#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 **alloc_square_matrix(int);
int **mult_square_matrix(int **m1, int **m2, int n) {
  int **m = alloc_square_matrix(n);
  for (int i = 0; i < n; ++i) {
    for (int j = 0; j < n; ++j) {
      int cell = 0;
      for (int k = 0; k < n; ++k) {
        cell += m1[i][k] * m2[k][j];
      }
      m[i][j] = cell;
    }
  }
  return m;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<mult_square_matrix>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%edi
call   1030 <alloc_square_matrix@plt>
mov    %rax,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    11e1 <mult_square_matrix+0xd1>
movl   $0x0,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    11ce <mult_square_matrix+0xbe>
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
movl   $0x0,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    11aa <mult_square_matrix+0x9a>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x30(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
movslq -0x30(%rbp),%rdx
mov    (%rcx,%rdx,8),%rcx
movslq -0x28(%rbp),%rdx
imul   (%rcx,%rdx,4),%eax
add    -0x2c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
jmp    1163 <mult_square_matrix+0x53>
mov    -0x2c(%rbp),%edx
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    1149 <mult_square_matrix+0x39>
jmp    11d3 <mult_square_matrix+0xc3>
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    1136 <mult_square_matrix+0x26>
mov    -0x20(%rbp),%rax
add    $0x30,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<mult_square_matrix>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x18,%rsp
mov    %edx,%ebp
mov    %rsi,%r13
mov    %rdi,0x10(%rsp)
mov    %edx,%edi
call   1030 <alloc_square_matrix@plt>
mov    %rax,0x8(%rsp)
test   %ebp,%ebp
jle    122c <mult_square_matrix+0x11c>
mov    %ebp,%r10d
lea    -0x1(%r10),%r9
mov    %r10d,%r12d
and    $0x3,%r12d
mov    %r10d,%r15d
and    $0xfffffffc,%r15d
xor    %eax,%eax
jmp    116d <mult_square_matrix+0x5d>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
add    $0x1,%rax
cmp    %r10,%rax
je     122c <mult_square_matrix+0x11c>
mov    0x8(%rsp),%rcx
mov    (%rcx,%rax,8),%r11
mov    0x10(%rsp),%rcx
mov    (%rcx,%rax,8),%rdx
xor    %ecx,%ecx
jmp    119d <mult_square_matrix+0x8d>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
mov    %ebp,(%r11,%rcx,4)
add    $0x1,%rcx
cmp    %r10,%rcx
je     1160 <mult_square_matrix+0x50>
xor    %edi,%edi
xor    %ebp,%ebp
cmp    $0x3,%r9
jb     11f5 <mult_square_matrix+0xe5>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    0x0(%r13,%rdi,8),%rsi
mov    0x8(%r13,%rdi,8),%rbx
mov    (%rsi,%rcx,4),%esi
imul   (%rdx,%rdi,4),%esi
add    %ebp,%esi
mov    (%rbx,%rcx,4),%ebx
imul   0x4(%rdx,%rdi,4),%ebx
add    %esi,%ebx
mov    0x10(%r13,%rdi,8),%rsi
mov    (%rsi,%rcx,4),%esi
imul   0x8(%rdx,%rdi,4),%esi
mov    0x18(%r13,%rdi,8),%rbp
mov    0x0(%rbp,%rcx,4),%ebp
imul   0xc(%rdx,%rdi,4),%ebp
add    %ebx,%esi
add    %esi,%ebp
add    $0x4,%rdi
cmp    %rdi,%r15
jne    11b0 <mult_square_matrix+0xa0>
test   %r12,%r12
je     1190 <mult_square_matrix+0x80>
lea    0x0(,%rdi,8),%r8
add    %r13,%r8
lea    (%rdx,%rdi,4),%rdi
xor    %ebx,%ebx
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    (%r8,%rbx,8),%r14
mov    (%r14,%rcx,4),%esi
imul   (%rdi,%rbx,4),%esi
add    %esi,%ebp
add    $0x1,%rbx
cmp    %rbx,%r12
jne    1210 <mult_square_matrix+0x100>
jmp    1190 <mult_square_matrix+0x80>
mov    0x8(%rsp),%rax
add    $0x18,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

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

LLVM IR (-O2):
define i32** @mult_square_matrix(i32** nocapture %0, i32** nocapture %1, i32 %2) {
%4 = tail call i32** @alloc_square_matrix(i32 %2)
%5 = icmp sgt i32 %2, 0
br i1 %5, label %6, label %19
6: ; preds = %3
%7 = zext i32 %2 to i64
%8 = add nsw i64 %7, -1
%9 = and i64 %7, 3
%10 = icmp ult i64 %8, 3
%11 = and i64 %7, 4294967292
%12 = icmp eq i64 %9, 0
br label %13
13: ; preds = %22, %6
%14 = phi i64 [ 0, %6 ], [ %23, %22 ]
%15 = getelementptr inbounds i32*, i32** %0, i64 %14
%16 = getelementptr inbounds i32*, i32** %4, i64 %14
%17 = load i32*, i32** %16
%18 = load i32*, i32** %15
br label %20
19: ; preds = %22, %3
ret i32** %4
20: ; preds = %44, %13
%21 = phi i64 [ 0, %13 ], [ %47, %44 ]
br i1 %10, label %25, label %49
22: ; preds = %44
%23 = add nuw nsw i64 %14, 1
%24 = icmp eq i64 %23, %7
br i1 %24, label %19, label %13
25: ; preds = %49, %20
%26 = phi i32 [ undef, %20 ], [ %87, %49 ]
%27 = phi i64 [ 0, %20 ], [ %88, %49 ]
%28 = phi i32 [ 0, %20 ], [ %87, %49 ]
br i1 %12, label %44, label %29
29: ; preds = %25, %29
%30 = phi i64 [ %41, %29 ], [ %27, %25 ]
%31 = phi i32 [ %40, %29 ], [ %28, %25 ]
%32 = phi i64 [ %42, %29 ], [ 0, %25 ]
%33 = getelementptr inbounds i32, i32* %18, i64 %30
%34 = load i32, i32* %33
%35 = getelementptr inbounds i32*, i32** %1, i64 %30
%36 = load i32*, i32** %35
%37 = getelementptr inbounds i32, i32* %36, i64 %21
%38 = load i32, i32* %37
%39 = mul nsw i32 %38, %34
%40 = add nsw i32 %39, %31
%41 = add nuw nsw i64 %30, 1
%42 = add i64 %32, 1
%43 = icmp eq i64 %42, %9
br i1 %43, label %44, label %29
44: ; preds = %29, %25
%45 = phi i32 [ %26, %25 ], [ %40, %29 ]
%46 = getelementptr inbounds i32, i32* %17, i64 %21
store i32 %45, i32* %46
%47 = add nuw nsw i64 %21, 1
%48 = icmp eq i64 %47, %7
br i1 %48, label %22, label %20
49: ; preds = %20, %49
%50 = phi i64 [ %88, %49 ], [ 0, %20 ]
%51 = phi i32 [ %87, %49 ], [ 0, %20 ]
%52 = phi i64 [ %89, %49 ], [ 0, %20 ]
%53 = getelementptr inbounds i32, i32* %18, i64 %50
%54 = load i32, i32* %53
%55 = getelementptr inbounds i32*, i32** %1, i64 %50
%56 = load i32*, i32** %55
%57 = getelementptr inbounds i32, i32* %56, i64 %21
%58 = load i32, i32* %57
%59 = mul nsw i32 %58, %54
%60 = add nsw i32 %59, %51
%61 = or i64 %50, 1
%62 = getelementptr inbounds i32, i32* %18, i64 %61
%63 = load i32, i32* %62
%64 = getelementptr inbounds i32*, i32** %1, i64 %61
%65 = load i32*, i32** %64
%66 = getelementptr inbounds i32, i32* %65, i64 %21
%67 = load i32, i32* %66
%68 = mul nsw i32 %67, %63
%69 = add nsw i32 %68, %60
%70 = or i64 %50, 2
%71 = getelementptr inbounds i32, i32* %18, i64 %70
%72 = load i32, i32* %71
%73 = getelementptr inbounds i32*, i32** %1, i64 %70
%74 = load i32*, i32** %73
%75 = getelementptr inbounds i32, i32* %74, i64 %21
%76 = load i32, i32* %75
%77 = mul nsw i32 %76, %72
%78 = add nsw i32 %77, %69
%79 = or i64 %50, 3
%80 = getelementptr inbounds i32, i32* %18, i64 %79
%81 = load i32, i32* %80
%82 = getelementptr inbounds i32*, i32** %1, i64 %79
%83 = load i32*, i32** %82
%84 = getelementptr inbounds i32, i32* %83, i64 %21
%85 = load i32, i32* %84
%86 = mul nsw i32 %85, %81
%87 = add nsw i32 %86, %78
%88 = add nuw nsw i64 %50, 4
%89 = add nuw i64 %52, 4
%90 = icmp eq i64 %89, %11
br i1 %90, label %25, label %49
}