#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*/ fabs(double);
double fmax(double, int /*<<< orphan*/);
int /*<<< orphan*/ print_array(int, double **);
int /*<<< orphan*/ printf(char *, int, double);
int gauss(int n, double x[n][n], double epsilon) {
  double delta;
  int cnt = 0;
  int i, j;
  double prev = 0;
  int c = 0;
  do {
    delta = 0.0;
    for (i = 1; i < n - 1; i++) {
      for (j = 1; j < n - 1; j++) {
        prev = x[i][j];
        x[i][j] = (x[i - 1][j] + x[i][j - 1] + x[i + 1][j] + x[i][j + 1]) / 4.0;
        delta = fmax(delta, fabs(x[i][j] - prev));
      }
    }
    cnt++;
    if (0) {
      printf("Iter %d: (delta=%6.4f)\n", cnt, delta);
      print_array(n, x);
    }
  } while (delta > epsilon);
  return cnt;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<gauss>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x50,%rsp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
movsd  %xmm0,-0x18(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    %rax,-0x48(%rbp)
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x38(%rbp)
movl   $0x0,-0x3c(%rbp)
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x20(%rbp)
movl   $0x1,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
mov    -0x4(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    12bc <gauss+0x19c>
movl   $0x1,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
mov    -0x4(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    12a9 <gauss+0x189>
mov    -0x48(%rbp),%rdx
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
imul   %rdx,%rcx
shl    $0x3,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x38(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
imul   %rdx,%rcx
shl    $0x3,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
imul   %rdx,%rcx
shl    $0x3,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
addsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
imul   %rdx,%rcx
shl    $0x3,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
addsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
imul   %rdx,%rcx
shl    $0x3,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
addsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
movsd  0xdc6(%rip),%xmm1
divsd  %xmm1,%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
imul   %rdx,%rcx
shl    $0x3,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
movsd  -0x20(%rbp),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x50(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
imul   %rdx,%rcx
shl    $0x3,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
subsd  -0x38(%rbp),%xmm0
call   1030 <fabs@plt>
movsd  -0x50(%rbp),%xmm0
mov    %eax,%edi
call   1040 <fmax@plt>
movsd  %xmm0,-0x20(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    1178 <gauss+0x58>
jmp    12ae <gauss+0x18e>
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    1160 <gauss+0x40>
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
movsd  -0x20(%rbp),%xmm0
ucomisd -0x18(%rbp),%xmm0
ja     1151 <gauss+0x31>
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x50,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<gauss>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x38,%rsp
movsd  %xmm0,0x18(%rsp)
mov    %edi,%ebx
mov    %rdi,0x10(%rsp)
lea    -0x1(%rdi),%eax
mov    %rbx,%rbp
shl    $0x4,%rbp
add    $0x8,%rsi
mov    %rsi,0x8(%rsp)
shl    $0x3,%rbx
mov    %rax,0x28(%rsp)
add    $0xffffffffffffffff,%rax
mov    %rax,0x20(%rsp)
xor    %eax,%eax
movsd  0xe96(%rip),%xmm0
jmp    1183 <gauss+0x63>
nopl   0x0(%rax)
mov    0x4(%rsp),%eax
add    $0x1,%eax
ucomisd 0x18(%rsp),%xmm1
jbe    122b <gauss+0x10b>
mov    %eax,0x4(%rsp)
xorpd  %xmm1,%xmm1
cmpl   $0x3,0x10(%rsp)
jl     1170 <gauss+0x50>
xorpd  %xmm1,%xmm1
mov    $0x1,%r15d
mov    0x8(%rsp),%r13
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%r15
mov    0x20(%rsp),%r14
mov    %r13,%r12
nopl   0x0(%rax)
movsd  %xmm1,0x30(%rsp)
movsd  (%r12),%xmm1
addsd  -0x8(%r12,%rbx,1),%xmm1
addsd  (%r12,%rbp,1),%xmm1
addsd  0x8(%r12,%rbx,1),%xmm1
mulsd  %xmm0,%xmm1
movapd %xmm1,%xmm0
subsd  (%r12,%rbx,1),%xmm0
movsd  %xmm1,(%r12,%rbx,1)
call   1030 <fabs@plt>
movsd  0x30(%rsp),%xmm0
mov    %eax,%edi
call   1040 <fmax@plt>
movapd %xmm0,%xmm1
movsd  0xdee(%rip),%xmm0
add    $0x8,%r12
add    $0xffffffffffffffff,%r14
jne    11c0 <gauss+0xa0>
add    %rbx,%r13
cmp    0x28(%rsp),%r15
jne    11b0 <gauss+0x90>
jmp    1170 <gauss+0x50>
add    $0x38,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @gauss(i32 %0, double* %1, double %2) {
%4 = alloca i32
%5 = alloca double*
%6 = alloca double
%7 = alloca double
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca double
%12 = alloca i32
store i32 %0, i32* %4
store double* %1, double** %5
store double %2, double* %6
%13 = load i32, i32* %4
%14 = zext i32 %13 to i64
%15 = load i32, i32* %4
%16 = zext i32 %15 to i64
store i32 0, i32* %8
store double 0.000000e+00, double* %11
store i32 0, i32* %12
br label %17
17: ; preds = %115, %3
store double 0.000000e+00, double* %7
store i32 1, i32* %9
br label %18
18: ; preds = %109, %17
%19 = load i32, i32* %9
%20 = load i32, i32* %4
%21 = sub nsw i32 %20, 1
%22 = icmp slt i32 %19, %21
br i1 %22, label %23, label %112
23: ; preds = %18
store i32 1, i32* %10
br label %24
24: ; preds = %105, %23
%25 = load i32, i32* %10
%26 = load i32, i32* %4
%27 = sub nsw i32 %26, 1
%28 = icmp slt i32 %25, %27
br i1 %28, label %29, label %108
29: ; preds = %24
%30 = load double*, double** %5
%31 = load i32, i32* %9
%32 = sext i32 %31 to i64
%33 = mul nsw i64 %32, %16
%34 = getelementptr inbounds double, double* %30, i64 %33
%35 = load i32, i32* %10
%36 = sext i32 %35 to i64
%37 = getelementptr inbounds double, double* %34, i64 %36
%38 = load double, double* %37
store double %38, double* %11
%39 = load double*, double** %5
%40 = load i32, i32* %9
%41 = sub nsw i32 %40, 1
%42 = sext i32 %41 to i64
%43 = mul nsw i64 %42, %16
%44 = getelementptr inbounds double, double* %39, i64 %43
%45 = load i32, i32* %10
%46 = sext i32 %45 to i64
%47 = getelementptr inbounds double, double* %44, i64 %46
%48 = load double, double* %47
%49 = load double*, double** %5
%50 = load i32, i32* %9
%51 = sext i32 %50 to i64
%52 = mul nsw i64 %51, %16
%53 = getelementptr inbounds double, double* %49, i64 %52
%54 = load i32, i32* %10
%55 = sub nsw i32 %54, 1
%56 = sext i32 %55 to i64
%57 = getelementptr inbounds double, double* %53, i64 %56
%58 = load double, double* %57
%59 = fadd double %48, %58
%60 = load double*, double** %5
%61 = load i32, i32* %9
%62 = add nsw i32 %61, 1
%63 = sext i32 %62 to i64
%64 = mul nsw i64 %63, %16
%65 = getelementptr inbounds double, double* %60, i64 %64
%66 = load i32, i32* %10
%67 = sext i32 %66 to i64
%68 = getelementptr inbounds double, double* %65, i64 %67
%69 = load double, double* %68
%70 = fadd double %59, %69
%71 = load double*, double** %5
%72 = load i32, i32* %9
%73 = sext i32 %72 to i64
%74 = mul nsw i64 %73, %16
%75 = getelementptr inbounds double, double* %71, i64 %74
%76 = load i32, i32* %10
%77 = add nsw i32 %76, 1
%78 = sext i32 %77 to i64
%79 = getelementptr inbounds double, double* %75, i64 %78
%80 = load double, double* %79
%81 = fadd double %70, %80
%82 = fdiv double %81, 4.000000e+00
%83 = load double*, double** %5
%84 = load i32, i32* %9
%85 = sext i32 %84 to i64
%86 = mul nsw i64 %85, %16
%87 = getelementptr inbounds double, double* %83, i64 %86
%88 = load i32, i32* %10
%89 = sext i32 %88 to i64
%90 = getelementptr inbounds double, double* %87, i64 %89
store double %82, double* %90
%91 = load double, double* %7
%92 = load double*, double** %5
%93 = load i32, i32* %9
%94 = sext i32 %93 to i64
%95 = mul nsw i64 %94, %16
%96 = getelementptr inbounds double, double* %92, i64 %95
%97 = load i32, i32* %10
%98 = sext i32 %97 to i64
%99 = getelementptr inbounds double, double* %96, i64 %98
%100 = load double, double* %99
%101 = load double, double* %11
%102 = fsub double %100, %101
%103 = call i32 @fabs(double %102)
%104 = call double @fmax(double %91, i32 %103)
store double %104, double* %7
br label %105
105: ; preds = %29
%106 = load i32, i32* %10
%107 = add nsw i32 %106, 1
store i32 %107, i32* %10
br label %24
108: ; preds = %24
br label %109
109: ; preds = %108
%110 = load i32, i32* %9
%111 = add nsw i32 %110, 1
store i32 %111, i32* %9
br label %18
112: ; preds = %18
%113 = load i32, i32* %8
%114 = add nsw i32 %113, 1
store i32 %114, i32* %8
br label %115
115: ; preds = %112
%116 = load double, double* %7
%117 = load double, double* %6
%118 = fcmp ogt double %116, %117
br i1 %118, label %17, label %119
119: ; preds = %115
%120 = load i32, i32* %8
ret i32 %120
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @gauss(i32 %0, double* nocapture %1, double %2) {
%4 = zext i32 %0 to i64
%5 = add i32 %0, -1
%6 = icmp sgt i32 %0, 2
%7 = zext i32 %5 to i64
br label %8
8: ; preds = %46, %3
%9 = phi i32 [ 0, %3 ], [ %48, %46 ]
br i1 %6, label %10, label %46
10: ; preds = %8, %44
%11 = phi i64 [ %18, %44 ], [ 1, %8 ]
%12 = phi double [ %42, %44 ], [ 0.000000e+00, %8 ]
%13 = mul nuw nsw i64 %11, %4
%14 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %13
%15 = add nsw i64 %11, -1
%16 = mul nuw nsw i64 %15, %4
%17 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %16
%18 = add nuw nsw i64 %11, 1
%19 = mul nuw nsw i64 %18, %4
%20 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %19
br label %21
21: ; preds = %10, %21
%22 = phi i64 [ 1, %10 ], [ %35, %21 ]
%23 = phi double [ %12, %10 ], [ %42, %21 ]
%24 = getelementptr inbounds double, double* %14, i64 %22
%25 = load double, double* %24
%26 = getelementptr inbounds double, double* %17, i64 %22
%27 = load double, double* %26
%28 = add nsw i64 %22, -1
%29 = getelementptr inbounds double, double* %14, i64 %28
%30 = load double, double* %29
%31 = fadd double %27, %30
%32 = getelementptr inbounds double, double* %20, i64 %22
%33 = load double, double* %32
%34 = fadd double %31, %33
%35 = add nuw nsw i64 %22, 1
%36 = getelementptr inbounds double, double* %14, i64 %35
%37 = load double, double* %36
%38 = fadd double %34, %37
%39 = fmul double %38, 2.500000e-01
store double %39, double* %24
%40 = fsub double %39, %25
%41 = tail call i32 @fabs(double %40)
%42 = tail call double @fmax(double %23, i32 %41)
%43 = icmp eq i64 %35, %7
br i1 %43, label %44, label %21
44: ; preds = %21
%45 = icmp eq i64 %18, %7
br i1 %45, label %46, label %10
46: ; preds = %44, %8
%47 = phi double [ 0.000000e+00, %8 ], [ %42, %44 ]
%48 = add nuw nsw i32 %9, 1
%49 = fcmp ogt double %47, %2
br i1 %49, label %8, label %50
50: ; preds = %46
ret i32 %48
}