void compute(unsigned long **a, unsigned long **b, unsigned long **c,
             unsigned long **d, int N) {
  int i, j;
#pragma omp parallel for
  for (i = 1; i < N; i++) {
    a[i][1] = 3 * b[i][1];
    c[i][0] = a[i][1] * d[i][1];
#pragma omp parallel for
    for (j = 2; j < N; j++) {
      b[i][j] = c[i][j - 1] * c[i][j - 1];
      a[i][j] = 3 * b[i][j];
      c[i][j - 1] = a[i][j] * d[i][j];
    }
    b[i][N] = c[i][N - 1] * c[i][N - 1];
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<compute>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
mov    %r8d,-0x24(%rbp)
movl   $0x1,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
cmp    -0x24(%rbp),%eax
jge    12a4 <compute+0x1a4>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
imul   $0x3,0x8(%rax),%rcx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rdx
mov    (%rax,%rdx,8),%rax
mov    %rcx,0x8(%rax)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
mov    0x8(%rax),%rcx
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rdx
mov    (%rax,%rdx,8),%rax
imul   0x8(%rax),%rcx
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rdx
mov    (%rax,%rdx,8),%rax
mov    %rcx,(%rax)
movl   $0x2,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0x24(%rbp),%eax
jge    124f <compute+0x14f>
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rdx
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
imul   (%rax,%rcx,8),%rdx
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
imul   $0x3,(%rax,%rcx,8),%rdx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rdx
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
imul   (%rax,%rcx,8),%rdx
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    1183 <compute+0x83>
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rdx
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
imul   (%rax,%rcx,8),%rdx
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    111f <compute+0x1f>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<compute>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
cmp    $0x2,%r8d
jl     1213 <compute+0x113>
lea    -0x1(%r8),%r9d
mov    %r8d,%r10d
lea    -0x2(%r10),%r11
and    $0xfffffffffffffffe,%r11
mov    $0x1,%r14d
jmp    1149 <compute+0x49>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    (%rax,%r9,8),%rax
imul   %rax,%rax
mov    %rax,(%r15,%r10,8)
add    $0x1,%r14
cmp    %r10,%r14
je     1213 <compute+0x113>
mov    (%rsi,%r14,8),%r15
mov    0x8(%r15),%rax
lea    (%rax,%rax,2),%rbx
mov    (%rdi,%r14,8),%r12
mov    %rbx,0x8(%r12)
mov    (%rcx,%r14,8),%r13
imul   0x8(%r13),%rbx
mov    (%rdx,%r14,8),%rax
mov    %rbx,(%rax)
cmp    $0x2,%r8d
je     1130 <compute+0x30>
mov    $0x2,%ebx
cmp    $0x3,%r8d
je     11e3 <compute+0xe3>
xor    %ebx,%ebx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    0x8(%rax,%rbx,8),%rbp
imul   %rbp,%rbp
mov    %rbp,0x10(%r15,%rbx,8)
lea    0x0(%rbp,%rbp,2),%rbp
mov    %rbp,0x10(%r12,%rbx,8)
imul   0x10(%r13,%rbx,8),%rbp
mov    %rbp,0x8(%rax,%rbx,8)
mov    0x10(%rax,%rbx,8),%rbp
imul   %rbp,%rbp
mov    %rbp,0x18(%r15,%rbx,8)
lea    0x0(%rbp,%rbp,2),%rbp
mov    %rbp,0x18(%r12,%rbx,8)
imul   0x18(%r13,%rbx,8),%rbp
mov    %rbp,0x10(%rax,%rbx,8)
add    $0x2,%rbx
cmp    %rbx,%r11
jne    1190 <compute+0x90>
add    $0x2,%rbx
test   $0x1,%r10b
je     1130 <compute+0x30>
mov    -0x8(%rax,%rbx,8),%rbp
imul   %rbp,%rbp
mov    %rbp,(%r15,%rbx,8)
lea    0x0(%rbp,%rbp,2),%rbp
mov    %rbp,(%r12,%rbx,8)
imul   0x0(%r13,%rbx,8),%rbp
mov    %rbp,-0x8(%rax,%rbx,8)
jmp    1130 <compute+0x30>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

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

LLVM IR (-O2):
define void @compute(i64** nocapture %0, i64** nocapture %1, i64** nocapture %2, i64** nocapture %3, i32 %4) {
%6 = icmp sgt i32 %4, 1
br i1 %6, label %7, label %80
7: ; preds = %5
%8 = add nsw i32 %4, -1
%9 = zext i32 %8 to i64
%10 = zext i32 %4 to i64
%11 = zext i32 %4 to i64
%12 = add nsw i64 %11, -2
%13 = and i64 %11, 1
%14 = icmp eq i32 %4, 3
%15 = and i64 %12, -2
%16 = icmp eq i64 %13, 0
br label %17
17: ; preds = %7, %73
%18 = phi i64 [ 1, %7 ], [ %78, %73 ]
%19 = getelementptr inbounds i64*, i64** %1, i64 %18
%20 = load i64*, i64** %19
%21 = getelementptr inbounds i64, i64* %20, i64 1
%22 = load i64, i64* %21
%23 = mul i64 %22, 3
%24 = getelementptr inbounds i64*, i64** %0, i64 %18
%25 = load i64*, i64** %24
%26 = getelementptr inbounds i64, i64* %25, i64 1
store i64 %23, i64* %26
%27 = getelementptr inbounds i64*, i64** %3, i64 %18
%28 = load i64*, i64** %27
%29 = getelementptr inbounds i64, i64* %28, i64 1
%30 = load i64, i64* %29
%31 = mul i64 %30, %23
%32 = getelementptr inbounds i64*, i64** %2, i64 %18
%33 = load i64*, i64** %32
store i64 %31, i64* %33
switch i32 %4, label %34 [
i32 2, label %73
i32 3, label %60
]
34: ; preds = %17, %34
%35 = phi i64 [ %57, %34 ], [ 2, %17 ]
%36 = phi i64 [ %58, %34 ], [ 0, %17 ]
%37 = add nsw i64 %35, -1
%38 = getelementptr inbounds i64, i64* %33, i64 %37
%39 = load i64, i64* %38
%40 = mul i64 %39, %39
%41 = getelementptr inbounds i64, i64* %20, i64 %35
store i64 %40, i64* %41
%42 = mul i64 %40, 3
%43 = getelementptr inbounds i64, i64* %25, i64 %35
store i64 %42, i64* %43
%44 = getelementptr inbounds i64, i64* %28, i64 %35
%45 = load i64, i64* %44
%46 = mul i64 %45, %42
store i64 %46, i64* %38
%47 = or i64 %35, 1
%48 = getelementptr inbounds i64, i64* %33, i64 %35
%49 = load i64, i64* %48
%50 = mul i64 %49, %49
%51 = getelementptr inbounds i64, i64* %20, i64 %47
store i64 %50, i64* %51
%52 = mul i64 %50, 3
%53 = getelementptr inbounds i64, i64* %25, i64 %47
store i64 %52, i64* %53
%54 = getelementptr inbounds i64, i64* %28, i64 %47
%55 = load i64, i64* %54
%56 = mul i64 %55, %52
store i64 %56, i64* %48
%57 = add nuw nsw i64 %35, 2
%58 = add i64 %36, 2
%59 = icmp eq i64 %58, %15
br i1 %59, label %60, label %34
60: ; preds = %34, %17
%61 = phi i64 [ 2, %17 ], [ %57, %34 ]
br i1 %16, label %73, label %62
62: ; preds = %60
%63 = add nsw i64 %61, -1
%64 = getelementptr inbounds i64, i64* %33, i64 %63
%65 = load i64, i64* %64
%66 = mul i64 %65, %65
%67 = getelementptr inbounds i64, i64* %20, i64 %61
store i64 %66, i64* %67
%68 = mul i64 %66, 3
%69 = getelementptr inbounds i64, i64* %25, i64 %61
store i64 %68, i64* %69
%70 = getelementptr inbounds i64, i64* %28, i64 %61
%71 = load i64, i64* %70
%72 = mul i64 %71, %68
store i64 %72, i64* %64
br label %73
73: ; preds = %62, %60, %17
%74 = getelementptr inbounds i64, i64* %33, i64 %9
%75 = load i64, i64* %74
%76 = mul i64 %75, %75
%77 = getelementptr inbounds i64, i64* %20, i64 %10
store i64 %76, i64* %77
%78 = add nuw nsw i64 %18, 1
%79 = icmp eq i64 %78, %11
br i1 %79, label %80, label %17
80: ; preds = %73, %5
ret void
}