void calculate_uv(double dt, double dx, double dy, int imax, int jmax,
                  double **U, double **V, double **F, double **G, double **P,
                  int **Flag) {
  int i, j;
  for (i = 1; i < imax; i++) {
    for (j = 1; j < jmax + 1; j++) {
      if (Flag[i][j] == 16 && Flag[i + 1][j] == 16) {
        U[i][j] = F[i][j] - dt / dx * (P[i + 1][j] - P[i][j]);
      }
    }
  }
  for (i = 1; i < imax + 1; i++) {
    for (j = 1; j < jmax; j++) {
      if (Flag[i][j] == 16 && Flag[i][j + 1] == 16) {
        V[i][j] = G[i][j] - dt / dy * (P[i][j + 1] - P[i][j]);
      }
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<calculate_uv>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    0x18(%rbp),%rax
mov    0x10(%rbp),%rax
movsd  %xmm0,-0x8(%rbp)
movsd  %xmm1,-0x10(%rbp)
movsd  %xmm2,-0x18(%rbp)
mov    %edi,-0x1c(%rbp)
mov    %esi,-0x20(%rbp)
mov    %rdx,-0x28(%rbp)
mov    %rcx,-0x30(%rbp)
mov    %r8,-0x38(%rbp)
mov    %r9,-0x40(%rbp)
movl   $0x1,-0x44(%rbp)
mov    -0x44(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    123d <calculate_uv+0x13d>
movl   $0x1,-0x48(%rbp)
mov    -0x48(%rbp),%eax
mov    -0x20(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    122a <calculate_uv+0x12a>
mov    0x18(%rbp),%rax
movslq -0x44(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x48(%rbp),%rcx
cmpl   $0x10,(%rax,%rcx,4)
jne    1217 <calculate_uv+0x117>
mov    0x18(%rbp),%rax
mov    -0x44(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x48(%rbp),%rcx
cmpl   $0x10,(%rax,%rcx,4)
jne    1217 <calculate_uv+0x117>
mov    -0x38(%rbp),%rax
movslq -0x44(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x48(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm1
movsd  -0x8(%rbp),%xmm0
divsd  -0x10(%rbp),%xmm0
mov    0x10(%rbp),%rax
mov    -0x44(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x48(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
mov    0x10(%rbp),%rax
movslq -0x44(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x48(%rbp),%rcx
subsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
movq   %xmm0,%rax
movabs $0x8000000000000000,%rcx
xor    %rcx,%rax
movq   %rax,%xmm0
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0x44(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x48(%rbp),%rcx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
jmp    121c <calculate_uv+0x11c>
mov    -0x48(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x48(%rbp)
jmp    114b <calculate_uv+0x4b>
jmp    122f <calculate_uv+0x12f>
mov    -0x44(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x44(%rbp)
jmp    1138 <calculate_uv+0x38>
movl   $0x1,-0x44(%rbp)
mov    -0x44(%rbp),%eax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    1349 <calculate_uv+0x249>
movl   $0x1,-0x48(%rbp)
mov    -0x48(%rbp),%eax
cmp    -0x20(%rbp),%eax
jge    1336 <calculate_uv+0x236>
mov    0x18(%rbp),%rax
movslq -0x44(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x48(%rbp),%rcx
cmpl   $0x10,(%rax,%rcx,4)
jne    1323 <calculate_uv+0x223>
mov    0x18(%rbp),%rax
movslq -0x44(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
mov    -0x48(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
cmpl   $0x10,(%rax,%rcx,4)
jne    1323 <calculate_uv+0x223>
mov    -0x40(%rbp),%rax
movslq -0x44(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x48(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm1
movsd  -0x8(%rbp),%xmm0
divsd  -0x18(%rbp),%xmm0
mov    0x10(%rbp),%rax
movslq -0x44(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
mov    -0x48(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
mov    0x10(%rbp),%rax
movslq -0x44(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x48(%rbp),%rcx
subsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
movq   %xmm0,%rax
movabs $0x8000000000000000,%rcx
xor    %rcx,%rax
movq   %rax,%xmm0
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
mov    -0x30(%rbp),%rax
movslq -0x44(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x48(%rbp),%rcx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
jmp    1328 <calculate_uv+0x228>
mov    -0x48(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x48(%rbp)
jmp    125c <calculate_uv+0x15c>
jmp    133b <calculate_uv+0x23b>
mov    -0x44(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x44(%rbp)
jmp    1244 <calculate_uv+0x144>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<calculate_uv>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
mov    0x40(%rsp),%r10
mov    0x38(%rsp),%r14
mov    %rdi,-0x10(%rsp)
cmp    $0x2,%edi
jl     11c9 <calculate_uv+0xc9>
movapd 0xed6(%rip),%xmm3
xorpd  %xmm0,%xmm3
divsd  %xmm1,%xmm3
lea    0x1(%rsi),%eax
mov    -0x10(%rsp),%edi
mov    %rdi,-0x8(%rsp)
lea    -0x4(,%rax,4),%r12
ff
mov    $0x1,%eax
jmp    115a <calculate_uv+0x5a>
nopl   (%rax)
mov    %r15,%rax
cmp    -0x8(%rsp),%r15
je     11c9 <calculate_uv+0xc9>
test   %esi,%esi
jle    11c0 <calculate_uv+0xc0>
mov    (%r10,%rax,8),%r13
lea    0x1(%rax),%r15
xor    %ebx,%ebx
jmp    1179 <calculate_uv+0x79>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x4,%rbx
cmp    %rbx,%r12
je     1150 <calculate_uv+0x50>
cmpl   $0x10,0x4(%r13,%rbx,1)
jne    1170 <calculate_uv+0x70>
mov    0x8(%r10,%rax,8),%rbp
cmpl   $0x10,0x4(%rbp,%rbx,1)
jne    1170 <calculate_uv+0x70>
mov    (%r8,%rax,8),%rbp
mov    (%r14,%rax,8),%r11
mov    0x8(%r14,%rax,8),%rdi
movsd  0x8(%rdi,%rbx,2),%xmm1
subsd  0x8(%r11,%rbx,2),%xmm1
mulsd  %xmm3,%xmm1
addsd  0x8(%rbp,%rbx,2),%xmm1
mov    (%rdx,%rax,8),%rdi
movsd  %xmm1,0x8(%rdi,%rbx,2)
jmp    1170 <calculate_uv+0x70>
nopl   (%rax)
add    $0x1,%rax
mov    %rax,%r15
jmp    1153 <calculate_uv+0x53>
mov    -0x10(%rsp),%r11
test   %r11d,%r11d
jle    1261 <calculate_uv+0x161>
xorpd  0xe21(%rip),%xmm0
divsd  %xmm2,%xmm0
add    $0x1,%r11d
mov    %esi,%eax
lea    -0x4(,%rax,4),%r8
ff
mov    $0x1,%edx
jmp    1209 <calculate_uv+0x109>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%rdx
cmp    %r11,%rdx
je     1261 <calculate_uv+0x161>
cmp    $0x2,%esi
jl     1200 <calculate_uv+0x100>
mov    (%r10,%rdx,8),%rbx
xor    %eax,%eax
jmp    1229 <calculate_uv+0x129>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x4,%rax
cmp    %rax,%r8
je     1200 <calculate_uv+0x100>
cmpl   $0x10,0x4(%rbx,%rax,1)
jne    1220 <calculate_uv+0x120>
cmpl   $0x10,0x8(%rbx,%rax,1)
jne    1220 <calculate_uv+0x120>
mov    (%r9,%rdx,8),%rdi
mov    (%r14,%rdx,8),%rbp
movsd  0x10(%rbp,%rax,2),%xmm1
subsd  0x8(%rbp,%rax,2),%xmm1
mulsd  %xmm0,%xmm1
addsd  0x8(%rdi,%rax,2),%xmm1
mov    (%rcx,%rdx,8),%rdi
movsd  %xmm1,0x8(%rdi,%rax,2)
jmp    1220 <calculate_uv+0x120>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @calculate_uv(double %0, double %1, double %2, i32 %3, i32 %4, double** %5, double** %6, double** %7, double** %8, double** %9, i32** %10) {
%12 = alloca double
%13 = alloca double
%14 = alloca double
%15 = alloca i32
%16 = alloca i32
%17 = alloca double**
%18 = alloca double**
%19 = alloca double**
%20 = alloca double**
%21 = alloca double**
%22 = alloca i32**
%23 = alloca i32
%24 = alloca i32
store double %0, double* %12
store double %1, double* %13
store double %2, double* %14
store i32 %3, i32* %15
store i32 %4, i32* %16
store double** %5, double*** %17
store double** %6, double*** %18
store double** %7, double*** %19
store double** %8, double*** %20
store double** %9, double*** %21
store i32** %10, i32*** %22
store i32 1, i32* %23
br label %25
25: ; preds = %106, %11
%26 = load i32, i32* %23
%27 = load i32, i32* %15
%28 = icmp slt i32 %26, %27
br i1 %28, label %29, label %109
29: ; preds = %25
store i32 1, i32* %24
br label %30
30: ; preds = %102, %29
%31 = load i32, i32* %24
%32 = load i32, i32* %16
%33 = add nsw i32 %32, 1
%34 = icmp slt i32 %31, %33
br i1 %34, label %35, label %105
35: ; preds = %30
%36 = load i32**, i32*** %22
%37 = load i32, i32* %23
%38 = sext i32 %37 to i64
%39 = getelementptr inbounds i32*, i32** %36, i64 %38
%40 = load i32*, i32** %39
%41 = load i32, i32* %24
%42 = sext i32 %41 to i64
%43 = getelementptr inbounds i32, i32* %40, i64 %42
%44 = load i32, i32* %43
%45 = icmp eq i32 %44, 16
br i1 %45, label %46, label %101
46: ; preds = %35
%47 = load i32**, i32*** %22
%48 = load i32, i32* %23
%49 = add nsw i32 %48, 1
%50 = sext i32 %49 to i64
%51 = getelementptr inbounds i32*, i32** %47, i64 %50
%52 = load i32*, i32** %51
%53 = load i32, i32* %24
%54 = sext i32 %53 to i64
%55 = getelementptr inbounds i32, i32* %52, i64 %54
%56 = load i32, i32* %55
%57 = icmp eq i32 %56, 16
br i1 %57, label %58, label %101
58: ; preds = %46
%59 = load double**, double*** %19
%60 = load i32, i32* %23
%61 = sext i32 %60 to i64
%62 = getelementptr inbounds double*, double** %59, i64 %61
%63 = load double*, double** %62
%64 = load i32, i32* %24
%65 = sext i32 %64 to i64
%66 = getelementptr inbounds double, double* %63, i64 %65
%67 = load double, double* %66
%68 = load double, double* %12
%69 = load double, double* %13
%70 = fdiv double %68, %69
%71 = load double**, double*** %21
%72 = load i32, i32* %23
%73 = add nsw i32 %72, 1
%74 = sext i32 %73 to i64
%75 = getelementptr inbounds double*, double** %71, i64 %74
%76 = load double*, double** %75
%77 = load i32, i32* %24
%78 = sext i32 %77 to i64
%79 = getelementptr inbounds double, double* %76, i64 %78
%80 = load double, double* %79
%81 = load double**, double*** %21
%82 = load i32, i32* %23
%83 = sext i32 %82 to i64
%84 = getelementptr inbounds double*, double** %81, i64 %83
%85 = load double*, double** %84
%86 = load i32, i32* %24
%87 = sext i32 %86 to i64
%88 = getelementptr inbounds double, double* %85, i64 %87
%89 = load double, double* %88
%90 = fsub double %80, %89
%91 = fneg double %70
%92 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %91, double %90, double %67)
%93 = load double**, double*** %17
%94 = load i32, i32* %23
%95 = sext i32 %94 to i64
%96 = getelementptr inbounds double*, double** %93, i64 %95
%97 = load double*, double** %96
%98 = load i32, i32* %24
%99 = sext i32 %98 to i64
%100 = getelementptr inbounds double, double* %97, i64 %99
store double %92, double* %100
br label %101
101: ; preds = %58, %46, %35
br label %102
102: ; preds = %101
%103 = load i32, i32* %24
%104 = add nsw i32 %103, 1
store i32 %104, i32* %24
br label %30
105: ; preds = %30
br label %106
106: ; preds = %105
%107 = load i32, i32* %23
%108 = add nsw i32 %107, 1
store i32 %108, i32* %23
br label %25
109: ; preds = %25
store i32 1, i32* %23
br label %110
110: ; preds = %191, %109
%111 = load i32, i32* %23
%112 = load i32, i32* %15
%113 = add nsw i32 %112, 1
%114 = icmp slt i32 %111, %113
br i1 %114, label %115, label %194
115: ; preds = %110
store i32 1, i32* %24
br label %116
116: ; preds = %187, %115
%117 = load i32, i32* %24
%118 = load i32, i32* %16
%119 = icmp slt i32 %117, %118
br i1 %119, label %120, label %190
120: ; preds = %116
%121 = load i32**, i32*** %22
%122 = load i32, i32* %23
%123 = sext i32 %122 to i64
%124 = getelementptr inbounds i32*, i32** %121, i64 %123
%125 = load i32*, i32** %124
%126 = load i32, i32* %24
%127 = sext i32 %126 to i64
%128 = getelementptr inbounds i32, i32* %125, i64 %127
%129 = load i32, i32* %128
%130 = icmp eq i32 %129, 16
br i1 %130, label %131, label %186
131: ; preds = %120
%132 = load i32**, i32*** %22
%133 = load i32, i32* %23
%134 = sext i32 %133 to i64
%135 = getelementptr inbounds i32*, i32** %132, i64 %134
%136 = load i32*, i32** %135
%137 = load i32, i32* %24
%138 = add nsw i32 %137, 1
%139 = sext i32 %138 to i64
%140 = getelementptr inbounds i32, i32* %136, i64 %139
%141 = load i32, i32* %140
%142 = icmp eq i32 %141, 16
br i1 %142, label %143, label %186
143: ; preds = %131
%144 = load double**, double*** %20
%145 = load i32, i32* %23
%146 = sext i32 %145 to i64
%147 = getelementptr inbounds double*, double** %144, i64 %146
%148 = load double*, double** %147
%149 = load i32, i32* %24
%150 = sext i32 %149 to i64
%151 = getelementptr inbounds double, double* %148, i64 %150
%152 = load double, double* %151
%153 = load double, double* %12
%154 = load double, double* %14
%155 = fdiv double %153, %154
%156 = load double**, double*** %21
%157 = load i32, i32* %23
%158 = sext i32 %157 to i64
%159 = getelementptr inbounds double*, double** %156, i64 %158
%160 = load double*, double** %159
%161 = load i32, i32* %24
%162 = add nsw i32 %161, 1
%163 = sext i32 %162 to i64
%164 = getelementptr inbounds double, double* %160, i64 %163
%165 = load double, double* %164
%166 = load double**, double*** %21
%167 = load i32, i32* %23
%168 = sext i32 %167 to i64
%169 = getelementptr inbounds double*, double** %166, i64 %168
%170 = load double*, double** %169
%171 = load i32, i32* %24
%172 = sext i32 %171 to i64
%173 = getelementptr inbounds double, double* %170, i64 %172
%174 = load double, double* %173
%175 = fsub double %165, %174
%176 = fneg double %155
%177 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %176, double %175, double %152)
%178 = load double**, double*** %18
%179 = load i32, i32* %23
%180 = sext i32 %179 to i64
%181 = getelementptr inbounds double*, double** %178, i64 %180
%182 = load double*, double** %181
%183 = load i32, i32* %24
%184 = sext i32 %183 to i64
%185 = getelementptr inbounds double, double* %182, i64 %184
store double %177, double* %185
br label %186
186: ; preds = %143, %131, %120
br label %187
187: ; preds = %186
%188 = load i32, i32* %24
%189 = add nsw i32 %188, 1
store i32 %189, i32* %24
br label %116
190: ; preds = %116
br label %191
191: ; preds = %190
%192 = load i32, i32* %23
%193 = add nsw i32 %192, 1
store i32 %193, i32* %23
br label %110
194: ; preds = %110
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @calculate_uv(double %0, double %1, double %2, i32 %3, i32 %4, double** nocapture %5, double** nocapture %6, double** nocapture %7, double** nocapture %8, double** nocapture %9, i32** nocapture %10) {
%12 = icmp sgt i32 %3, 1
br i1 %12, label %13, label %33
13: ; preds = %11
%14 = icmp slt i32 %4, 1
%15 = fneg double %0
%16 = fdiv double %15, %1
%17 = add i32 %4, 1
%18 = zext i32 %3 to i64
%19 = zext i32 %17 to i64
br label %20
20: ; preds = %13, %69
%21 = phi i64 [ 1, %13 ], [ %70, %69 ]
br i1 %14, label %22, label %24
22: ; preds = %20
%23 = add nuw nsw i64 %21, 1
br label %69
24: ; preds = %20
%25 = getelementptr inbounds i32*, i32** %10, i64 %21
%26 = load i32*, i32** %25
%27 = add nuw nsw i64 %21, 1
%28 = getelementptr inbounds i32*, i32** %10, i64 %27
%29 = getelementptr inbounds double*, double** %7, i64 %21
%30 = getelementptr inbounds double*, double** %9, i64 %27
%31 = getelementptr inbounds double*, double** %9, i64 %21
%32 = getelementptr inbounds double*, double** %5, i64 %21
br label %42
33: ; preds = %69, %11
%34 = icmp slt i32 %3, 1
br i1 %34, label %108, label %35
35: ; preds = %33
%36 = icmp sgt i32 %4, 1
%37 = fneg double %0
%38 = fdiv double %37, %2
%39 = add nuw i32 %3, 1
%40 = zext i32 %39 to i64
%41 = zext i32 %4 to i64
br label %72
42: ; preds = %24, %66
%43 = phi i64 [ 1, %24 ], [ %67, %66 ]
%44 = getelementptr inbounds i32, i32* %26, i64 %43
%45 = load i32, i32* %44
%46 = icmp eq i32 %45, 16
br i1 %46, label %47, label %66
47: ; preds = %42
%48 = load i32*, i32** %28
%49 = getelementptr inbounds i32, i32* %48, i64 %43
%50 = load i32, i32* %49
%51 = icmp eq i32 %50, 16
br i1 %51, label %52, label %66
52: ; preds = %47
%53 = load double*, double** %29
%54 = getelementptr inbounds double, double* %53, i64 %43
%55 = load double, double* %54
%56 = load double*, double** %30
%57 = getelementptr inbounds double, double* %56, i64 %43
%58 = load double, double* %57
%59 = load double*, double** %31
%60 = getelementptr inbounds double, double* %59, i64 %43
%61 = load double, double* %60
%62 = fsub double %58, %61
%63 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %16, double %62, double %55)
%64 = load double*, double** %32
%65 = getelementptr inbounds double, double* %64, i64 %43
store double %63, double* %65
br label %66
66: ; preds = %42, %47, %52
%67 = add nuw nsw i64 %43, 1
%68 = icmp eq i64 %67, %19
br i1 %68, label %69, label %42
69: ; preds = %66, %22
%70 = phi i64 [ %23, %22 ], [ %27, %66 ]
%71 = icmp eq i64 %70, %18
br i1 %71, label %33, label %20
72: ; preds = %35, %105
%73 = phi i64 [ 1, %35 ], [ %106, %105 ]
br i1 %36, label %74, label %105
74: ; preds = %72
%75 = getelementptr inbounds i32*, i32** %10, i64 %73
%76 = load i32*, i32** %75
%77 = getelementptr inbounds double*, double** %8, i64 %73
%78 = getelementptr inbounds double*, double** %9, i64 %73
%79 = getelementptr inbounds double*, double** %6, i64 %73
br label %80
80: ; preds = %74, %103
%81 = phi i64 [ 1, %74 ], [ %85, %103 ]
%82 = getelementptr inbounds i32, i32* %76, i64 %81
%83 = load i32, i32* %82
%84 = icmp eq i32 %83, 16
%85 = add nuw nsw i64 %81, 1
br i1 %84, label %86, label %103
86: ; preds = %80
%87 = getelementptr inbounds i32, i32* %76, i64 %85
%88 = load i32, i32* %87
%89 = icmp eq i32 %88, 16
br i1 %89, label %90, label %103
90: ; preds = %86
%91 = load double*, double** %77
%92 = getelementptr inbounds double, double* %91, i64 %81
%93 = load double, double* %92
%94 = load double*, double** %78
%95 = getelementptr inbounds double, double* %94, i64 %85
%96 = load double, double* %95
%97 = getelementptr inbounds double, double* %94, i64 %81
%98 = load double, double* %97
%99 = fsub double %96, %98
%100 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %38, double %99, double %93)
%101 = load double*, double** %79
%102 = getelementptr inbounds double, double* %101, i64 %81
store double %100, double* %102
br label %103
103: ; preds = %80, %86, %90
%104 = icmp eq i64 %85, %41
br i1 %104, label %105, label %80
105: ; preds = %103, %72
%106 = add nuw nsw i64 %73, 1
%107 = icmp eq i64 %106, %40
br i1 %107, label %108, label %72
108: ; preds = %105, %33
ret void
}