#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 */
double *alloc_matrix(int);
int /*<<< orphan*/ free(double *);
int /*<<< orphan*/ matrix_transpose(double *, double *, int);
void matrix_mul_transposed(double *res, double *a, double *b, int n) {
  double *bt = alloc_matrix(n);
  matrix_transpose(bt, b, n);
  int i, j, k;
  for (i = 0; i < n; ++i) {
    for (j = 0; j < n; ++j) {
      double r = 0.0;
      for (k = 0; k < n; ++k) {
        r += a[i * n + k] * bt[j * n + k];
      }
      res[i * n + j] = r;
    }
  }
  free(bt);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<matrix_mul_transposed>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x40,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %ecx,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%edi
call   1040 <alloc_matrix@plt>
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rdi
mov    -0x18(%rbp),%rsi
mov    -0x1c(%rbp),%edx
call   1050 <matrix_transpose@plt>
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    122c <matrix_mul_transposed+0xfc>
movl   $0x0,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    1219 <matrix_mul_transposed+0xe9>
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x40(%rbp)
movl   $0x0,-0x34(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    11f0 <matrix_mul_transposed+0xc0>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
imul   -0x1c(%rbp),%ecx
add    -0x34(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    -0x30(%rbp),%ecx
imul   -0x1c(%rbp),%ecx
add    -0x34(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
movsd  -0x40(%rbp),%xmm1
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x40(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
jmp    1198 <matrix_mul_transposed+0x68>
movsd  -0x40(%rbp),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
imul   -0x1c(%rbp),%ecx
add    -0x30(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x30(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
jmp    117d <matrix_mul_transposed+0x4d>
jmp    121e <matrix_mul_transposed+0xee>
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    116a <matrix_mul_transposed+0x3a>
mov    -0x28(%rbp),%rdi
call   1030 <free@plt>
add    $0x40,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<matrix_mul_transposed>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    %ecx,%r13d
mov    %rdx,%rbx
mov    %rsi,%r14
mov    %rdi,%r12
mov    %ecx,%edi
call   1040 <alloc_matrix@plt>
mov    %rax,%r15
mov    %rax,%rdi
mov    %rbx,%rsi
mov    %r13d,%edx
call   1050 <matrix_transpose@plt>
test   %r13d,%r13d
jle    1243 <matrix_mul_transposed+0x113>
mov    %r13d,%eax
mov    %eax,%ecx
and    $0xfffffffe,%ecx
lea    0x8(%r14),%rdx
lea    0x0(,%rax,8),%r10
mov    %r15,%rsi
add    $0x8,%rsi
mov    %rsi,(%rsp)
xor    %r9d,%r9d
jmp    11a0 <matrix_mul_transposed+0x70>
nopl   0x0(%rax)
add    $0x1,%r9
add    %r10,%rdx
cmp    %rax,%r9
je     1243 <matrix_mul_transposed+0x113>
mov    %r9,%r11
imul   %rax,%r11
mov    (%rsp),%rbp
xor    %edi,%edi
jmp    11c6 <matrix_mul_transposed+0x96>
nop
lea    (%rdi,%r11,1),%rsi
movsd  %xmm0,(%r12,%rsi,8)
add    $0x1,%rdi
add    %r10,%rbp
cmp    %rax,%rdi
je     1190 <matrix_mul_transposed+0x60>
cmp    $0x1,%r13d
jne    11e0 <matrix_mul_transposed+0xb0>
xorpd  %xmm0,%xmm0
xor    %esi,%esi
jmp    121c <matrix_mul_transposed+0xec>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
xorpd  %xmm1,%xmm1
xor    %esi,%esi
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
movsd  -0x8(%rdx,%rsi,8),%xmm2
movsd  (%rdx,%rsi,8),%xmm0
mulsd  -0x8(%rbp,%rsi,8),%xmm2
mulsd  0x0(%rbp,%rsi,8),%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm2
addsd  %xmm2,%xmm0
add    $0x2,%rsi
movapd %xmm0,%xmm1
cmp    %rsi,%rcx
jne    11f0 <matrix_mul_transposed+0xc0>
test   $0x1,%al
je     11b0 <matrix_mul_transposed+0x80>
mov    %rdi,%rbx
imul   %rax,%rbx
lea    (%rsi,%r11,1),%r8
movsd  (%r14,%r8,8),%xmm1
add    %rsi,%rbx
mulsd  (%r15,%rbx,8),%xmm1
addsd  %xmm1,%xmm0
jmp    11b0 <matrix_mul_transposed+0x80>
mov    %r15,%rdi
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
jmp    1030 <free@plt>

LLVM IR (-O0):
define void @matrix_mul_transposed(double* %0, double* %1, double* %2, i32 %3) {
%5 = alloca double*
%6 = alloca double*
%7 = alloca double*
%8 = alloca i32
%9 = alloca double*
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
%13 = alloca double
store double* %0, double** %5
store double* %1, double** %6
store double* %2, double** %7
store i32 %3, i32* %8
%14 = load i32, i32* %8
%15 = call double* @alloc_matrix(i32 %14)
store double* %15, double** %9
%16 = load double*, double** %9
%17 = load double*, double** %7
%18 = load i32, i32* %8
%19 = call i32 @matrix_transpose(double* %16, double* %17, i32 %18)
store i32 0, i32* %10
br label %20
20: ; preds = %72, %4
%21 = load i32, i32* %10
%22 = load i32, i32* %8
%23 = icmp slt i32 %21, %22
br i1 %23, label %24, label %75
24: ; preds = %20
store i32 0, i32* %11
br label %25
25: ; preds = %68, %24
%26 = load i32, i32* %11
%27 = load i32, i32* %8
%28 = icmp slt i32 %26, %27
br i1 %28, label %29, label %71
29: ; preds = %25
store double 0.000000e+00, double* %13
store i32 0, i32* %12
br label %30
30: ; preds = %55, %29
%31 = load i32, i32* %12
%32 = load i32, i32* %8
%33 = icmp slt i32 %31, %32
br i1 %33, label %34, label %58
34: ; preds = %30
%35 = load double*, double** %6
%36 = load i32, i32* %10
%37 = load i32, i32* %8
%38 = mul nsw i32 %36, %37
%39 = load i32, i32* %12
%40 = add nsw i32 %38, %39
%41 = sext i32 %40 to i64
%42 = getelementptr inbounds double, double* %35, i64 %41
%43 = load double, double* %42
%44 = load double*, double** %9
%45 = load i32, i32* %11
%46 = load i32, i32* %8
%47 = mul nsw i32 %45, %46
%48 = load i32, i32* %12
%49 = add nsw i32 %47, %48
%50 = sext i32 %49 to i64
%51 = getelementptr inbounds double, double* %44, i64 %50
%52 = load double, double* %51
%53 = load double, double* %13
%54 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %43, double %52, double %53)
store double %54, double* %13
br label %55
55: ; preds = %34
%56 = load i32, i32* %12
%57 = add nsw i32 %56, 1
store i32 %57, i32* %12
br label %30
58: ; preds = %30
%59 = load double, double* %13
%60 = load double*, double** %5
%61 = load i32, i32* %10
%62 = load i32, i32* %8
%63 = mul nsw i32 %61, %62
%64 = load i32, i32* %11
%65 = add nsw i32 %63, %64
%66 = sext i32 %65 to i64
%67 = getelementptr inbounds double, double* %60, i64 %66
store double %59, double* %67
br label %68
68: ; preds = %58
%69 = load i32, i32* %11
%70 = add nsw i32 %69, 1
store i32 %70, i32* %11
br label %25
71: ; preds = %25
br label %72
72: ; preds = %71
%73 = load i32, i32* %10
%74 = add nsw i32 %73, 1
store i32 %74, i32* %10
br label %20
75: ; preds = %20
%76 = load double*, double** %9
%77 = call i32 @free(double* %76)
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @matrix_mul_transposed(double* nocapture writeonly %0, double* nocapture %1, double* %2, i32 %3) {
%5 = tail call double* @alloc_matrix(i32 %3)
%6 = tail call i32 @matrix_transpose(double* %5, double* %2, i32 %3)
%7 = icmp sgt i32 %3, 0
br i1 %7, label %8, label %64
8: ; preds = %4
%9 = zext i32 %3 to i64
%10 = zext i32 %3 to i64
%11 = and i64 %10, 1
%12 = icmp eq i32 %3, 1
%13 = and i64 %10, 4294967294
%14 = icmp eq i64 %11, 0
br label %15
15: ; preds = %61, %8
%16 = phi i64 [ 0, %8 ], [ %62, %61 ]
%17 = mul nsw i64 %16, %9
br label %18
18: ; preds = %55, %15
%19 = phi i64 [ 0, %15 ], [ %59, %55 ]
%20 = mul nsw i64 %19, %9
br i1 %12, label %43, label %21
21: ; preds = %18, %21
%22 = phi i64 [ %40, %21 ], [ 0, %18 ]
%23 = phi double [ %39, %21 ], [ 0.000000e+00, %18 ]
%24 = phi i64 [ %41, %21 ], [ 0, %18 ]
%25 = add nuw nsw i64 %22, %17
%26 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %25
%27 = load double, double* %26
%28 = add nuw nsw i64 %22, %20
%29 = getelementptr inbounds double, double* %5, i64 %28
%30 = load double, double* %29
%31 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %27, double %30, double %23)
%32 = or i64 %22, 1
%33 = add nuw nsw i64 %32, %17
%34 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %33
%35 = load double, double* %34
%36 = add nuw nsw i64 %32, %20
%37 = getelementptr inbounds double, double* %5, i64 %36
%38 = load double, double* %37
%39 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %35, double %38, double %31)
%40 = add nuw nsw i64 %22, 2
%41 = add i64 %24, 2
%42 = icmp eq i64 %41, %13
br i1 %42, label %43, label %21
43: ; preds = %21, %18
%44 = phi double [ undef, %18 ], [ %39, %21 ]
%45 = phi i64 [ 0, %18 ], [ %40, %21 ]
%46 = phi double [ 0.000000e+00, %18 ], [ %39, %21 ]
br i1 %14, label %55, label %47
47: ; preds = %43
%48 = add nuw nsw i64 %45, %17
%49 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %48
%50 = load double, double* %49
%51 = add nuw nsw i64 %45, %20
%52 = getelementptr inbounds double, double* %5, i64 %51
%53 = load double, double* %52
%54 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %50, double %53, double %46)
br label %55
55: ; preds = %43, %47
%56 = phi double [ %44, %43 ], [ %54, %47 ]
%57 = add nuw nsw i64 %19, %17
%58 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %57
store double %56, double* %58
%59 = add nuw nsw i64 %19, 1
%60 = icmp eq i64 %59, %10
br i1 %60, label %61, label %18
61: ; preds = %55
%62 = add nuw nsw i64 %16, 1
%63 = icmp eq i64 %62, %10
br i1 %63, label %64, label %15
64: ; preds = %61, %4
%65 = tail call i32 @free(double* %5)
ret void
}