#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 */
void *calloc(int, int);
int **initialize_matrix(int dim, int arr[dim][dim]) {
  int **matrix = calloc(dim, sizeof(int *));
  for (int i = 0; i < dim; i++) {
    matrix[i] = calloc(dim, sizeof(int *));
  }
  for (int j = 0; j < dim; j++) {
    for (int k = 0; k < dim; k++) {
      matrix[j][k] = arr[j][k];
    }
  }
  return (matrix);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<initialize_matrix>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%edi
mov    $0x8,%esi
call   1030 <calloc@plt>
mov    %rax,-0x18(%rbp)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    1174 <initialize_matrix+0x64>
mov    -0x4(%rbp),%edi
mov    $0x8,%esi
call   1030 <calloc@plt>
mov    %rax,%rdx
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    113e <initialize_matrix+0x2e>
movl   $0x0,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    11ec <initialize_matrix+0xdc>
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    11d9 <initialize_matrix+0xc9>
mov    -0x30(%rbp),%rdx
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
imul   %rdx,%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    118e <initialize_matrix+0x7e>
jmp    11de <initialize_matrix+0xce>
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    117b <initialize_matrix+0x6b>
mov    -0x18(%rbp),%rax
add    $0x30,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<initialize_matrix>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x28,%rsp
mov    %rsi,0x8(%rsp)
mov    %edi,%r14d
mov    $0x8,%esi
call   1030 <calloc@plt>
mov    %rax,%r15
test   %r14d,%r14d
jle    135d <initialize_matrix+0x24d>
mov    %r14d,%ebx
xor    %ebp,%ebp
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %r14d,%edi
mov    $0x8,%esi
call   1030 <calloc@plt>
mov    %rax,(%r15,%rbp,8)
add    $0x1,%rbp
cmp    %rbp,%rbx
jne    1150 <initialize_matrix+0x40>
test   %r14d,%r14d
jle    135d <initialize_matrix+0x24d>
mov    %ebx,%r8d
and    $0xfffffff8,%r8d
lea    -0x8(%r8),%rax
mov    %rax,0x20(%rsp)
shr    $0x3,%rax
add    $0x1,%rax
mov    %eax,%r10d
and    $0x3,%r10d
and    $0xfffffffffffffffc,%rax
mov    %rax,0x10(%rsp)
mov    %ebx,%r12d
and    $0x3,%r12d
mov    0x8(%rsp),%rdi
lea    0x70(%rdi),%rcx
lea    0x0(,%rbx,4),%r13
mov    %r10,0x18(%rsp)
shl    $0x5,%r10
xor    %r9d,%r9d
jmp    11e3 <initialize_matrix+0xd3>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%r9
add    %r13,%rcx
add    %r13,%rdi
cmp    %rbx,%r9
je     135d <initialize_matrix+0x24d>
mov    (%r15,%r9,8),%rdx
cmp    $0x8,%r14d
jb     1229 <initialize_matrix+0x119>
mov    %r9,%rax
imul   %rbx,%rax
lea    (%rax,%rbx,1),%rsi
mov    0x8(%rsp),%rbp
lea    0x0(,%rsi,4),%rsi
add    %rbp,%rsi
cmp    %rsi,%rdx
jae    12a0 <initialize_matrix+0x190>
lea    0x0(,%rax,4),%rax
add    %rbp,%rax
lea    (%rdx,%rbx,4),%rsi
cmp    %rsi,%rax
jae    12a0 <initialize_matrix+0x190>
xor    %r11d,%r11d
mov    %r11,%rsi
not    %rsi
add    %rbx,%rsi
test   %r12,%r12
je     1252 <initialize_matrix+0x142>
mov    %r12,%rbp
nopl   (%rax)
mov    (%rdi,%r11,4),%eax
mov    %eax,(%rdx,%r11,4)
add    $0x1,%r11
add    $0xffffffffffffffff,%rbp
jne    1240 <initialize_matrix+0x130>
cmp    $0x3,%rsi
jb     11d0 <initialize_matrix+0xc0>
nopl   0x0(%rax)
mov    (%rdi,%r11,4),%eax
mov    %eax,(%rdx,%r11,4)
mov    0x4(%rdi,%r11,4),%eax
mov    %eax,0x4(%rdx,%r11,4)
mov    0x8(%rdi,%r11,4),%eax
mov    %eax,0x8(%rdx,%r11,4)
mov    0xc(%rdi,%r11,4),%eax
mov    %eax,0xc(%rdx,%r11,4)
add    $0x4,%r11
cmp    %r11,%rbx
jne    1260 <initialize_matrix+0x150>
jmp    11d0 <initialize_matrix+0xc0>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
cmpq   $0x18,0x20(%rsp)
jae    12ac <initialize_matrix+0x19c>
xor    %ebp,%ebp
jmp    1318 <initialize_matrix+0x208>
mov    0x10(%rsp),%rsi
xor    %ebp,%ebp
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
movups -0x70(%rcx,%rbp,4),%xmm0
movups -0x60(%rcx,%rbp,4),%xmm1
movups %xmm0,(%rdx,%rbp,4)
movups %xmm1,0x10(%rdx,%rbp,4)
movups -0x50(%rcx,%rbp,4),%xmm0
movups -0x40(%rcx,%rbp,4),%xmm1
movups %xmm0,0x20(%rdx,%rbp,4)
movups %xmm1,0x30(%rdx,%rbp,4)
movups -0x30(%rcx,%rbp,4),%xmm0
movups -0x20(%rcx,%rbp,4),%xmm1
movups %xmm0,0x40(%rdx,%rbp,4)
movups %xmm1,0x50(%rdx,%rbp,4)
movups -0x10(%rcx,%rbp,4),%xmm0
movups (%rcx,%rbp,4),%xmm1
movups %xmm0,0x60(%rdx,%rbp,4)
movups %xmm1,0x70(%rdx,%rbp,4)
add    $0x20,%rbp
add    $0xfffffffffffffffc,%rsi
jne    12c0 <initialize_matrix+0x1b0>
cmpq   $0x0,0x18(%rsp)
je     134c <initialize_matrix+0x23c>
lea    (%rdx,%rbp,4),%rsi
add    $0x10,%rsi
lea    (%rdi,%rbp,4),%rbp
xor    %eax,%eax
xchg   %ax,%ax
movups 0x0(%rbp,%rax,1),%xmm0
movups 0x10(%rbp,%rax,1),%xmm1
movups %xmm0,-0x10(%rsi,%rax,1)
movups %xmm1,(%rsi,%rax,1)
add    $0x20,%rax
cmp    %rax,%r10
jne    1330 <initialize_matrix+0x220>
mov    %r8,%r11
cmp    %rbx,%r8
je     11d0 <initialize_matrix+0xc0>
jmp    122c <initialize_matrix+0x11c>
mov    %r15,%rax
add    $0x28,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define i32** @initialize_matrix(i32 %0, i32* %1) {
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32*
%5 = alloca i32**
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
store i32 %0, i32* %3
store i32* %1, i32** %4
%9 = load i32, i32* %3
%10 = zext i32 %9 to i64
%11 = load i32, i32* %3
%12 = zext i32 %11 to i64
%13 = load i32, i32* %3
%14 = call i8* @calloc(i32 %13, i32 8)
%15 = bitcast i8* %14 to i32**
store i32** %15, i32*** %5
store i32 0, i32* %6
br label %16
16: ; preds = %28, %2
%17 = load i32, i32* %6
%18 = load i32, i32* %3
%19 = icmp slt i32 %17, %18
br i1 %19, label %20, label %31
20: ; preds = %16
%21 = load i32, i32* %3
%22 = call i8* @calloc(i32 %21, i32 8)
%23 = bitcast i8* %22 to i32*
%24 = load i32**, i32*** %5
%25 = load i32, i32* %6
%26 = sext i32 %25 to i64
%27 = getelementptr inbounds i32*, i32** %24, i64 %26
store i32* %23, i32** %27
br label %28
28: ; preds = %20
%29 = load i32, i32* %6
%30 = add nsw i32 %29, 1
store i32 %30, i32* %6
br label %16
31: ; preds = %16
store i32 0, i32* %7
br label %32
32: ; preds = %63, %31
%33 = load i32, i32* %7
%34 = load i32, i32* %3
%35 = icmp slt i32 %33, %34
br i1 %35, label %36, label %66
36: ; preds = %32
store i32 0, i32* %8
br label %37
37: ; preds = %59, %36
%38 = load i32, i32* %8
%39 = load i32, i32* %3
%40 = icmp slt i32 %38, %39
br i1 %40, label %41, label %62
41: ; preds = %37
%42 = load i32*, i32** %4
%43 = load i32, i32* %7
%44 = sext i32 %43 to i64
%45 = mul nsw i64 %44, %12
%46 = getelementptr inbounds i32, i32* %42, i64 %45
%47 = load i32, i32* %8
%48 = sext i32 %47 to i64
%49 = getelementptr inbounds i32, i32* %46, i64 %48
%50 = load i32, i32* %49
%51 = load i32**, i32*** %5
%52 = load i32, i32* %7
%53 = sext i32 %52 to i64
%54 = getelementptr inbounds i32*, i32** %51, i64 %53
%55 = load i32*, i32** %54
%56 = load i32, i32* %8
%57 = sext i32 %56 to i64
%58 = getelementptr inbounds i32, i32* %55, i64 %57
store i32 %50, i32* %58
br label %59
59: ; preds = %41
%60 = load i32, i32* %8
%61 = add nsw i32 %60, 1
store i32 %61, i32* %8
br label %37
62: ; preds = %37
br label %63
63: ; preds = %62
%64 = load i32, i32* %7
%65 = add nsw i32 %64, 1
store i32 %65, i32* %7
br label %32
66: ; preds = %32
%67 = load i32**, i32*** %5
ret i32** %67
}

LLVM IR (-O2):
define noalias i32** @initialize_matrix(i32 %0, i32* nocapture %1) {
%3 = zext i32 %0 to i64
%4 = tail call i8* @calloc(i32 %0, i32 8)
%5 = bitcast i8* %4 to i32**
%6 = icmp sgt i32 %0, 0
br i1 %6, label %22, label %129
7: ; preds = %22
br i1 %6, label %8, label %129
8: ; preds = %7
%9 = and i64 %3, 4294967288
%10 = add nsw i64 %9, -8
%11 = lshr exact i64 %10, 3
%12 = add nuw nsw i64 %11, 1
%13 = icmp ult i32 %0, 8
%14 = and i64 %3, 4294967288
%15 = and i64 %12, 3
%16 = icmp ult i64 %10, 24
%17 = and i64 %12, 4611686018427387900
%18 = icmp eq i64 %15, 0
%19 = icmp eq i64 %14, %3
%20 = and i64 %3, 3
%21 = icmp eq i64 %20, 0
br label %29
22: ; preds = %2, %22
%23 = phi i64 [ %27, %22 ], [ 0, %2 ]
%24 = tail call i8* @calloc(i32 %0, i32 8)
%25 = getelementptr inbounds i32*, i32** %5, i64 %23
%26 = bitcast i32** %25 to i8**
store i8* %24, i8** %26
%27 = add nuw nsw i64 %23, 1
%28 = icmp eq i64 %27, %3
br i1 %28, label %7, label %22
29: ; preds = %8, %130
%30 = phi i64 [ %131, %130 ], [ 0, %8 ]
%31 = mul i64 %30, %3
%32 = mul nuw nsw i64 %30, %3
%33 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %32
%34 = getelementptr inbounds i32*, i32** %5, i64 %30
%35 = load i32*, i32** %34
br i1 %13, label %113, label %36
36: ; preds = %29
%37 = add i64 %31, %3
%38 = getelementptr i32, i32* %1, i64 %37
%39 = getelementptr i32, i32* %1, i64 %31
%40 = getelementptr i32, i32* %35, i64 %3
%41 = icmp ult i32* %35, %38
%42 = icmp ult i32* %39, %40
%43 = and i1 %41, %42
br i1 %43, label %113, label %44
44: ; preds = %36
br i1 %16, label %94, label %45
45: ; preds = %44, %45
%46 = phi i64 [ %91, %45 ], [ 0, %44 ]
%47 = phi i64 [ %92, %45 ], [ 0, %44 ]
%48 = getelementptr inbounds i32, i32* %33, i64 %46
%49 = bitcast i32* %48 to <4 x i32>*
%50 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %49
%51 = getelementptr inbounds i32, i32* %48, i64 4
%52 = bitcast i32* %51 to <4 x i32>*
%53 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %52
%54 = getelementptr inbounds i32, i32* %35, i64 %46
%55 = bitcast i32* %54 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %50, <4 x i32>* %55
%56 = getelementptr inbounds i32, i32* %54, i64 4
%57 = bitcast i32* %56 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %53, <4 x i32>* %57
%58 = or i64 %46, 8
%59 = getelementptr inbounds i32, i32* %33, i64 %58
%60 = bitcast i32* %59 to <4 x i32>*
%61 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %60
%62 = getelementptr inbounds i32, i32* %59, i64 4
%63 = bitcast i32* %62 to <4 x i32>*
%64 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %63
%65 = getelementptr inbounds i32, i32* %35, i64 %58
%66 = bitcast i32* %65 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %61, <4 x i32>* %66
%67 = getelementptr inbounds i32, i32* %65, i64 4
%68 = bitcast i32* %67 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %64, <4 x i32>* %68
%69 = or i64 %46, 16
%70 = getelementptr inbounds i32, i32* %33, i64 %69
%71 = bitcast i32* %70 to <4 x i32>*
%72 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %71
%73 = getelementptr inbounds i32, i32* %70, i64 4
%74 = bitcast i32* %73 to <4 x i32>*
%75 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %74
%76 = getelementptr inbounds i32, i32* %35, i64 %69
%77 = bitcast i32* %76 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %72, <4 x i32>* %77
%78 = getelementptr inbounds i32, i32* %76, i64 4
%79 = bitcast i32* %78 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %75, <4 x i32>* %79
%80 = or i64 %46, 24
%81 = getelementptr inbounds i32, i32* %33, i64 %80
%82 = bitcast i32* %81 to <4 x i32>*
%83 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %82
%84 = getelementptr inbounds i32, i32* %81, i64 4
%85 = bitcast i32* %84 to <4 x i32>*
%86 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %85
%87 = getelementptr inbounds i32, i32* %35, i64 %80
%88 = bitcast i32* %87 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %83, <4 x i32>* %88
%89 = getelementptr inbounds i32, i32* %87, i64 4
%90 = bitcast i32* %89 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %86, <4 x i32>* %90
%91 = add nuw i64 %46, 32
%92 = add i64 %47, 4
%93 = icmp eq i64 %92, %17
br i1 %93, label %94, label %45
94: ; preds = %45, %44
%95 = phi i64 [ 0, %44 ], [ %91, %45 ]
br i1 %18, label %112, label %96
96: ; preds = %94, %96
%97 = phi i64 [ %109, %96 ], [ %95, %94 ]
%98 = phi i64 [ %110, %96 ], [ 0, %94 ]
%99 = getelementptr inbounds i32, i32* %33, i64 %97
%100 = bitcast i32* %99 to <4 x i32>*
%101 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %100
%102 = getelementptr inbounds i32, i32* %99, i64 4
%103 = bitcast i32* %102 to <4 x i32>*
%104 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %103
%105 = getelementptr inbounds i32, i32* %35, i64 %97
%106 = bitcast i32* %105 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %101, <4 x i32>* %106
%107 = getelementptr inbounds i32, i32* %105, i64 4
%108 = bitcast i32* %107 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %104, <4 x i32>* %108
%109 = add nuw i64 %97, 8
%110 = add i64 %98, 1
%111 = icmp eq i64 %110, %15
br i1 %111, label %112, label %96
112: ; preds = %96, %94
br i1 %19, label %130, label %113
113: ; preds = %36, %29, %112
%114 = phi i64 [ 0, %36 ], [ 0, %29 ], [ %14, %112 ]
%115 = xor i64 %114, -1
%116 = add nsw i64 %115, %3
br i1 %21, label %126, label %117
117: ; preds = %113, %117
%118 = phi i64 [ %123, %117 ], [ %114, %113 ]
%119 = phi i64 [ %124, %117 ], [ 0, %113 ]
%120 = getelementptr inbounds i32, i32* %33, i64 %118
%121 = load i32, i32* %120
%122 = getelementptr inbounds i32, i32* %35, i64 %118
store i32 %121, i32* %122
%123 = add nuw nsw i64 %118, 1
%124 = add i64 %119, 1
%125 = icmp eq i64 %124, %20
br i1 %125, label %126, label %117
126: ; preds = %117, %113
%127 = phi i64 [ %114, %113 ], [ %123, %117 ]
%128 = icmp ult i64 %116, 3
br i1 %128, label %130, label %133
129: ; preds = %130, %2, %7
ret i32** %5
130: ; preds = %126, %133, %112
%131 = add nuw nsw i64 %30, 1
%132 = icmp eq i64 %131, %3
br i1 %132, label %129, label %29
133: ; preds = %126, %133
%134 = phi i64 [ %150, %133 ], [ %127, %126 ]
%135 = getelementptr inbounds i32, i32* %33, i64 %134
%136 = load i32, i32* %135
%137 = getelementptr inbounds i32, i32* %35, i64 %134
store i32 %136, i32* %137
%138 = add nuw nsw i64 %134, 1
%139 = getelementptr inbounds i32, i32* %33, i64 %138
%140 = load i32, i32* %139
%141 = getelementptr inbounds i32, i32* %35, i64 %138
store i32 %140, i32* %141
%142 = add nuw nsw i64 %134, 2
%143 = getelementptr inbounds i32, i32* %33, i64 %142
%144 = load i32, i32* %143
%145 = getelementptr inbounds i32, i32* %35, i64 %142
store i32 %144, i32* %145
%146 = add nuw nsw i64 %134, 3
%147 = getelementptr inbounds i32, i32* %33, i64 %146
%148 = load i32, i32* %147
%149 = getelementptr inbounds i32, i32* %35, i64 %146
store i32 %148, i32* %149
%150 = add nuw nsw i64 %134, 4
%151 = icmp eq i64 %150, %3
br i1 %151, label %130, label %133
}