#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*/ exit(int);
int gf_single_multiply(int, int);
scalar_t__ malloc(int);
int /*<<< orphan*/ perror(char *);
int *gf_matrix_multiply(int *a, int *b, int cols) {
  int *prod, i, j, k;
  prod = (int *)malloc(sizeof(int) * cols * cols);
  if (prod == NULL) {
    perror("gf_matrix_multiply - prod");
    exit(1);
  }
  for (i = 0; i < cols * cols; i++)
    prod[i] = 0;
  for (i = 0; i < cols; i++) {
    for (j = 0; j < cols; j++) {
      for (k = 0; k < cols; k++) {
        prod[i * cols + j] ^=
            gf_single_multiply(a[i * cols + k], b[k * cols + j]);
      }
    }
  }
  return prod;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<gf_matrix_multiply>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
movslq -0x14(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
imul   %rcx,%rax
mov    %eax,%edi
call   1040 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x20(%rbp)
cmpq   $0x0,-0x20(%rbp)
jne    118f <gf_matrix_multiply+0x4f>
lea    0xe80(%rip),%rdi
call   1050 <perror@plt>
mov    $0x1,%edi
call   1060 <exit@plt>
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
imul   -0x14(%rbp),%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    11c5 <gf_matrix_multiply+0x85>
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
movl   $0x0,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    1196 <gf_matrix_multiply+0x56>
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    1278 <gf_matrix_multiply+0x138>
movl   $0x0,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    1265 <gf_matrix_multiply+0x125>
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    1252 <gf_matrix_multiply+0x112>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
imul   -0x14(%rbp),%ecx
add    -0x2c(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edi
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
imul   -0x14(%rbp),%ecx
add    -0x28(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%esi
call   1030 <gf_single_multiply@plt>
mov    %eax,%edx
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
imul   -0x14(%rbp),%ecx
add    -0x28(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
xor    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    11f2 <gf_matrix_multiply+0xb2>
jmp    1257 <gf_matrix_multiply+0x117>
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    11df <gf_matrix_multiply+0x9f>
jmp    126a <gf_matrix_multiply+0x12a>
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    11cc <gf_matrix_multiply+0x8c>
mov    -0x20(%rbp),%rax
add    $0x30,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<gf_matrix_multiply>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x38,%rsp
mov    %edx,%r15d
mov    %rsi,0x8(%rsp)
mov    %rdi,%r12
mov    %edx,%ebp
imul   %ebp,%ebp
lea    0x0(,%rbp,4),%edi
call   1050 <malloc@plt>
test   %rax,%rax
je     124f <gf_matrix_multiply+0xff>
mov    %rax,%rbx
test   %ebp,%ebp
je     119a <gf_matrix_multiply+0x4a>
mov    %ebp,%edx
shl    $0x2,%rdx
mov    %rbx,%rdi
xor    %esi,%esi
call   1040 <memset@plt>
test   %r15d,%r15d
jle    123d <gf_matrix_multiply+0xed>
mov    %r15d,%r14d
lea    0x0(,%r14,4),%rbp
xor    %esi,%esi
mov    %rsi,0x10(%rsp)
imul   %r14,%rsi
mov    %rsi,0x18(%rsp)
mov    0x8(%rsp),%r13
xor    %edi,%edi
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
mov    0x18(%rsp),%rsi
mov    %rdi,0x20(%rsp)
add    %rdi,%rsi
mov    %rsi,0x30(%rsp)
mov    %r13,0x28(%rsp)
xor    %r15d,%r15d
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    (%r12,%r15,4),%edi
mov    0x0(%r13),%esi
call   1030 <gf_single_multiply@plt>
mov    0x30(%rsp),%rsi
xor    %eax,(%rbx,%rsi,4)
add    $0x1,%r15
add    %rbp,%r13
cmp    %r15,%r14
jne    11f0 <gf_matrix_multiply+0xa0>
mov    0x20(%rsp),%rdi
add    $0x1,%rdi
mov    0x28(%rsp),%r13
add    $0x4,%r13
cmp    %r14,%rdi
jne    11d0 <gf_matrix_multiply+0x80>
mov    0x10(%rsp),%rsi
add    $0x1,%rsi
add    %rbp,%r12
cmp    %r14,%rsi
jne    11b0 <gf_matrix_multiply+0x60>
mov    %rbx,%rax
add    $0x38,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret
lea    0xdaa(%rip),%rdi
call   1060 <perror@plt>
mov    $0x1,%edi
call   1070 <exit@plt>

LLVM IR (-O0):
@.str = [26 x i8] c"gf_matrix_multiply - prod\00"
define i32* @gf_matrix_multiply(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
store i32* %0, i32** %4
store i32* %1, i32** %5
store i32 %2, i32* %6
%11 = load i32, i32* %6
%12 = sext i32 %11 to i64
%13 = mul i64 4, %12
%14 = load i32, i32* %6
%15 = sext i32 %14 to i64
%16 = mul i64 %13, %15
%17 = trunc i64 %16 to i32
%18 = call i64 @malloc(i32 %17)
%19 = inttoptr i64 %18 to i32*
store i32* %19, i32** %7
%20 = load i32*, i32** %7
%21 = icmp eq i32* %20, null
br i1 %21, label %22, label %25
22: ; preds = %3
%23 = call i32 @perror(i8* getelementptr inbounds ([26 x i8], [26 x i8]* @.str, i64 0, i64 0))
%24 = call i32 @exit(i32 1)
unreachable
25: ; preds = %3
store i32 0, i32* %8
br label %26
26: ; preds = %37, %25
%27 = load i32, i32* %8
%28 = load i32, i32* %6
%29 = load i32, i32* %6
%30 = mul nsw i32 %28, %29
%31 = icmp slt i32 %27, %30
br i1 %31, label %32, label %40
32: ; preds = %26
%33 = load i32*, i32** %7
%34 = load i32, i32* %8
%35 = sext i32 %34 to i64
%36 = getelementptr inbounds i32, i32* %33, i64 %35
store i32 0, i32* %36
br label %37
37: ; preds = %32
%38 = load i32, i32* %8
%39 = add nsw i32 %38, 1
store i32 %39, i32* %8
br label %26
40: ; preds = %26
store i32 0, i32* %8
br label %41
41: ; preds = %93, %40
%42 = load i32, i32* %8
%43 = load i32, i32* %6
%44 = icmp slt i32 %42, %43
br i1 %44, label %45, label %96
45: ; preds = %41
store i32 0, i32* %9
br label %46
46: ; preds = %89, %45
%47 = load i32, i32* %9
%48 = load i32, i32* %6
%49 = icmp slt i32 %47, %48
br i1 %49, label %50, label %92
50: ; preds = %46
store i32 0, i32* %10
br label %51
51: ; preds = %85, %50
%52 = load i32, i32* %10
%53 = load i32, i32* %6
%54 = icmp slt i32 %52, %53
br i1 %54, label %55, label %88
55: ; preds = %51
%56 = load i32*, i32** %4
%57 = load i32, i32* %8
%58 = load i32, i32* %6
%59 = mul nsw i32 %57, %58
%60 = load i32, i32* %10
%61 = add nsw i32 %59, %60
%62 = sext i32 %61 to i64
%63 = getelementptr inbounds i32, i32* %56, i64 %62
%64 = load i32, i32* %63
%65 = load i32*, i32** %5
%66 = load i32, i32* %10
%67 = load i32, i32* %6
%68 = mul nsw i32 %66, %67
%69 = load i32, i32* %9
%70 = add nsw i32 %68, %69
%71 = sext i32 %70 to i64
%72 = getelementptr inbounds i32, i32* %65, i64 %71
%73 = load i32, i32* %72
%74 = call i32 @gf_single_multiply(i32 %64, i32 %73)
%75 = load i32*, i32** %7
%76 = load i32, i32* %8
%77 = load i32, i32* %6
%78 = mul nsw i32 %76, %77
%79 = load i32, i32* %9
%80 = add nsw i32 %78, %79
%81 = sext i32 %80 to i64
%82 = getelementptr inbounds i32, i32* %75, i64 %81
%83 = load i32, i32* %82
%84 = xor i32 %83, %74
store i32 %84, i32* %82
br label %85
85: ; preds = %55
%86 = load i32, i32* %10
%87 = add nsw i32 %86, 1
store i32 %87, i32* %10
br label %51
88: ; preds = %51
br label %89
89: ; preds = %88
%90 = load i32, i32* %9
%91 = add nsw i32 %90, 1
store i32 %91, i32* %9
br label %46
92: ; preds = %46
br label %93
93: ; preds = %92
%94 = load i32, i32* %8
%95 = add nsw i32 %94, 1
store i32 %95, i32* %8
br label %41
96: ; preds = %41
%97 = load i32*, i32** %7
ret i32* %97
}

LLVM IR (-O2):
@.str = [26 x i8] c"gf_matrix_multiply - prod\00"
define i32* @gf_matrix_multiply(i32* nocapture %0, i32* nocapture %1, i32 %2) {
%4 = shl i32 %2, 2
%5 = mul i32 %4, %2
%6 = tail call i64 @malloc(i32 %5)
%7 = inttoptr i64 %6 to i32*
%8 = inttoptr i64 %6 to i8*
%9 = icmp eq i64 %6, 0
br i1 %9, label %16, label %10
10: ; preds = %3
%11 = mul i32 %2, %2
%12 = icmp eq i32 %11, 0
br i1 %12, label %19, label %13
13: ; preds = %10
%14 = zext i32 %11 to i64
%15 = shl nuw nsw i64 %14, 2
br label %19
16: ; preds = %3
%17 = tail call i32 @perror(i8* getelementptr inbounds ([26 x i8], [26 x i8]* @.str, i64 0, i64 0))
%18 = tail call i32 @exit(i32 1)
unreachable
19: ; preds = %13, %10
%20 = icmp sgt i32 %2, 0
br i1 %20, label %21, label %51
21: ; preds = %19
%22 = zext i32 %2 to i64
%23 = zext i32 %2 to i64
br label %24
24: ; preds = %48, %21
%25 = phi i64 [ 0, %21 ], [ %49, %48 ]
%26 = mul nsw i64 %25, %22
br label %27
27: ; preds = %45, %24
%28 = phi i64 [ 0, %24 ], [ %46, %45 ]
%29 = add nuw nsw i64 %28, %26
%30 = getelementptr inbounds i32, i32* %7, i64 %29
br label %31
31: ; preds = %27, %31
%32 = phi i64 [ 0, %27 ], [ %43, %31 ]
%33 = add nuw nsw i64 %32, %26
%34 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %33
%35 = load i32, i32* %34
%36 = mul nsw i64 %32, %22
%37 = add nuw nsw i64 %36, %28
%38 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %37
%39 = load i32, i32* %38
%40 = tail call i32 @gf_single_multiply(i32 %35, i32 %39)
%41 = load i32, i32* %30
%42 = xor i32 %41, %40
store i32 %42, i32* %30
%43 = add nuw nsw i64 %32, 1
%44 = icmp eq i64 %43, %23
br i1 %44, label %45, label %31
45: ; preds = %31
%46 = add nuw nsw i64 %28, 1
%47 = icmp eq i64 %46, %23
br i1 %47, label %48, label %27
48: ; preds = %45
%49 = add nuw nsw i64 %25, 1
%50 = icmp eq i64 %49, %23
br i1 %50, label %51, label %24
51: ; preds = %48, %19
ret i32* %7
}