void relax_gauss(double *u, unsigned sizex, unsigned sizey) {
  unsigned i, j;
  for (j = 1; j < sizex - 1; j++) {
    for (i = 1; i < sizey - 1; i++) {
      u[i * sizex + j] =
          0.25 * (u[i * sizex + (j - 1)] + u[i * sizex + (j + 1)] +
                  u[(i - 1) * sizex + j] + u[(i + 1) * sizex + j]);
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<relax_gauss>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
movl   $0x1,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jae    11e4 <relax_gauss+0xe4>
movl   $0x1,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    -0x10(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jae    11d1 <relax_gauss+0xd1>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
imul   -0xc(%rbp),%ecx
mov    -0x18(%rbp),%edx
sub    $0x1,%edx
add    %edx,%ecx
mov    %ecx,%ecx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm1
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
imul   -0xc(%rbp),%ecx
mov    -0x18(%rbp),%edx
add    $0x1,%edx
add    %edx,%ecx
mov    %ecx,%ecx
addsd  (%rax,%rcx,8),%xmm1
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
imul   -0xc(%rbp),%ecx
add    -0x18(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%ecx
addsd  (%rax,%rcx,8),%xmm1
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
imul   -0xc(%rbp),%ecx
add    -0x18(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%ecx
addsd  (%rax,%rcx,8),%xmm1
movsd  0xe56(%rip),%xmm0
mulsd  %xmm1,%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
imul   -0xc(%rbp),%ecx
add    -0x18(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%ecx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    112d <relax_gauss+0x2d>
jmp    11d6 <relax_gauss+0xd6>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    1115 <relax_gauss+0x15>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<relax_gauss>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
lea    -0x1(%rsi),%r8d
cmp    $0x2,%r8d
jb     125c <relax_gauss+0x15c>
add    $0xffffffff,%edx
lea    -0x2(%rdx),%r10
lea    0x1(%rsi),%r11d
lea    -0x1(%rdx),%r9
lea    (%rsi,%rsi,1),%r13d
lea    (%rsi,%rsi,1),%r14d
add    $0x1,%r14d
mov    $0x1,%r12d
xor    %r15d,%r15d
movsd  0xebc(%rip),%xmm0
jmp    1169 <relax_gauss+0x69>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%r12d
add    $0x1,%r15
add    $0x1,%r11d
add    $0x1,%r14d
cmp    %r8d,%r12d
je     125c <relax_gauss+0x15c>
cmp    $0x2,%edx
jb     1150 <relax_gauss+0x50>
mov    %r12d,%eax
add    %r10d,%eax
setb   %bl
cmp    $0x1,%esi
jne    1210 <relax_gauss+0x110>
mov    $0xfffffffd,%eax
sub    %r15d,%eax
cmp    %r10d,%eax
jb     1210 <relax_gauss+0x110>
mov    %r10,%rax
shr    $0x20,%rax
jne    1210 <relax_gauss+0x110>
test   %bl,%bl
jne    1210 <relax_gauss+0x110>
test   %rax,%rax
jne    1210 <relax_gauss+0x110>
mov    $0xfffffffc,%ebx
sub    %r15d,%ebx
cmp    %r10d,%ebx
jb     1210 <relax_gauss+0x110>
test   %rax,%rax
jne    1210 <relax_gauss+0x110>
movsd  0x8(%rdi,%r15,8),%xmm1
mov    %r14d,%ebp
mov    %r9,%rax
mov    %r11d,%ebx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
lea    0x1(%rbx),%ecx
movsd  (%rdi,%rcx,8),%xmm2
addsd  %xmm1,%xmm2
addsd  %xmm1,%xmm2
mov    %ebp,%ecx
addsd  (%rdi,%rcx,8),%xmm2
mulsd  %xmm0,%xmm2
mov    %ebx,%ecx
movsd  %xmm2,(%rdi,%rcx,8)
add    %esi,%ebx
add    %esi,%ebp
movapd %xmm2,%xmm1
add    $0xffffffffffffffff,%rax
jne    11d0 <relax_gauss+0xd0>
jmp    1150 <relax_gauss+0x50>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
mov    %r12d,%ebx
mov    %r9,%rax
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
lea    (%rsi,%rbx,1),%ebp
add    $0xffffffff,%ebp
movsd  (%rdi,%rbp,8),%xmm1
lea    0x1(%rsi,%rbx,1),%ebp
addsd  (%rdi,%rbp,8),%xmm1
mov    %ebx,%ebp
addsd  (%rdi,%rbp,8),%xmm1
lea    (%rsi,%rbx,1),%ebp
add    %r13d,%ebx
addsd  (%rdi,%rbx,8),%xmm1
mulsd  %xmm0,%xmm1
movsd  %xmm1,(%rdi,%rbp,8)
mov    %ebp,%ebx
add    $0xffffffffffffffff,%rax
jne    1220 <relax_gauss+0x120>
jmp    1150 <relax_gauss+0x50>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @relax_gauss(double* %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = alloca double*
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
store double* %0, double** %4
store i32 %1, i32* %5
store i32 %2, i32* %6
store i32 1, i32* %8
br label %9
9: ; preds = %77, %3
%10 = load i32, i32* %8
%11 = load i32, i32* %5
%12 = sub i32 %11, 1
%13 = icmp ult i32 %10, %12
br i1 %13, label %14, label %80
14: ; preds = %9
store i32 1, i32* %7
br label %15
15: ; preds = %73, %14
%16 = load i32, i32* %7
%17 = load i32, i32* %6
%18 = sub i32 %17, 1
%19 = icmp ult i32 %16, %18
br i1 %19, label %20, label %76
20: ; preds = %15
%21 = load double*, double** %4
%22 = load i32, i32* %7
%23 = load i32, i32* %5
%24 = mul i32 %22, %23
%25 = load i32, i32* %8
%26 = sub i32 %25, 1
%27 = add i32 %24, %26
%28 = zext i32 %27 to i64
%29 = getelementptr inbounds double, double* %21, i64 %28
%30 = load double, double* %29
%31 = load double*, double** %4
%32 = load i32, i32* %7
%33 = load i32, i32* %5
%34 = mul i32 %32, %33
%35 = load i32, i32* %8
%36 = add i32 %35, 1
%37 = add i32 %34, %36
%38 = zext i32 %37 to i64
%39 = getelementptr inbounds double, double* %31, i64 %38
%40 = load double, double* %39
%41 = fadd double %30, %40
%42 = load double*, double** %4
%43 = load i32, i32* %7
%44 = sub i32 %43, 1
%45 = load i32, i32* %5
%46 = mul i32 %44, %45
%47 = load i32, i32* %8
%48 = add i32 %46, %47
%49 = zext i32 %48 to i64
%50 = getelementptr inbounds double, double* %42, i64 %49
%51 = load double, double* %50
%52 = fadd double %41, %51
%53 = load double*, double** %4
%54 = load i32, i32* %7
%55 = add i32 %54, 1
%56 = load i32, i32* %5
%57 = mul i32 %55, %56
%58 = load i32, i32* %8
%59 = add i32 %57, %58
%60 = zext i32 %59 to i64
%61 = getelementptr inbounds double, double* %53, i64 %60
%62 = load double, double* %61
%63 = fadd double %52, %62
%64 = fmul double 2.500000e-01, %63
%65 = load double*, double** %4
%66 = load i32, i32* %7
%67 = load i32, i32* %5
%68 = mul i32 %66, %67
%69 = load i32, i32* %8
%70 = add i32 %68, %69
%71 = zext i32 %70 to i64
%72 = getelementptr inbounds double, double* %65, i64 %71
store double %64, double* %72
br label %73
73: ; preds = %20
%74 = load i32, i32* %7
%75 = add i32 %74, 1
store i32 %75, i32* %7
br label %15
76: ; preds = %15
br label %77
77: ; preds = %76
%78 = load i32, i32* %8
%79 = add i32 %78, 1
store i32 %79, i32* %8
br label %9
80: ; preds = %9
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @relax_gauss(double* nocapture %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = add i32 %1, -1
%5 = icmp ugt i32 %4, 1
br i1 %5, label %6, label %102
6: ; preds = %3
%7 = add i32 %2, -1
%8 = icmp ugt i32 %7, 1
%9 = zext i32 %7 to i64
%10 = add nsw i64 %9, -2
%11 = icmp ne i32 %1, 1
%12 = trunc i64 %10 to i32
%13 = icmp ugt i64 %10, 4294967295
%14 = trunc i64 %10 to i32
%15 = icmp ugt i64 %10, 4294967295
%16 = trunc i64 %10 to i32
%17 = icmp ugt i64 %10, 4294967295
br label %18
18: ; preds = %6, %97
%19 = phi i64 [ 0, %6 ], [ %101, %97 ]
%20 = phi i32 [ 0, %6 ], [ %100, %97 ]
%21 = phi i32 [ 1, %6 ], [ %98, %97 ]
%22 = add i64 %19, 1
%23 = getelementptr double, double* %0, i64 %22
br i1 %8, label %24, label %97
24: ; preds = %18
%25 = sub i32 -3, %20
%26 = icmp ult i32 %25, %12
%27 = or i1 %26, %13
%28 = xor i32 %21, -1
%29 = icmp ult i32 %28, %14
%30 = or i1 %29, %15
%31 = sub i32 -4, %20
%32 = icmp ult i32 %31, %16
%33 = or i1 %32, %17
%34 = or i1 %11, %27
%35 = or i1 %34, %30
%36 = or i1 %35, %33
br i1 %36, label %37, label %71
37: ; preds = %24, %37
%38 = phi i64 [ %59, %37 ], [ 1, %24 ]
%39 = trunc i64 %38 to i32
%40 = mul i32 %39, %1
%41 = add i32 %40, %21
%42 = add i32 %41, -1
%43 = zext i32 %42 to i64
%44 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %43
%45 = load double, double* %44
%46 = add i32 %41, 1
%47 = zext i32 %46 to i64
%48 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %47
%49 = load double, double* %48
%50 = fadd double %45, %49
%51 = trunc i64 %38 to i32
%52 = add i32 %51, -1
%53 = mul i32 %52, %1
%54 = add i32 %53, %21
%55 = zext i32 %54 to i64
%56 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %55
%57 = load double, double* %56
%58 = fadd double %50, %57
%59 = add nuw nsw i64 %38, 1
%60 = trunc i64 %59 to i32
%61 = mul i32 %60, %1
%62 = add i32 %61, %21
%63 = zext i32 %62 to i64
%64 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %63
%65 = load double, double* %64
%66 = fadd double %58, %65
%67 = fmul double %66, 2.500000e-01
%68 = zext i32 %41 to i64
%69 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %68
store double %67, double* %69
%70 = icmp eq i64 %59, %9
br i1 %70, label %97, label %37
71: ; preds = %24
%72 = load double, double* %23
br label %73
73: ; preds = %71, %73
%74 = phi double [ %72, %71 ], [ %93, %73 ]
%75 = phi i64 [ 1, %71 ], [ %85, %73 ]
%76 = trunc i64 %75 to i32
%77 = mul i32 %76, %1
%78 = add i32 %77, %21
%79 = add i32 %78, 1
%80 = zext i32 %79 to i64
%81 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %80
%82 = load double, double* %81
%83 = fadd double %74, %82
%84 = fadd double %83, %74
%85 = add nuw nsw i64 %75, 1
%86 = trunc i64 %85 to i32
%87 = mul i32 %86, %1
%88 = add i32 %87, %21
%89 = zext i32 %88 to i64
%90 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %89
%91 = load double, double* %90
%92 = fadd double %84, %91
%93 = fmul double %92, 2.500000e-01
%94 = zext i32 %78 to i64
%95 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %94
store double %93, double* %95
%96 = icmp eq i64 %85, %9
br i1 %96, label %97, label %73
97: ; preds = %73, %37, %18
%98 = add nuw i32 %21, 1
%99 = icmp eq i32 %98, %4
%100 = add i32 %20, 1
%101 = add i64 %19, 1
br i1 %99, label %102, label %18
102: ; preds = %97, %3
ret void
}