds = %11
store double 0.000000e+00, double* %6
store i32 0, i32* %7
br label %16
16: ; preds = %42, %15
%17 = load i32, i32* %7
%18 = load i32, i32* %4
%19 = icmp slt i32 %17, %18
br i1 %19, label %20, label %45
20: ; preds = %16
%21 = load double*, double** %3
%22 = load i32, i32* %5
%23 = load i32, i32* %4
%24 = mul nsw i32 %22, %23
%25 = load i32, i32* %7
%26 = add nsw i32 %24, %25
%27 = sext i32 %26 to i64
%28 = getelementptr inbounds double, double* %21, i64 %27
%29 = load double, double* %28
%30 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([4 x i8], [4 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), double %29)
%31 = load double*, double** %3
%32 = load i32, i32* %5
%33 = load i32, i32* %4
%34 = mul nsw i32 %32, %33
%35 = load i32, i32* %7
%36 = add nsw i32 %34, %35
%37 = sext i32 %36 to i64
%38 = getelementptr inbounds double, double* %31, i64 %37
%39 = load double, double* %38
%40 = load double, double* %6
%41 = fadd double %40, %39
store double %41, double* %6
br label %42
42: ; preds = %20
%43 = load i32, i32* %7
%44 = add nsw i32 %43, 1
store i32 %44, i32* %7
br label %16
45: ; preds = %16
%46 = load double, double* %6
%47 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([6 x i8], [6 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), double %46)
br label %48
48: ; preds = %45
%49 = load i32, i32* %5
%50 = add nsw i32 %49, 1
store i32 %50, i32* %5
br label %11
51: ; preds = %11
store i32 0, i32* %8
br label %52
52: ; preds = %79, %51
%53 = load i32, i32* %8
%54 = load i32, i32* %4
%55 = icmp slt i32 %53, %54
br i1 %55, label %56, label %82
56: ; preds = %52
store double 0.000000e+00, double* %9
store i32 0, i32* %10
br label %57
57: ; preds = %73, %56
%58 = load i32, i32* %10
%59 = load i32, i32* %4
%60 = icmp slt i32 %58, %59
br i1 %60, label %61, label %76
61: ; preds = %57
%62 = load double*, double** %3
%63 = load i32, i32* %10
%64 = load i32, i32* %4
%65 = mul nsw i32 %63, %64
%66 = load i32, i32* %8
%67 = add nsw i32 %65, %66
%68 = sext i32 %67 to i64
%69 = getelementptr inbounds double, double* %62, i64 %68
%70 = load double, double* %69
%71 = load double, double* %9
%72 = fadd double %71, %70
store double %72, double* %9
br label %73
73: ; preds = %61
%74 = load i32, i32* %10
%75 = add nsw i32 %74, 1
store i32 %75, i32* %10
br label %57
76: ; preds = %57
%77 = load double, double* %9
%78 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([4 x i8], [4 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), double %77)
br label %79
79: ; preds = %76
%80 = load i32, i32* %8
%81 = add nsw i32 %80, 1
store i32 %81, i32* %8
br label %52
82: ; preds = %52
%83 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([2 x i8], [2 x i8]* @.str.2, i64 0, i64 0))
ret void
}

LLVM IR (-O2):
@.str = [4 x i8] c"%e \00"
@.str.1 = [6 x i8] c"| %e\0A\00"
define void @print_P(double* nocapture %0, i32 %1) {
%3 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %3, label %4, label %36
4: ; preds = %2
%5 = zext i32 %1 to i64
%6 = zext i32 %1 to i64
br label %7
7: ; preds = %19, %4
%8 = phi i64 [ 0, %4 ], [ %21, %19 ]
%9 = mul nsw i64 %8, %5
br label %23
10: ; preds = %19
br i1 %3, label %11, label %36
11: ; preds = %10
%12 = zext i32 %1 to i64
%13 = zext i32 %1 to i64
%14 = add nsw i64 %6, -1
%15 = and i64 %6, 3
%16 = icmp ult i64 %14, 3
%17 = and i64 %6, 4294967292
%18 = icmp eq i64 %15, 0
br label %34
19: ; preds = %23
%20 = tail call i32 (i8*, ...) @printf(i8* dereferenceable(1) getelementptr inbounds ([6 x i8], [6 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), double %31)
%21 = add nuw nsw i64 %8, 1
%22 = icmp eq i64 %21, %6
br i1 %22, label %10, label %7
23: ; preds = %7, %23
%24 = phi i64 [ 0, %7 ], [ %32, %23 ]
%25 = phi double [ 0.000000e+00, %7 ], [ %31, %23 ]
%26 = add nuw nsw i64 %24, %9
%27 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %26
%28 = load double, double* %27
%29 = tail call i32 (i8*, ...) @printf(i8* dereferenceable(1) getelementptr inbounds ([4 x i8], [4 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), double %28)
%30 = load double, double* %27
%31 = fadd double %25, %30
%32 = add nuw nsw i64 %24, 1
%33 = icmp eq i64 %32, %6
br i1 %33, label %19, label %23
34: ; preds = %54, %11
%35 = phi i64 [ 0, %11 ], [ %57, %54 ]
br i1 %16, label %38, label %59
36: ; preds = %54, %2, %10
%37 = tail call i32 @putchar(i32 10)
ret void
38: ; preds = %59, %34
%39 = phi double [ undef, %34 ], [ %85, %59 ]
%40 = phi i64 [ 0, %34 ], [ %86, %59 ]
%41 = phi double [ 0.000000e+00, %34 ], [ %85, %59 ]
br i1 %18, label %54, label %42
42: ; preds = %38, %42
%43 = phi i64 [ %51, %42 ], [ %40, %38 ]
%44 = phi double [ %50, %42 ], [ %41, %38 ]
%45 = phi i64 [ %52, %42 ], [ 0, %38 ]
%46 = mul nsw i64 %43, %12
%47 = add nuw nsw i64 %46, %35
%48 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %47
%49 = load double, double* %48
%50 = fadd double %44, %49
%51 = add nuw nsw i64 %43, 1
%52 = add i64 %45, 1
%53 = icmp eq i64 %52, %15
br i1 %53, label %54, label %42
54: ; preds = %42, %38
%55 = phi double [ %39, %38 ], [ %50, %42 ]
%56 = tail call i32 (i8*, ...) @printf(i8* dereferenceable(1) getelementptr inbounds ([4 x i8], [4 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), double %55)
%57 = add nuw nsw i64 %35, 1
%58 = icmp eq i64 %57, %13
br i1 %58, label %36, label %34
59: ; preds = %34, %59
%60 = phi i64 [ %86, %59 ], [ 0, %34 ]
%61 = phi double [ %85, %59 ], [ 0.000000e+00, %34 ]
%62 = phi i64 [ %87, %59 ], [ 0, %34 ]
%63 = mul nsw i64 %60, %12
%64 = add nuw nsw i64 %63, %35
%65 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %64
%66 = load double, double* %65
%67 = fadd double %61, %66
%68 = or i64 %60, 1
%69 = mul nsw i64 %68, %12
%70 = add nuw nsw i64 %69, %35
%71 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %70
%72 = load double, double* %71
%73 = fadd double %67, %72
%74 = or i64 %60, 2
%75 = mul nsw i64 %74, %12
%76 = add nuw nsw i64 %75, %35
%77 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %76
%78 = load double, double* %77
%79 = fadd double %73, %78
%80 = or i64 %60, 3
%81 = mul nsw i64 %80, %12
%82 = add nuw nsw i64 %81, %35
%83 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %82
%84 = load double, double* %83
%85 = fadd double %79, %84
%86 = add nuw nsw i64 %60, 4
%87 = add i64 %62, 4
%88 = icmp eq i64 %87, %17
br i1 %88, label %38, label %59
}