#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 */
float **alloc_2D(int, int);
int /*<<< orphan*/ fflush(int /*<<< orphan*/);
int /*<<< orphan*/ free_2D(float **);
float sqrt(float);
int /*<<< orphan*/ stdout;
int main(void) {
  int i, j;
  int sizea = 1024;
  int sizeb = 1536;
  float **in = alloc_2D(sizea, sizeb);
  float **out = alloc_2D(sizea, sizeb);
  for (i = 0; i < sizea; i++) {
    for (j = 0; j < sizeb; j++) {
      in[i][j] = i + j;
    }
  }
#pragma scop
#pragma species kernel in[0 : sizea - 1, 0 : sizeb - 1] |                      \
                          neighbourhood(-1 : 1, -1 : 1)                        \
                              ->out[0 : sizea - 1, 0 : sizeb - 1] | element
  for (i = 0; i < sizea; i++) {
    for (j = 0; j < sizeb; j++) {
      if (i >= 1 && j >= 1 && i < (sizea - 1) && j < (sizeb - 1)) {
        out[i][j] = in[i + 1][j] + in[i][j + 1] + in[i][j] + in[i][j - 1] +
                    in[i - 1][j];
      } else {
        out[i][j] = sqrt(in[i][j]);
      }
    }
  }
#pragma species endkernel example3
#pragma endscop
  free_2D(in);
  free_2D(out);
  fflush(stdout);
  return 0;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<main>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
movl   $0x400,-0x10(%rbp)
movl   $0x600,-0x14(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%edi
mov    -0x14(%rbp),%esi
call   1030 <alloc_2D@plt>
mov    %rax,-0x20(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%edi
mov    -0x14(%rbp),%esi
call   1030 <alloc_2D@plt>
mov    %rax,-0x28(%rbp)
movl   $0x0,-0x8(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jge    11e1 <main+0xa1>
movl   $0x0,-0xc(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    11ce <main+0x8e>
mov    -0x8(%rbp),%eax
add    -0xc(%rbp),%eax
cvtsi2ss %eax,%xmm0
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x8(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0xc(%rbp),%rcx
movss  %xmm0,(%rax,%rcx,4)
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
jmp    1195 <main+0x55>
jmp    11d3 <main+0x93>
mov    -0x8(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
jmp    1182 <main+0x42>
movl   $0x0,-0x8(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jge    1329 <main+0x1e9>
movl   $0x0,-0xc(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    1316 <main+0x1d6>
cmpl   $0x1,-0x8(%rbp)
jl     12d4 <main+0x194>
cmpl   $0x1,-0xc(%rbp)
jl     12d4 <main+0x194>
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    -0x10(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    12d4 <main+0x194>
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    12d4 <main+0x194>
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0xc(%rbp),%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x8(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
addss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x8(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0xc(%rbp),%rcx
addss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x8(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
addss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0xc(%rbp),%rcx
addss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0x8(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0xc(%rbp),%rcx
movss  %xmm0,(%rax,%rcx,4)
jmp    1303 <main+0x1c3>
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x8(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0xc(%rbp),%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
call   1060 <sqrt@plt>
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0x8(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0xc(%rbp),%rcx
movss  %xmm0,(%rax,%rcx,4)
jmp    1308 <main+0x1c8>
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
jmp    11fb <main+0xbb>
jmp    131b <main+0x1db>
mov    -0x8(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
jmp    11e8 <main+0xa8>
mov    -0x20(%rbp),%rdi
call   1050 <free_2D@plt>
mov    -0x28(%rbp),%rdi
call   1050 <free_2D@plt>
mov    0x2c9e(%rip),%rax
mov    (%rax),%edi
call   1040 <fflush@plt>
xor    %eax,%eax
add    $0x30,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<main>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    $0x400,%edi
mov    $0x600,%esi
call   1030 <alloc_2D@plt>
mov    %rax,%r12
mov    $0x400,%edi
mov    $0x600,%esi
call   1030 <alloc_2D@plt>
mov    %rax,%r14
xor    %eax,%eax
movdqa 0xe86(%rip),%xmm8
movdqa 0xe8d(%rip),%xmm9
movdqa 0xe95(%rip),%xmm2
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    (%r12,%rax,8),%rcx
movq   %rax,%xmm3
pshufd $0x44,%xmm3,%xmm3
lea    0x4(%rax),%rdx
movq   %rdx,%xmm4
pshufd $0x44,%xmm4,%xmm1
mov    $0x4,%edx
movdqa %xmm9,%xmm5
movdqa %xmm8,%xmm0
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movdqa %xmm5,%xmm7
paddq  %xmm3,%xmm7
movdqa %xmm0,%xmm6
paddq  %xmm3,%xmm6
shufps $0x88,%xmm6,%xmm7
movdqa %xmm1,%xmm6
paddq  %xmm5,%xmm6
movdqa %xmm1,%xmm4
paddq  %xmm0,%xmm4
shufps $0x88,%xmm4,%xmm6
cvtdq2ps %xmm7,%xmm4
cvtdq2ps %xmm6,%xmm6
movups %xmm4,-0x10(%rcx,%rdx,4)
movups %xmm6,(%rcx,%rdx,4)
paddq  %xmm2,%xmm5
paddq  %xmm2,%xmm0
add    $0x8,%rdx
cmp    $0x604,%rdx
jne    11c0 <main+0x80>
add    $0x1,%rax
cmp    $0x400,%rax
jne    1190 <main+0x50>
mov    $0xffffffff,%edx
xor    %ebx,%ebx
pxor   %xmm1,%xmm1
jmp    1240 <main+0x100>
nopl   0x0(%rax)
mov    %r13,%rbx
cmp    $0x400,%r13
je     12fc <main+0x1bc>
lea    0x1(%rbx),%r13
lea    (%rbx,%rdx,1),%ebp
xor    %r15d,%r15d
jmp    1274 <main+0x134>
nopl   0x0(%rax)
call   1060 <sqrt@plt>
xorps  %xmm1,%xmm1
mov    $0xffffffff,%edx
mov    (%r14,%rbx,8),%rax
movss  %xmm0,(%rax,%r15,4)
add    $0x1,%r15
cmp    $0x600,%r15
je     1230 <main+0xf0>
cmp    $0x3fe,%rbx
ja     12e0 <main+0x1a0>
test   %rbx,%rbx
je     12e0 <main+0x1a0>
test   %r15,%r15
je     12e0 <main+0x1a0>
cmp    $0x5ff,%r15
je     12e0 <main+0x1a0>
mov    (%r12,%r13,8),%rax
movss  (%rax,%r15,4),%xmm0
mov    (%r12,%rbx,8),%rax
addss  0x4(%rax,%r15,4),%xmm0
addss  (%rax,%r15,4),%xmm0
lea    (%r15,%rdx,1),%ecx
addss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
mov    (%r12,%rbp,8),%rax
addss  (%rax,%r15,4),%xmm0
mov    (%r14,%rbx,8),%rax
movss  %xmm0,(%rax,%r15,4)
add    $0x1,%r15
cmp    $0x600,%r15
jne    1274 <main+0x134>
jmp    1230 <main+0xf0>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    (%r12,%rbx,8),%rax
movss  (%rax,%r15,4),%xmm0
ucomiss %xmm1,%xmm0
jb     1250 <main+0x110>
sqrtss %xmm0,%xmm0
jmp    125d <main+0x11d>
mov    %r12,%rdi
call   1050 <free_2D@plt>
mov    %r14,%rdi
call   1050 <free_2D@plt>
mov    0x2ccd(%rip),%rax
mov    (%rax),%edi
call   1040 <fflush@plt>
xor    %eax,%eax
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
@stdout = global i32 0
define i32 @main() {
%1 = alloca i32
%2 = alloca i32
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca float**
%7 = alloca float**
store i32 0, i32* %1
store i32 1024, i32* %4
store i32 1536, i32* %5
%8 = load i32, i32* %4
%9 = load i32, i32* %5
%10 = call float** @alloc_2D(i32 %8, i32 %9)
store float** %10, float*** %6
%11 = load i32, i32* %4
%12 = load i32, i32* %5
%13 = call float** @alloc_2D(i32 %11, i32 %12)
store float** %13, float*** %7
store i32 0, i32* %2
br label %14
14: ; preds = %40, %0
%15 = load i32, i32* %2
%16 = load i32, i32* %4
%17 = icmp slt i32 %15, %16
br i1 %17, label %18, label %43
18: ; preds = %14
store i32 0, i32* %3
br label %19
19: ; preds = %36, %18
%20 = load i32, i32* %3
%21 = load i32, i32* %5
%22 = icmp slt i32 %20, %21
br i1 %22, label %23, label %39
23: ; preds = %19
%24 = load i32, i32* %2
%25 = load i32, i32* %3
%26 = add nsw i32 %24, %25
%27 = sitofp i32 %26 to float
%28 = load float**, float*** %6
%29 = load i32, i32* %2
%30 = sext i32 %29 to i64
%31 = getelementptr inbounds float*, float** %28, i64 %30
%32 = load float*, float** %31
%33 = load i32, i32* %3
%34 = sext i32 %33 to i64
%35 = getelementptr inbounds float, float* %32, i64 %34
store float %27, float* %35
br label %36
36: ; preds = %23
%37 = load i32, i32* %3
%38 = add nsw i32 %37, 1
store i32 %38, i32* %3
br label %19
39: ; preds = %19
br label %40
40: ; preds = %39
%41 = load i32, i32* %2
%42 = add nsw i32 %41, 1
store i32 %42, i32* %2
br label %14
43: ; preds = %14
store i32 0, i32* %2
br label %44
44: ; preds = %155, %43
%45 = load i32, i32* %2
%46 = load i32, i32* %4
%47 = icmp slt i32 %45, %46
br i1 %47, label %48, label %158
48: ; preds = %44
store i32 0, i32* %3
br label %49
49: ; preds = %151, %48
%50 = load i32, i32* %3
%51 = load i32, i32* %5
%52 = icmp slt i32 %50, %51
br i1 %52, label %53, label %154
53: ; preds = %49
%54 = load i32, i32* %2
%55 = icmp sge i32 %54, 1
br i1 %55, label %56, label %131
56: ; preds = %53
%57 = load i32, i32* %3
%58 = icmp sge i32 %57, 1
br i1 %58, label %59, label %131
59: ; preds = %56
%60 = load i32, i32* %2
%61 = load i32, i32* %4
%62 = sub nsw i32 %61, 1
%63 = icmp slt i32 %60, %62
br i1 %63, label %64, label %131
64: ; preds = %59
%65 = load i32, i32* %3
%66 = load i32, i32* %5
%67 = sub nsw i32 %66, 1
%68 = icmp slt i32 %65, %67
br i1 %68, label %69, label %131
69: ; preds = %64
%70 = load float**, float*** %6
%71 = load i32, i32* %2
%72 = add nsw i32 %71, 1
%73 = sext i32 %72 to i64
%74 = getelementptr inbounds float*, float** %70, i64 %73
%75 = load float*, float** %74
%76 = load i32, i32* %3
%77 = sext i32 %76 to i64
%78 = getelementptr inbounds float, float* %75, i64 %77
%79 = load float, float* %78
%80 = load float**, float*** %6
%81 = load i32, i32* %2
%82 = sext i32 %81 to i64
%83 = getelementptr inbounds float*, float** %80, i64 %82
%84 = load float*, float** %83
%85 = load i32, i32* %3
%86 = add nsw i32 %85, 1
%87 = sext i32 %86 to i64
%88 = getelementptr inbounds float, float* %84, i64 %87
%89 = load float, float* %88
%90 = fadd float %79, %89
%91 = load float**, float*** %6
%92 = load i32, i32* %2
%93 = sext i32 %92 to i64
%94 = getelementptr inbounds float*, float** %91, i64 %93
%95 = load float*, float** %94
%96 = load i32, i32* %3
%97 = sext i32 %96 to i64
%98 = getelementptr inbounds float, float* %95, i64 %97
%99 = load float, float* %98
%100 = fadd float %90, %99
%101 = load float**, float*** %6
%102 = load i32, i32* %2
%103 = sext i32 %102 to i64
%104 = getelementptr inbounds float*, float** %101, i64 %103
%105 = load float*, float** %104
%106 = load i32, i32* %3
%107 = sub nsw i32 %106, 1
%108 = sext i32 %107 to i64
%109 = getelementptr inbounds float, float* %105, i64 %108
%110 = load float, float* %109
%111 = fadd float %100, %110
%112 = load float**, float*** %6
%113 = load i32, i32* %2
%114 = sub nsw i32 %113, 1
%115 = sext i32 %114 to i64
%116 = getelementptr inbounds float*, float** %112, i64 %115
%117 = load float*, float** %116
%118 = load i32, i32* %3
%119 = sext i32 %118 to i64
%120 = getelementptr inbounds float, float* %117, i64 %119
%121 = load float, float* %120
%122 = fadd float %111, %121
%123 = load float**, float*** %7
%124 = load i32, i32* %2
%125 = sext i32 %124 to i64
%126 = getelementptr inbounds float*, float** %123, i64 %125
%127 = load float*, float** %126
%128 = load i32, i32* %3
%129 = sext i32 %128 to i64
%130 = getelementptr inbounds float, float* %127, i64 %129
store float %122, float* %130
br label %150
131: ; preds = %64, %59, %56, %53
%132 = load float**, float*** %6
%133 = load i32, i32* %2
%134 = sext i32 %133 to i64
%135 = getelementptr inbounds float*, float** %132, i64 %134
%136 = load float*, float** %135
%137 = load i32, i32* %3
%138 = sext i32 %137 to i64
%139 = getelementptr inbounds float, float* %136, i64 %138
%140 = load float, float* %139
%141 = call float @sqrt(float %140)
%142 = load float**, float*** %7
%143 = load i32, i32* %2
%144 = sext i32 %143 to i64
%145 = getelementptr inbounds float*, float** %142, i64 %144
%146 = load float*, float** %145
%147 = load i32, i32* %3
%148 = sext i32 %147 to i64
%149 = getelementptr inbounds float, float* %146, i64 %148
store float %141, float* %149
br label %150
150: ; preds = %131, %69
br label %151
151: ; preds = %150
%152 = load i32, i32* %3
%153 = add nsw i32 %152, 1
store i32 %153, i32* %3
br label %49
154: ; preds = %49
br label %155
155: ; preds = %154
%156 = load i32, i32* %2
%157 = add nsw i32 %156, 1
store i32 %157, i32* %2
br label %44
158: ; preds = %44
%159 = load float**, float*** %6
%160 = call i32 @free_2D(float** %159)
%161 = load float**, float*** %7
%162 = call i32 @free_2D(float** %161)
%163 = load i32, i32* @stdout
%164 = call i32 @fflush(i32 %163)
ret i32 0
}

LLVM IR (-O2):
@stdout = global i32 0
define i32 @main() {
%1 = tail call float** @alloc_2D(i32 1024, i32 1536)
%2 = tail call float** @alloc_2D(i32 1024, i32 1536)
br label %3
3: ; preds = %0, %28
%4 = phi i64 [ 0, %0 ], [ %29, %28 ]
%5 = getelementptr inbounds float*, float** %1, i64 %4
%6 = load float*, float** %5
%7 = insertelement <4 x i64> poison, i64 %4, i64 0
%8 = shufflevector <4 x i64> %7, <4 x i64> poison, <4 x i32> zeroinitializer
%9 = add nuw i64 %4, 4
%10 = insertelement <4 x i64> poison, i64 %9, i64 0
%11 = shufflevector <4 x i64> %10, <4 x i64> poison, <4 x i32> zeroinitializer
br label %12
12: ; preds = %12, %3
%13 = phi i64 [ 0, %3 ], [ %25, %12 ]
%14 = phi <4 x i64> [ <i64 0, i64 1, i64 2, i64 3>, %3 ], [ %26, %12 ]
%15 = add nuw nsw <4 x i64> %14, %8
%16 = add <4 x i64> %11, %14
%17 = trunc <4 x i64> %15 to <4 x i32>
%18 = trunc <4 x i64> %16 to <4 x i32>
%19 = sitofp <4 x i32> %17 to <4 x float>
%20 = sitofp <4 x i32> %18 to <4 x float>
%21 = getelementptr inbounds float, float* %6, i64 %13
%22 = bitcast float* %21 to <4 x float>*
store <4 x float> %19, <4 x float>* %22
%23 = getelementptr inbounds float, float* %21, i64 4
%24 = bitcast float* %23 to <4 x float>*
store <4 x float> %20, <4 x float>* %24
%25 = add nuw i64 %13, 8
%26 = add <4 x i64> %14, <i64 8, i64 8, i64 8, i64 8>
%27 = icmp eq i64 %25, 1536
br i1 %27, label %28, label %12
28: ; preds = %12
%29 = add nuw nsw i64 %4, 1
%30 = icmp eq i64 %29, 1024
br i1 %30, label %31, label %3
31: ; preds = %28, %83
%32 = phi i64 [ %37, %83 ], [ 0, %28 ]
%33 = icmp ne i64 %32, 0
%34 = icmp ult i64 %32, 1023
%35 = getelementptr inbounds float*, float** %1, i64 %32
%36 = getelementptr inbounds float*, float** %2, i64 %32
%37 = add nuw nsw i64 %32, 1
%38 = getelementptr inbounds float*, float** %1, i64 %37
%39 = add nuw i64 %32, 4294967295
%40 = and i64 %39, 4294967295
%41 = getelementptr inbounds float*, float** %1, i64 %40
br label %42
42: ; preds = %31, %80
%43 = phi i64 [ 0, %31 ], [ %81, %80 ]
%44 = icmp ne i64 %43, 0
%45 = select i1 %33, i1 %44, i1 false
%46 = and i1 %34, %45
%47 = icmp ne i64 %43, 1535
%48 = select i1 %46, i1 %47, i1 false
br i1 %48, label %49, label %72
49: ; preds = %42
%50 = load float*, float** %38
%51 = getelementptr inbounds float, float* %50, i64 %43
%52 = load float, float* %51
%53 = load float*, float** %35
%54 = add nuw nsw i64 %43, 1
%55 = getelementptr inbounds float, float* %53, i64 %54
%56 = load float, float* %55
%57 = fadd float %52, %56
%58 = getelementptr inbounds float, float* %53, i64 %43
%59 = load float, float* %58
%60 = fadd float %57, %59
%61 = add i64 %43, 4294967295
%62 = and i64 %61, 4294967295
%63 = getelementptr inbounds float, float* %53, i64 %62
%64 = load float, float* %63
%65 = fadd float %60, %64
%66 = load float*, float** %41
%67 = getelementptr inbounds float, float* %66, i64 %43
%68 = load float, float* %67
%69 = fadd float %65, %68
%70 = load float*, float** %36
%71 = getelementptr inbounds float, float* %70, i64 %43
store float %69, float* %71
br label %80
72: ; preds = %42
%73 = load float*, float** %35
%74 = getelementptr inbounds float, float* %73, i64 %43
%75 = load float, float* %74
%76 = tail call float @sqrt(float %75)
%77 = load float*, float** %36
%78 = getelementptr inbounds float, float* %77, i64 %43
store float %76, float* %78
%79 = add nuw nsw i64 %43, 1
br label %80
80: ; preds = %49, %72
%81 = phi i64 [ %54, %49 ], [ %79, %72 ]
%82 = icmp eq i64 %81, 1536
br i1 %82, label %83, label %42
83: ; preds = %80
%84 = icmp eq i64 %37, 1024
br i1 %84, label %85, label %31
85: ; preds = %83
%86 = tail call i32 @free_2D(float** %1)
%87 = tail call i32 @free_2D(float** %2)
%88 = load i32, i32* @stdout
%89 = tail call i32 @fflush(i32 %88)
ret i32 0
}