#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*/ free(double *);
double *malloc(int);
void MatMulCopt(int rows, int len, double *a, double *bin, double *c) {
  int i, j, k;
  double *b = malloc(len * sizeof(double));
  for (int n = 0; n < len; n++) {
    b[n] = bin[rows * (n % rows) + (n / rows)];
  }
  for (i = 0; i < rows; i++) {
    for (j = 0; j < rows; j += 2) {
      double sum0 = 0.0;
      double sum1 = 0.0;
      for (k = 0; k < rows; k++) {
        sum0 += a[i * rows + k] * b[j * rows + k];
        sum1 += a[i * rows + k] * b[(j + 1) * rows + k];
      }
      c[i * rows + j] = sum0;
      c[i * rows + j + 1] = sum1;
    }
  }
  free(b);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<MatMulCopt>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x60,%rsp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %esi,-0x8(%rbp)
mov    %rdx,-0x10(%rbp)
mov    %rcx,-0x18(%rbp)
mov    %r8,-0x20(%rbp)
movslq -0x8(%rbp),%rax
shl    $0x3,%rax
mov    %eax,%edi
call   1040 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x38(%rbp)
movl   $0x0,-0x3c(%rbp)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
jge    11a7 <MatMulCopt+0x87>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x58(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%ecx
mov    -0x3c(%rbp),%eax
cltd
idivl  -0x4(%rbp)
imul   %edx,%ecx
mov    -0x3c(%rbp),%eax
cltd
idivl  -0x4(%rbp)
mov    %eax,%edx
mov    -0x58(%rbp),%rax
add    %edx,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x38(%rbp),%rax
movslq -0x3c(%rbp),%rcx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
jmp    1154 <MatMulCopt+0x34>
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    12d7 <MatMulCopt+0x1b7>
movl   $0x0,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    12c4 <MatMulCopt+0x1a4>
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x48(%rbp)
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x50(%rbp)
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    127d <MatMulCopt+0x15d>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
imul   -0x4(%rbp),%ecx
add    -0x2c(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x38(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%ecx
imul   -0x4(%rbp),%ecx
add    -0x2c(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
movsd  -0x48(%rbp),%xmm1
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x48(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
imul   -0x4(%rbp),%ecx
add    -0x2c(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x38(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
imul   -0x4(%rbp),%ecx
add    -0x2c(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
movsd  -0x50(%rbp),%xmm1
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x50(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    11e4 <MatMulCopt+0xc4>
movsd  -0x48(%rbp),%xmm0
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
imul   -0x4(%rbp),%ecx
add    -0x28(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
movsd  -0x50(%rbp),%xmm0
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
imul   -0x4(%rbp),%ecx
add    -0x28(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x2,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    11c1 <MatMulCopt+0xa1>
jmp    12c9 <MatMulCopt+0x1a9>
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    11ae <MatMulCopt+0x8e>
mov    -0x38(%rbp),%rdi
call   1030 <free@plt>
add    $0x60,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<MatMulCopt>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x28,%rsp
mov    %r8,%r13
mov    %rcx,%r15
mov    %rdx,0x8(%rsp)
mov    %esi,%ebx
mov    %edi,%r12d
lea    0x0(,%rbx,8),%edi
call   1040 <malloc@plt>
mov    %rax,%r11
test   %ebx,%ebx
jle    1184 <MatMulCopt+0x64>
mov    %ebx,%esi
xor    %ecx,%ecx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
mov    %ecx,%eax
cltd
idiv   %r12d
imul   %r12d,%edx
add    %eax,%edx
movslq %edx,%rax
movsd  (%r15,%rax,8),%xmm0
movsd  %xmm0,(%r11,%rcx,8)
add    $0x1,%rcx
cmp    %rcx,%rsi
jne    1160 <MatMulCopt+0x40>
test   %r12d,%r12d
jle    12d3 <MatMulCopt+0x1b3>
mov    %r12d,%eax
mov    %eax,%ecx
and    $0xfffffffe,%ecx
mov    0x8(%rsp),%rdx
add    $0x8,%rdx
mov    %rdx,0x10(%rsp)
lea    0x0(,%rax,8),%rsi
mov    %r11,%rdx
add    $0x8,%rdx
mov    %rdx,0x18(%rsp)
mov    %rax,%r15
shl    $0x4,%r15
xor    %r10d,%r10d
jmp    11e7 <MatMulCopt+0xc7>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
mov    0x20(%rsp),%r10
add    $0x1,%r10
add    %rsi,0x10(%rsp)
cmp    %rax,%r10
je     12d3 <MatMulCopt+0x1b3>
mov    %r10,0x20(%rsp)
imul   %rax,%r10
mov    0x18(%rsp),%r8
xor    %r14d,%r14d
jmp    121f <MatMulCopt+0xff>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mulpd  %xmm3,%xmm1
addpd  %xmm2,%xmm1
lea    (%r14,%r10,1),%rdx
movupd %xmm1,0x0(%r13,%rdx,8)
add    $0x2,%r14
add    %r15,%r8
cmp    %rax,%r14
jae    11d0 <MatMulCopt+0xb0>
xorpd  %xmm0,%xmm0
cmp    $0x1,%r12d
jne    1230 <MatMulCopt+0x110>
xor    %edx,%edx
jmp    128c <MatMulCopt+0x16c>
nopl   (%rax)
mov    %r8,%rdi
mov    0x10(%rsp),%r9
xor    %edx,%edx
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
movsd  -0x8(%r9),%xmm4
movsd  (%r9),%xmm1
unpcklpd %xmm4,%xmm4
movsd  -0x8(%rdi),%xmm2
movhpd -0x8(%rdi,%rsi,1),%xmm2
movsd  (%rdi),%xmm3
mulpd  %xmm4,%xmm2
addpd  %xmm0,%xmm2
unpcklpd %xmm1,%xmm1
movhpd (%rdi,%rsi,1),%xmm3
movapd %xmm1,%xmm0
mulpd  %xmm3,%xmm0
addpd  %xmm2,%xmm0
add    $0x2,%rdx
add    $0x10,%r9
add    $0x10,%rdi
cmp    %rdx,%rcx
jne    1240 <MatMulCopt+0x120>
test   $0x1,%al
je     1200 <MatMulCopt+0xe0>
mov    %r14,%rdi
or     $0x1,%rdi
mov    %r14,%rbp
imul   %rax,%rbp
imul   %rax,%rdi
lea    (%rdx,%r10,1),%rbx
add    %rdx,%rbp
add    %rdx,%rdi
mov    0x8(%rsp),%rdx
movsd  (%rdx,%rbx,8),%xmm1
unpcklpd %xmm1,%xmm1
movsd  (%r11,%rbp,8),%xmm3
movhpd (%r11,%rdi,8),%xmm3
movapd %xmm0,%xmm2
jmp    1200 <MatMulCopt+0xe0>
mov    %r11,%rdi
add    $0x28,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
jmp    1030 <free@plt>

LLVM IR (-O0):
define void @MatMulCopt(i32 %0, i32 %1, double* %2, double* %3, double* %4) {
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca double*
%9 = alloca double*
%10 = alloca double*
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
%13 = alloca i32
%14 = alloca double*
%15 = alloca i32
%16 = alloca double
%17 = alloca double
store i32 %0, i32* %6
store i32 %1, i32* %7
store double* %2, double** %8
store double* %3, double** %9
store double* %4, double** %10
%18 = load i32, i32* %7
%19 = sext i32 %18 to i64
%20 = mul i64 %19, 8
%21 = trunc i64 %20 to i32
%22 = call double* @malloc(i32 %21)
store double* %22, double** %14
store i32 0, i32* %15
br label %23
23: ; preds = %45, %5
%24 = load i32, i32* %15
%25 = load i32, i32* %7
%26 = icmp slt i32 %24, %25
br i1 %26, label %27, label %48
27: ; preds = %23
%28 = load double*, double** %9
%29 = load i32, i32* %6
%30 = load i32, i32* %15
%31 = load i32, i32* %6
%32 = srem i32 %30, %31
%33 = mul nsw i32 %29, %32
%34 = load i32, i32* %15
%35 = load i32, i32* %6
%36 = sdiv i32 %34, %35
%37 = add nsw i32 %33, %36
%38 = sext i32 %37 to i64
%39 = getelementptr inbounds double, double* %28, i64 %38
%40 = load double, double* %39
%41 = load double*, double** %14
%42 = load i32, i32* %15
%43 = sext i32 %42 to i64
%44 = getelementptr inbounds double, double* %41, i64 %43
store double %40, double* %44
br label %45
45: ; preds = %27
%46 = load i32, i32* %15
%47 = add nsw i32 %46, 1
store i32 %47, i32* %15
br label %23
48: ; preds = %23
store i32 0, i32* %11
br label %49
49: ; preds = %132, %48
%50 = load i32, i32* %11
%51 = load i32, i32* %6
%52 = icmp slt i32 %50, %51
br i1 %52, label %53, label %135
53: ; preds = %49
store i32 0, i32* %12
br label %54
54: ; preds = %128, %53
%55 = load i32, i32* %12
%56 = load i32, i32* %6
%57 = icmp slt i32 %55, %56
br i1 %57, label %58, label %131
58: ; preds = %54
store double 0.000000e+00, double* %16
store double 0.000000e+00, double* %17
store i32 0, i32* %13
br label %59
59: ; preds = %105, %58
%60 = load i32, i32* %13
%61 = load i32, i32* %6
%62 = icmp slt i32 %60, %61
br i1 %62, label %63, label %108
63: ; preds = %59
%64 = load double*, double** %8
%65 = load i32, i32* %11
%66 = load i32, i32* %6
%67 = mul nsw i32 %65, %66
%68 = load i32, i32* %13
%69 = add nsw i32 %67, %68
%70 = sext i32 %69 to i64
%71 = getelementptr inbounds double, double* %64, i64 %70
%72 = load double, double* %71
%73 = load double*, double** %14
%74 = load i32, i32* %12
%75 = load i32, i32* %6
%76 = mul nsw i32 %74, %75
%77 = load i32, i32* %13
%78 = add nsw i32 %76, %77
%79 = sext i32 %78 to i64
%80 = getelementptr inbounds double, double* %73, i64 %79
%81 = load double, double* %80
%82 = load double, double* %16
%83 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %72, double %81, double %82)
store double %83, double* %16
%84 = load double*, double** %8
%85 = load i32, i32* %11
%86 = load i32, i32* %6
%87 = mul nsw i32 %85, %86
%88 = load i32, i32* %13
%89 = add nsw i32 %87, %88
%90 = sext i32 %89 to i64
%91 = getelementptr inbounds double, double* %84, i64 %90
%92 = load double, double* %91
%93 = load double*, double** %14
%94 = load i32, i32* %12
%95 = add nsw i32 %94, 1
%96 = load i32, i32* %6
%97 = mul nsw i32 %95, %96
%98 = load i32, i32* %13
%99 = add nsw i32 %97, %98
%100 = sext i32 %99 to i64
%101 = getelementptr inbounds double, double* %93, i64 %100
%102 = load double, double* %101
%103 = load double, double* %17
%104 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %92, double %102, double %103)
store double %104, double* %17
br label %105
105: ; preds = %63
%106 = load i32, i32* %13
%107 = add nsw i32 %106, 1
store i32 %107, i32* %13
br label %59
108: ; preds = %59
%109 = load double, double* %16
%110 = load double*, double** %10
%111 = load i32, i32* %11
%112 = load i32, i32* %6
%113 = mul nsw i32 %111, %112
%114 = load i32, i32* %12
%115 = add nsw i32 %113, %114
%116 = sext i32 %115 to i64
%117 = getelementptr inbounds double, double* %110, i64 %116
store double %109, double* %117
%118 = load double, double* %17
%119 = load double*, double** %10
%120 = load i32, i32* %11
%121 = load i32, i32* %6
%122 = mul nsw i32 %120, %121
%123 = load i32, i32* %12
%124 = add nsw i32 %122, %123
%125 = add nsw i32 %124, 1
%126 = sext i32 %125 to i64
%127 = getelementptr inbounds double, double* %119, i64 %126
store double %118, double* %127
br label %128
128: ; preds = %108
%129 = load i32, i32* %12
%130 = add nsw i32 %129, 2
store i32 %130, i32* %12
br label %54
131: ; preds = %54
br label %132
132: ; preds = %131
%133 = load i32, i32* %11
%134 = add nsw i32 %133, 1
store i32 %134, i32* %11
br label %49
135: ; preds = %49
%136 = load double*, double** %14
%137 = call i32 @free(double* %136)
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @MatMulCopt(i32 %0, i32 %1, double* nocapture %2, double* nocapture %3, double* nocapture writeonly %4) {
%6 = shl i32 %1, 3
%7 = tail call double* @malloc(i32 %6)
%8 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %8, label %9, label %11
9: ; preds = %5
%10 = zext i32 %1 to i64
br label %20
11: ; preds = %20, %5
%12 = icmp sgt i32 %0, 0
br i1 %12, label %13, label %110
13: ; preds = %11
%14 = zext i32 %0 to i64
%15 = zext i32 %0 to i64
%16 = and i64 %15, 1
%17 = icmp eq i32 %0, 1
%18 = and i64 %15, 4294967294
%19 = icmp eq i64 %16, 0
br label %33
20: ; preds = %9, %20
%21 = phi i64 [ 0, %9 ], [ %31, %20 ]
%22 = trunc i64 %21 to i32
%23 = srem i32 %22, %0
%24 = mul nsw i32 %23, %0
%25 = sdiv i32 %22, %0
%26 = add nsw i32 %24, %25
%27 = sext i32 %26 to i64
%28 = getelementptr inbounds double, double* %3, i64 %27
%29 = load double, double* %28
%30 = getelementptr inbounds double, double* %7, i64 %21
store double %29, double* %30
%31 = add nuw nsw i64 %21, 1
%32 = icmp eq i64 %31, %10
br i1 %32, label %11, label %20
33: ; preds = %107, %13
%34 = phi i64 [ 0, %13 ], [ %108, %107 ]
%35 = mul nsw i64 %34, %14
br label %36
36: ; preds = %97, %33
%37 = phi i64 [ 0, %33 ], [ %105, %97 ]
%38 = mul nsw i64 %37, %14
%39 = or i64 %37, 1
%40 = mul nsw i64 %39, %14
br i1 %17, label %77, label %41
41: ; preds = %36, %41
%42 = phi i64 [ %74, %41 ], [ 0, %36 ]
%43 = phi <2 x double> [ %73, %41 ], [ zeroinitializer, %36 ]
%44 = phi i64 [ %75, %41 ], [ 0, %36 ]
%45 = add nuw nsw i64 %42, %35
%46 = getelementptr inbounds double, double* %2, i64 %45
%47 = load double, double* %46
%48 = add nuw nsw i64 %42, %38
%49 = getelementptr inbounds double, double* %7, i64 %48
%50 = load double, double* %49
%51 = add nuw nsw i64 %42, %40
%52 = getelementptr inbounds double, double* %7, i64 %51
%53 = load double, double* %52
%54 = insertelement <2 x double> poison, double %47, i64 0
%55 = shufflevector <2 x double> %54, <2 x double> poison, <2 x i32> zeroinitializer
%56 = insertelement <2 x double> poison, double %50, i64 0
%57 = insertelement <2 x double> %56, double %53, i64 1
%58 = call <2 x double> @llvm.fmuladd.v2f64(<2 x double> %55, <2 x double> %57, <2 x double> %43)
%59 = or i64 %42, 1
%60 = add nuw nsw i64 %59, %35
%61 = getelementptr inbounds double, double* %2, i64 %60
%62 = load double, double* %61
%63 = add nuw nsw i64 %59, %38
%64 = getelementptr inbounds double, double* %7, i64 %63
%65 = load double, double* %64
%66 = add nuw nsw i64 %59, %40
%67 = getelementptr inbounds double, double* %7, i64 %66
%68 = load double, double* %67
%69 = insertelement <2 x double> poison, double %62, i64 0
%70 = shufflevector <2 x double> %69, <2 x double> poison, <2 x i32> zeroinitializer
%71 = insertelement <2 x double> poison, double %65, i64 0
%72 = insertelement <2 x double> %71, double %68, i64 1
%73 = call <2 x double> @llvm.fmuladd.v2f64(<2 x double> %70, <2 x double> %72, <2 x double> %58)
%74 = add nuw nsw i64 %42, 2
%75 = add i64 %44, 2
%76 = icmp eq i64 %75, %18
br i1 %76, label %77, label %41
77: ; preds = %41, %36
%78 = phi <2 x double> [ undef, %36 ], [ %58, %41 ]
%79 = phi <2 x double> [ undef, %36 ], [ %70, %41 ]
%80 = phi <2 x double> [ undef, %36 ], [ %72, %41 ]
%81 = phi i64 [ 0, %36 ], [ %74, %41 ]
%82 = phi <2 x double> [ zeroinitializer, %36 ], [ %73, %41 ]
br i1 %19, label %97, label %83
83: ; preds = %77
%84 = add nuw nsw i64 %81, %35
%85 = getelementptr inbounds double, double* %2, i64 %84
%86 = load double, double* %85
%87 = add nuw nsw i64 %81, %38
%88 = getelementptr inbounds double, double* %7, i64 %87
%89 = load double, double* %88
%90 = add nuw nsw i64 %81, %40
%91 = getelementptr inbounds double, double* %7, i64 %90
%92 = load double, double* %91
%93 = insertelement <2 x double> poison, double %86, i64 0
%94 = shufflevector <2 x double> %93, <2 x double> poison, <2 x i32> zeroinitializer
%95 = insertelement <2 x double> poison, double %89, i64 0
%96 = insertelement <2 x double> %95, double %92, i64 1
br label %97
97: ; preds = %77, %83
%98 = phi <2 x double> [ %78, %77 ], [ %82, %83 ]
%99 = phi <2 x double> [ %79, %77 ], [ %94, %83 ]
%100 = phi <2 x double> [ %80, %77 ], [ %96, %83 ]
%101 = call <2 x double> @llvm.fmuladd.v2f64(<2 x double> %99, <2 x double> %100, <2 x double> %98)
%102 = add nuw nsw i64 %37, %35
%103 = getelementptr inbounds double, double* %4, i64 %102
%104 = bitcast double* %103 to <2 x double>*
store <2 x double> %101, <2 x double>* %104
%105 = add nuw nsw i64 %37, 2
%106 = icmp ult i64 %105, %14
br i1 %106, label %36, label %107
107: ; preds = %97
%108 = add nuw nsw i64 %34, 1
%109 = icmp eq i64 %108, %15
br i1 %109, label %110, label %33
110: ; preds = %107, %11
%111 = tail call i32 @free(double* %7)
ret void
}