double residual_jacobi(double *u, double *utmp, unsigned sizex,
                       unsigned sizey) {
  unsigned i, j;
  double unew, diff, sum = 0.0;
  for (j = 1; j < sizex - 1; j++) {
    for (i = 1; i < sizey - 1; i++) {
      diff = utmp[i + j * sizey] - u[i + j * sizey];
      sum += diff * diff;
    }
  }
  return sum;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<residual_jacobi>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
mov    %ecx,-0x18(%rbp)
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x38(%rbp)
movl   $0x1,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jae    11ba <residual_jacobi+0xba>
movl   $0x1,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jae    11a7 <residual_jacobi+0xa7>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
mov    -0x20(%rbp),%edx
imul   -0x18(%rbp),%edx
add    %edx,%ecx
mov    %ecx,%ecx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
mov    -0x20(%rbp),%edx
imul   -0x18(%rbp),%edx
add    %edx,%ecx
mov    %ecx,%ecx
subsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x30(%rbp)
movsd  -0x30(%rbp),%xmm0
movsd  -0x30(%rbp),%xmm2
movsd  -0x38(%rbp),%xmm1
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x38(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1139 <residual_jacobi+0x39>
jmp    11ac <residual_jacobi+0xac>
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    1121 <residual_jacobi+0x21>
movsd  -0x38(%rbp),%xmm0
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<residual_jacobi>:
push   %r15
push   %r14
push   %rbx
add    $0xffffffff,%edx
xorpd  %xmm0,%xmm0
cmp    $0x2,%edx
jb     11d6 <residual_jacobi+0xd6>
lea    -0x1(%rcx),%r9d
lea    -0x1(%r9),%r8
lea    0x2(%rcx),%r10d
mov    %r8,%r14
and    $0xfffffffffffffffe,%r14
neg    %r14
mov    $0x1,%r11d
xorpd  %xmm0,%xmm0
jmp    1150 <residual_jacobi+0x50>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%r11d
add    %ecx,%r10d
cmp    %edx,%r11d
je     11d6 <residual_jacobi+0xd6>
cmp    $0x2,%r9d
jb     1140 <residual_jacobi+0x40>
mov    $0x1,%r15d
je     11ae <residual_jacobi+0xae>
mov    $0x1,%r15d
mov    %r10d,%eax
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
lea    -0x1(%rax),%ebx
movsd  (%rsi,%rbx,8),%xmm1
subsd  (%rdi,%rbx,8),%xmm1
mulsd  %xmm1,%xmm1
addsd  %xmm0,%xmm1
mov    %eax,%ebx
movsd  (%rsi,%rbx,8),%xmm0
subsd  (%rdi,%rbx,8),%xmm0
mulsd  %xmm0,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
add    $0x2,%eax
lea    (%r14,%r15,1),%rbx
add    $0x2,%rbx
add    $0x2,%r15
cmp    $0x1,%rbx
jne    1170 <residual_jacobi+0x70>
test   $0x1,%r8b
je     1140 <residual_jacobi+0x40>
mov    %r11d,%eax
imul   %ecx,%eax
add    %eax,%r15d
movsd  (%rsi,%r15,8),%xmm1
subsd  (%rdi,%r15,8),%xmm1
mulsd  %xmm1,%xmm1
addsd  %xmm1,%xmm0
jmp    1140 <residual_jacobi+0x40>
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %r15
ret

LLVM IR (-O0):
define double @residual_jacobi(double* %0, double* %1, i32 %2, i32 %3) {
%5 = alloca double*
%6 = alloca double*
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca double
%12 = alloca double
%13 = alloca double
store double* %0, double** %5
store double* %1, double** %6
store i32 %2, i32* %7
store i32 %3, i32* %8
store double 0.000000e+00, double* %13
store i32 1, i32* %10
br label %14
14: ; preds = %53, %4
%15 = load i32, i32* %10
%16 = load i32, i32* %7
%17 = sub i32 %16, 1
%18 = icmp ult i32 %15, %17
br i1 %18, label %19, label %56
19: ; preds = %14
store i32 1, i32* %9
br label %20
20: ; preds = %49, %19
%21 = load i32, i32* %9
%22 = load i32, i32* %8
%23 = sub i32 %22, 1
%24 = icmp ult i32 %21, %23
br i1 %24, label %25, label %52
25: ; preds = %20
%26 = load double*, double** %6
%27 = load i32, i32* %9
%28 = load i32, i32* %10
%29 = load i32, i32* %8
%30 = mul i32 %28, %29
%31 = add i32 %27, %30
%32 = zext i32 %31 to i64
%33 = getelementptr inbounds double, double* %26, i64 %32
%34 = load double, double* %33
%35 = load double*, double** %5
%36 = load i32, i32* %9
%37 = load i32, i32* %10
%38 = load i32, i32* %8
%39 = mul i32 %37, %38
%40 = add i32 %36, %39
%41 = zext i32 %40 to i64
%42 = getelementptr inbounds double, double* %35, i64 %41
%43 = load double, double* %42
%44 = fsub double %34, %43
store double %44, double* %12
%45 = load double, double* %12
%46 = load double, double* %12
%47 = load double, double* %13
%48 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %45, double %46, double %47)
store double %48, double* %13
br label %49
49: ; preds = %25
%50 = load i32, i32* %9
%51 = add i32 %50, 1
store i32 %51, i32* %9
br label %20
52: ; preds = %20
br label %53
53: ; preds = %52
%54 = load i32, i32* %10
%55 = add i32 %54, 1
store i32 %55, i32* %10
br label %14
56: ; preds = %14
%57 = load double, double* %13
ret double %57
}

LLVM IR (-O2):
define double @residual_jacobi(double* nocapture %0, double* nocapture %1, i32 %2, i32 %3) {
%5 = add i32 %2, -1
%6 = icmp ugt i32 %5, 1
br i1 %6, label %7, label %65
7: ; preds = %4
%8 = add i32 %3, -1
%9 = icmp ugt i32 %8, 1
%10 = zext i32 %8 to i64
%11 = add nsw i64 %10, -1
%12 = and i64 %11, 1
%13 = icmp eq i32 %8, 2
%14 = and i64 %11, -2
%15 = icmp eq i64 %12, 0
br label %16
16: ; preds = %7, %61
%17 = phi double [ 0.000000e+00, %7 ], [ %62, %61 ]
%18 = phi i32 [ 1, %7 ], [ %63, %61 ]
br i1 %9, label %19, label %61
19: ; preds = %16
%20 = mul i32 %18, %3
br i1 %13, label %47, label %21
21: ; preds = %19, %21
%22 = phi i64 [ %44, %21 ], [ 1, %19 ]
%23 = phi double [ %43, %21 ], [ %17, %19 ]
%24 = phi i64 [ %45, %21 ], [ 0, %19 ]
%25 = trunc i64 %22 to i32
%26 = add i32 %20, %25
%27 = zext i32 %26 to i64
%28 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %27
%29 = load double, double* %28
%30 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %27
%31 = load double, double* %30
%32 = fsub double %29, %31
%33 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %32, double %32, double %23)
%34 = trunc i64 %22 to i32
%35 = add i32 %34, 1
%36 = add i32 %20, %35
%37 = zext i32 %36 to i64
%38 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %37
%39 = load double, double* %38
%40 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %37
%41 = load double, double* %40
%42 = fsub double %39, %41
%43 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %42, double %42, double %33)
%44 = add nuw nsw i64 %22, 2
%45 = add i64 %24, 2
%46 = icmp eq i64 %45, %14
br i1 %46, label %47, label %21
47: ; preds = %21, %19
%48 = phi double [ undef, %19 ], [ %43, %21 ]
%49 = phi i64 [ 1, %19 ], [ %44, %21 ]
%50 = phi double [ %17, %19 ], [ %43, %21 ]
br i1 %15, label %61, label %51
51: ; preds = %47
%52 = trunc i64 %49 to i32
%53 = add i32 %20, %52
%54 = zext i32 %53 to i64
%55 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %54
%56 = load double, double* %55
%57 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %54
%58 = load double, double* %57
%59 = fsub double %56, %58
%60 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %59, double %59, double %50)
br label %61
61: ; preds = %51, %47, %16
%62 = phi double [ %17, %16 ], [ %48, %47 ], [ %60, %51 ]
%63 = add nuw i32 %18, 1
%64 = icmp eq i32 %63, %5
br i1 %64, label %65, label %16
65: ; preds = %61, %4
%66 = phi double [ 0.000000e+00, %4 ], [ %62, %61 ]
ret double %66
}