#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*/ center_sys(int, float **, int, int *, int *);
double determinant_3x3(float *);
double fabs(double);
int /*<<< orphan*/ get_cov_mat(int, float **, float **, int *, int *, float *);
int /*<<< orphan*/ rot_mat(double, float *, float *, float **, int);
double sqrt(double);
int /*<<< orphan*/ svd_f(float *, float *, float *);
double rmsd(int natom, float **crd, float **ref, int crd_size, int index_c[],
            int index_r[]) {
  int i = 0, j = 0;
  double rmsd = 0.0;
  float covmat[3 * 3] = {0.f};
  float u[3 * 3] = {0.f}, vt[3 * 3] = {0.f};
  center_sys(natom, crd, crd_size, index_c, index_r);
  get_cov_mat(natom, crd, ref, index_c, index_r, covmat);
  double d = determinant_3x3(covmat);
  d = (d == 0.0) ? 0.0 : (d / fabs(d));
  svd_f(covmat, u, vt);
  rot_mat(d, u, vt, crd, crd_size);
  i = 0;
  j = 0;
  for (i = 0; i < natom; i++) {
    if (index_r[i]) {
      rmsd += (crd[j][0] - ref[j][0]) * (crd[j][0] - ref[j][0]) +
              (crd[j][1] - ref[j][1]) * (crd[j][1] - ref[j][1]) +
              (crd[j][2] - ref[j][2]) * (crd[j][2] - ref[j][2]);
      j++;
    }
  }
  rmsd /= (double)j;
  rmsd = sqrt(rmsd);
  return rmsd;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<rmsd>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0xe0,%rsp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %ecx,-0x1c(%rbp)
mov    %r8,-0x28(%rbp)
mov    %r9,-0x30(%rbp)
movl   $0x0,-0x34(%rbp)
movl   $0x0,-0x38(%rbp)
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x40(%rbp)
lea    -0x70(%rbp),%rdi
xor    %esi,%esi
mov    $0x24,%edx
call   1040 <memset@plt>
lea    -0xa0(%rbp),%rdi
xor    %esi,%esi
mov    $0x24,%edx
call   1040 <memset@plt>
lea    -0xd0(%rbp),%rdi
xor    %esi,%esi
mov    $0x24,%edx
call   1040 <memset@plt>
mov    -0x4(%rbp),%edi
mov    -0x10(%rbp),%rsi
mov    -0x1c(%rbp),%edx
mov    -0x28(%rbp),%rcx
mov    -0x30(%rbp),%r8
call   1050 <center_sys@plt>
mov    -0x4(%rbp),%edi
mov    -0x10(%rbp),%rsi
mov    -0x18(%rbp),%rdx
mov    -0x28(%rbp),%rcx
mov    -0x30(%rbp),%r8
lea    -0x70(%rbp),%r9
call   1030 <get_cov_mat@plt>
lea    -0x70(%rbp),%rdi
call   1070 <determinant_3x3@plt>
movsd  %xmm0,-0xd8(%rbp)
ff
movsd  -0xd8(%rbp),%xmm0
ff
xorps  %xmm1,%xmm1
ucomisd %xmm1,%xmm0
jne    124c <rmsd+0xdc>
jp     124c <rmsd+0xdc>
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0xe0(%rbp)
ff
jmp    1273 <rmsd+0x103>
movsd  -0xd8(%rbp),%xmm0
ff
movsd  -0xd8(%rbp),%xmm1
ff
movaps 0xd9d(%rip),%xmm2
pand   %xmm2,%xmm1
divsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0xe0(%rbp)
ff
movsd  -0xe0(%rbp),%xmm0
ff
movsd  %xmm0,-0xd8(%rbp)
ff
lea    -0x70(%rbp),%rdi
lea    -0xa0(%rbp),%rsi
lea    -0xd0(%rbp),%rdx
call   1080 <svd_f@plt>
movsd  -0xd8(%rbp),%xmm0
ff
lea    -0xa0(%rbp),%rdi
lea    -0xd0(%rbp),%rsi
mov    -0x10(%rbp),%rdx
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
call   1060 <rot_mat@plt>
movl   $0x0,-0x34(%rbp)
movl   $0x0,-0x38(%rbp)
movl   $0x0,-0x34(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    13f5 <rmsd+0x285>
mov    -0x30(%rbp),%rax
movslq -0x34(%rbp),%rcx
cmpl   $0x0,(%rax,%rcx,4)
je     13e2 <rmsd+0x272>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x38(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movss  (%rax),%xmm1
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x38(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
subss  (%rax),%xmm1
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x38(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movss  (%rax),%xmm2
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x38(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
subss  (%rax),%xmm2
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x38(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movss  0x4(%rax),%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x38(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
subss  0x4(%rax),%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x38(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movss  0x4(%rax),%xmm3
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x38(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
subss  0x4(%rax),%xmm3
mulss  %xmm3,%xmm0
mulss  %xmm2,%xmm1
addss  %xmm0,%xmm1
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x38(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movss  0x8(%rax),%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x38(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
subss  0x8(%rax),%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x38(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movss  0x8(%rax),%xmm2
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x38(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
subss  0x8(%rax),%xmm2
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
cvtss2sd %xmm0,%xmm0
addsd  -0x40(%rbp),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x40(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x38(%rbp)
jmp    13e7 <rmsd+0x277>
mov    -0x34(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
jmp    12d1 <rmsd+0x161>
cvtsi2sdl -0x38(%rbp),%xmm1
movsd  -0x40(%rbp),%xmm0
divsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x40(%rbp)
movsd  -0x40(%rbp),%xmm0
call   1090 <sqrt@plt>
movsd  %xmm0,-0x40(%rbp)
movsd  -0x40(%rbp),%xmm0
add    $0xe0,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<rmsd>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x98,%rsp
mov    %r9,%rbx
mov    %r8,%rbp
mov    %rdx,%r14
mov    %rsi,%r15
mov    %edi,%r13d
xorpd  %xmm0,%xmm0
movapd %xmm0,0x20(%rsp)
movapd %xmm0,0x10(%rsp)
movl   $0x0,0x30(%rsp)
movapd %xmm0,0x80(%rsp)
movapd %xmm0,0x70(%rsp)
movl   $0x0,0x90(%rsp)
movapd %xmm0,0x50(%rsp)
movapd %xmm0,0x40(%rsp)
movl   $0x0,0x60(%rsp)
mov    %ecx,0x4(%rsp)
mov    %ecx,%edx
mov    %r8,%rcx
mov    %r9,%r8
call   1040 <center_sys@plt>
lea    0x10(%rsp),%r12
mov    %r13d,%edi
mov    %r15,%rsi
mov    %r14,%rdx
mov    %rbp,%rcx
mov    %rbx,%r8
mov    %r12,%r9
call   1030 <get_cov_mat@plt>
mov    %r12,%rdi
call   1060 <determinant_3x3@plt>
xorpd  %xmm1,%xmm1
ucomisd %xmm1,%xmm0
xorpd  %xmm1,%xmm1
jne    120b <rmsd+0xab>
jnp    121f <rmsd+0xbf>
movapd 0xded(%rip),%xmm1
andpd  %xmm0,%xmm1
divsd  %xmm1,%xmm0
movapd %xmm0,%xmm1
movsd  %xmm1,0x8(%rsp)
lea    0x10(%rsp),%rdi
lea    0x70(%rsp),%rbp
lea    0x40(%rsp),%r12
mov    %rbp,%rsi
mov    %r12,%rdx
call   1070 <svd_f@plt>
movsd  0x8(%rsp),%xmm0
mov    %rbp,%rdi
mov    %r12,%rsi
mov    %r15,%rdx
mov    0x4(%rsp),%ecx
call   1050 <rot_mat@plt>
test   %r13d,%r13d
jle    12c7 <rmsd+0x167>
mov    %r13d,%eax
xor    %edx,%edx
xorpd  %xmm0,%xmm0
xor    %ecx,%ecx
jmp    1279 <rmsd+0x119>
nopl   0x0(%rax)
add    $0x1,%rdx
cmp    %rdx,%rax
je     12cd <rmsd+0x16d>
cmpl   $0x0,(%rbx,%rdx,4)
je     1270 <rmsd+0x110>
movslq %ecx,%rcx
mov    (%r15,%rcx,8),%rsi
mov    (%r14,%rcx,8),%rdi
movss  (%rsi),%xmm2
movss  0x4(%rsi),%xmm1
subss  (%rdi),%xmm2
subss  0x4(%rdi),%xmm1
mulss  %xmm1,%xmm1
mulss  %xmm2,%xmm2
addss  %xmm1,%xmm2
movss  0x8(%rsi),%xmm1
subss  0x8(%rdi),%xmm1
mulss  %xmm1,%xmm1
addss  %xmm2,%xmm1
cvtss2sd %xmm1,%xmm1
addsd  %xmm1,%xmm0
add    $0x1,%ecx
jmp    1270 <rmsd+0x110>
xor    %ecx,%ecx
xorpd  %xmm0,%xmm0
xorps  %xmm1,%xmm1
cvtsi2sd %ecx,%xmm1
divsd  %xmm1,%xmm0
xorpd  %xmm1,%xmm1
ucomisd %xmm1,%xmm0
jb     12e8 <rmsd+0x188>
sqrtsd %xmm0,%xmm0
jmp    12ed <rmsd+0x18d>
call   1080 <sqrt@plt>
add    $0x98,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define double @rmsd(i32 %0, float** %1, float** %2, i32 %3, i32* %4, i32* %5) {
%7 = alloca i32
%8 = alloca float**
%9 = alloca float**
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32*
%12 = alloca i32*
%13 = alloca i32
%14 = alloca i32
%15 = alloca double
%16 = alloca [9 x float]
%17 = alloca [9 x float]
%18 = alloca [9 x float]
%19 = alloca double
store i32 %0, i32* %7
store float** %1, float*** %8
store float** %2, float*** %9
store i32 %3, i32* %10
store i32* %4, i32** %11
store i32* %5, i32** %12
store i32 0, i32* %13
store i32 0, i32* %14
store double 0.000000e+00, double* %15
%20 = bitcast [9 x float]* %16 to i8*
%21 = bitcast [9 x float]* %17 to i8*
%22 = bitcast [9 x float]* %18 to i8*
%23 = load i32, i32* %7
%24 = load float**, float*** %8
%25 = load i32, i32* %10
%26 = load i32*, i32** %11
%27 = load i32*, i32** %12
%28 = call i32 @center_sys(i32 %23, float** %24, i32 %25, i32* %26, i32* %27)
%29 = load i32, i32* %7
%30 = load float**, float*** %8
%31 = load float**, float*** %9
%32 = load i32*, i32** %11
%33 = load i32*, i32** %12
%34 = getelementptr inbounds [9 x float], [9 x float]* %16, i64 0, i64 0
%35 = call i32 @get_cov_mat(i32 %29, float** %30, float** %31, i32* %32, i32* %33, float* %34)
%36 = getelementptr inbounds [9 x float], [9 x float]* %16, i64 0, i64 0
%37 = call double @determinant_3x3(float* %36)
store double %37, double* %19
%38 = load double, double* %19
%39 = fcmp oeq double %38, 0.000000e+00
br i1 %39, label %40, label %41
40: ; preds = %6
br label %46
41: ; preds = %6
%42 = load double, double* %19
%43 = load double, double* %19
%44 = call double @llvm.fabs.f64(double %43)
%45 = fdiv double %42, %44
br label %46
46: ; preds = %41, %40
%47 = phi double [ 0.000000e+00, %40 ], [ %45, %41 ]
store double %47, double* %19
%48 = getelementptr inbounds [9 x float], [9 x float]* %16, i64 0, i64 0
%49 = getelementptr inbounds [9 x float], [9 x float]* %17, i64 0, i64 0
%50 = getelementptr inbounds [9 x float], [9 x float]* %18, i64 0, i64 0
%51 = call i32 @svd_f(float* %48, float* %49, float* %50)
%52 = load double, double* %19
%53 = getelementptr inbounds [9 x float], [9 x float]* %17, i64 0, i64 0
%54 = getelementptr inbounds [9 x float], [9 x float]* %18, i64 0, i64 0
%55 = load float**, float*** %8
%56 = load i32, i32* %10
%57 = call i32 @rot_mat(double %52, float* %53, float* %54, float** %55, i32 %56)
store i32 0, i32* %13
store i32 0, i32* %14
store i32 0, i32* %13
br label %58
58: ; preds = %169, %46
%59 = load i32, i32* %13
%60 = load i32, i32* %7
%61 = icmp slt i32 %59, %60
br i1 %61, label %62, label %172
62: ; preds = %58
%63 = load i32*, i32** %12
%64 = load i32, i32* %13
%65 = sext i32 %64 to i64
%66 = getelementptr inbounds i32, i32* %63, i64 %65
%67 = load i32, i32* %66
%68 = icmp ne i32 %67, 0
br i1 %68, label %69, label %168
69: ; preds = %62
%70 = load float**, float*** %8
%71 = load i32, i32* %14
%72 = sext i32 %71 to i64
%73 = getelementptr inbounds float*, float** %70, i64 %72
%74 = load float*, float** %73
%75 = getelementptr inbounds float, float* %74, i64 0
%76 = load float, float* %75
%77 = load float**, float*** %9
%78 = load i32, i32* %14
%79 = sext i32 %78 to i64
%80 = getelementptr inbounds float*, float** %77, i64 %79
%81 = load float*, float** %80
%82 = getelementptr inbounds float, float* %81, i64 0
%83 = load float, float* %82
%84 = fsub float %76, %83
%85 = load float**, float*** %8
%86 = load i32, i32* %14
%87 = sext i32 %86 to i64
%88 = getelementptr inbounds float*, float** %85, i64 %87
%89 = load float*, float** %88
%90 = getelementptr inbounds float, float* %89, i64 0
%91 = load float, float* %90
%92 = load float**, float*** %9
%93 = load i32, i32* %14
%94 = sext i32 %93 to i64
%95 = getelementptr inbounds float*, float** %92, i64 %94
%96 = load float*, float** %95
%97 = getelementptr inbounds float, float* %96, i64 0
%98 = load float, float* %97
%99 = fsub float %91, %98
%100 = load float**, float*** %8
%101 = load i32, i32* %14
%102 = sext i32 %101 to i64
%103 = getelementptr inbounds float*, float** %100, i64 %102
%104 = load float*, float** %103
%105 = getelementptr inbounds float, float* %104, i64 1
%106 = load float, float* %105
%107 = load float**, float*** %9
%108 = load i32, i32* %14
%109 = sext i32 %108 to i64
%110 = getelementptr inbounds float*, float** %107, i64 %109
%111 = load float*, float** %110
%112 = getelementptr inbounds float, float* %111, i64 1
%113 = load float, float* %112
%114 = fsub float %106, %113
%115 = load float**, float*** %8
%116 = load i32, i32* %14
%117 = sext i32 %116 to i64
%118 = getelementptr inbounds float*, float** %115, i64 %117
%119 = load float*, float** %118
%120 = getelementptr inbounds float, float* %119, i64 1
%121 = load float, float* %120
%122 = load float**, float*** %9
%123 = load i32, i32* %14
%124 = sext i32 %123 to i64
%125 = getelementptr inbounds float*, float** %122, i64 %124
%126 = load float*, float** %125
%127 = getelementptr inbounds float, float* %126, i64 1
%128 = load float, float* %127
%129 = fsub float %121, %128
%130 = fmul float %114, %129
%131 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %84, float %99, float %130)
%132 = load float**, float*** %8
%133 = load i32, i32* %14
%134 = sext i32 %133 to i64
%135 = getelementptr inbounds float*, float** %132, i64 %134
%136 = load float*, float** %135
%137 = getelementptr inbounds float, float* %136, i64 2
%138 = load float, float* %137
%139 = load float**, float*** %9
%140 = load i32, i32* %14
%141 = sext i32 %140 to i64
%142 = getelementptr inbounds float*, float** %139, i64 %141
%143 = load float*, float** %142
%144 = getelementptr inbounds float, float* %143, i64 2
%145 = load float, float* %144
%146 = fsub float %138, %145
%147 = load float**, float*** %8
%148 = load i32, i32* %14
%149 = sext i32 %148 to i64
%150 = getelementptr inbounds float*, float** %147, i64 %149
%151 = load float*, float** %150
%152 = getelementptr inbounds float, float* %151, i64 2
%153 = load float, float* %152
%154 = load float**, float*** %9
%155 = load i32, i32* %14
%156 = sext i32 %155 to i64
%157 = getelementptr inbounds float*, float** %154, i64 %156
%158 = load float*, float** %157
%159 = getelementptr inbounds float, float* %158, i64 2
%160 = load float, float* %159
%161 = fsub float %153, %160
%162 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %146, float %161, float %131)
%163 = fpext float %162 to double
%164 = load double, double* %15
%165 = fadd double %164, %163
store double %165, double* %15
%166 = load i32, i32* %14
%167 = add nsw i32 %166, 1
store i32 %167, i32* %14
br label %168
168: ; preds = %69, %62
br label %169
169: ; preds = %168
%170 = load i32, i32* %13
%171 = add nsw i32 %170, 1
store i32 %171, i32* %13
br label %58
172: ; preds = %58
%173 = load i32, i32* %14
%174 = sitofp i32 %173 to double
%175 = load double, double* %15
%176 = fdiv double %175, %174
store double %176, double* %15
%177 = load double, double* %15
%178 = call double @sqrt(double %177)
store double %178, double* %15
%179 = load double, double* %15
ret double %179
}

LLVM IR (-O2):
define double @rmsd(i32 %0, float** %1, float** %2, i32 %3, i32* %4, i32* %5) {
%7 = alloca [9 x float]
%8 = alloca [9 x float]
%9 = alloca [9 x float]
%10 = bitcast [9 x float]* %7 to i8*
%11 = bitcast [9 x float]* %8 to i8*
%12 = bitcast [9 x float]* %9 to i8*
%13 = tail call i32 @center_sys(i32 %0, float** %1, i32 %3, i32* %4, i32* %5)
%14 = getelementptr inbounds [9 x float], [9 x float]* %7, i64 0, i64 0
%15 = call i32 @get_cov_mat(i32 %0, float** %1, float** %2, i32* %4, i32* %5, float* %14)
%16 = call double @determinant_3x3(float* %14)
%17 = fcmp oeq double %16, 0.000000e+00
br i1 %17, label %21, label %18
18: ; preds = %6
%19 = call double @llvm.fabs.f64(double %16)
%20 = fdiv double %16, %19
br label %21
21: ; preds = %6, %18
%22 = phi double [ %20, %18 ], [ 0.000000e+00, %6 ]
%23 = getelementptr inbounds [9 x float], [9 x float]* %8, i64 0, i64 0
%24 = getelementptr inbounds [9 x float], [9 x float]* %9, i64 0, i64 0
%25 = call i32 @svd_f(float* %14, float* %23, float* %24)
%26 = call i32 @rot_mat(double %22, float* %23, float* %24, float** %1, i32 %3)
%27 = icmp sgt i32 %0, 0
br i1 %27, label %28, label %67
28: ; preds = %21
%29 = zext i32 %0 to i64
br label %30
30: ; preds = %28, %62
%31 = phi i64 [ 0, %28 ], [ %65, %62 ]
%32 = phi double [ 0.000000e+00, %28 ], [ %64, %62 ]
%33 = phi i32 [ 0, %28 ], [ %63, %62 ]
%34 = getelementptr inbounds i32, i32* %5, i64 %31
%35 = load i32, i32* %34
%36 = icmp eq i32 %35, 0
br i1 %36, label %62, label %37
37: ; preds = %30
%38 = sext i32 %33 to i64
%39 = getelementptr inbounds float*, float** %1, i64 %38
%40 = load float*, float** %39
%41 = load float, float* %40
%42 = getelementptr inbounds float*, float** %2, i64 %38
%43 = load float*, float** %42
%44 = load float, float* %43
%45 = fsub float %41, %44
%46 = getelementptr inbounds float, float* %40, i64 1
%47 = load float, float* %46
%48 = getelementptr inbounds float, float* %43, i64 1
%49 = load float, float* %48
%50 = fsub float %47, %49
%51 = fmul float %50, %50
%52 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %45, float %45, float %51)
%53 = getelementptr inbounds float, float* %40, i64 2
%54 = load float, float* %53
%55 = getelementptr inbounds float, float* %43, i64 2
%56 = load float, float* %55
%57 = fsub float %54, %56
%58 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %57, float %57, float %52)
%59 = fpext float %58 to double
%60 = fadd double %32, %59
%61 = add nsw i32 %33, 1
br label %62
62: ; preds = %30, %37
%63 = phi i32 [ %61, %37 ], [ %33, %30 ]
%64 = phi double [ %60, %37 ], [ %32, %30 ]
%65 = add nuw nsw i64 %31, 1
%66 = icmp eq i64 %65, %29
br i1 %66, label %67, label %30
67: ; preds = %62, %21
%68 = phi i32 [ 0, %21 ], [ %63, %62 ]
%69 = phi double [ 0.000000e+00, %21 ], [ %64, %62 ]
%70 = sitofp i32 %68 to double
%71 = fdiv double %69, %70
%72 = call double @sqrt(double %71)
ret double %72
}