void Compute_Diff_(double *u, double *Lu, const double diff,
                   const unsigned int nx, const unsigned int ny) {
  unsigned int i, j, o, n, s, e, w, nn, ss, ee, ww;
  for (j = 0; j < ny; j++) {
    for (i = 0; i < nx; i++) {
      o = i + nx * j;
      nn = o + nx + nx;
      n = o + nx;
      s = o - nx;
      ss = o - nx - nx;
      ee = o + 2;
      e = o + 1;
      w = o - 1;
      ww = o - 2;
      if (i > 1 && i < nx - 2 && j > 1 && j < ny - 2)
        Lu[o] += diff * (-u[ee] - u[nn] + 16 * u[n] + 16 * u[e] - 60 * u[o] +
                         16 * u[w] + 16 * u[s] - u[ss] - u[ww]);
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<Compute_Diff_>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
movsd  %xmm0,-0x18(%rbp)
mov    %edx,-0x1c(%rbp)
mov    %ecx,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
cmp    -0x20(%rbp),%eax
jae    12e7 <Compute_Diff_+0x1e7>
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jae    12d4 <Compute_Diff_+0x1d4>
mov    -0x24(%rbp),%eax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
imul   -0x28(%rbp),%ecx
add    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    -0x1c(%rbp),%eax
add    -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x40(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
sub    -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
sub    -0x1c(%rbp),%eax
sub    -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x44(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x2,%eax
mov    %eax,-0x48(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x38(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
sub    $0x2,%eax
mov    %eax,-0x4c(%rbp)
cmpl   $0x1,-0x24(%rbp)
jbe    12c1 <Compute_Diff_+0x1c1>
mov    -0x24(%rbp),%eax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
sub    $0x2,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jae    12c1 <Compute_Diff_+0x1c1>
cmpl   $0x1,-0x28(%rbp)
jbe    12c1 <Compute_Diff_+0x1c1>
mov    -0x28(%rbp),%eax
mov    -0x20(%rbp),%ecx
sub    $0x2,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jae    12c1 <Compute_Diff_+0x1c1>
movsd  -0x18(%rbp),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x48(%rbp),%ecx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm1
movq   %xmm1,%rax
movabs $0x8000000000000000,%rcx
xor    %rcx,%rax
movq   %rax,%xmm1
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x40(%rbp),%ecx
subsd  (%rax,%rcx,8),%xmm1
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x30(%rbp),%ecx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
movsd  0xde8(%rip),%xmm3
mulsd  %xmm3,%xmm2
addsd  %xmm1,%xmm2
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x38(%rbp),%ecx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm1
movsd  0xdcc(%rip),%xmm3
mulsd  %xmm3,%xmm1
addsd  %xmm2,%xmm1
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
movsd  0xdb8(%rip),%xmm3
mulsd  %xmm3,%xmm2
addsd  %xmm1,%xmm2
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x3c(%rbp),%ecx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm1
movsd  0xd94(%rip),%xmm3
mulsd  %xmm3,%xmm1
addsd  %xmm2,%xmm1
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x34(%rbp),%ecx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
movsd  0xd78(%rip),%xmm3
mulsd  %xmm3,%xmm2
addsd  %xmm1,%xmm2
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x44(%rbp),%ecx
subsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x4c(%rbp),%ecx
subsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm1
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
jmp    12c6 <Compute_Diff_+0x1c6>
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    1131 <Compute_Diff_+0x31>
jmp    12d9 <Compute_Diff_+0x1d9>
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    111e <Compute_Diff_+0x1e>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<Compute_Diff_>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
mov    %rdx,-0x28(%rsp)
mov    %rsi,-0x10(%rsp)
test   %ecx,%ecx
je     1288 <Compute_Diff_+0x188>
mov    -0x28(%rsp),%rax
lea    -0x2(%rax),%esi
lea    -0x2(%rcx),%edx
mov    %rdx,-0x8(%rsp)
mov    %ecx,%ecx
mov    %rcx,-0x18(%rsp)
mov    %eax,%ebp
lea    -0x1(%rax),%ecx
mov    %ecx,-0x2c(%rsp)
lea    0x2(%rax),%r15d
lea    0x2(%rax,%rax,1),%r13d
mov    $0x2,%r14d
mov    $0x2,%ecx
sub    %eax,%ecx
sub    %eax,%ecx
sub    %eax,%r14d
mov    %rbp,-0x20(%rsp)
lea    -0x2(%rbp),%r12
xor    %ebx,%ebx
movapd 0xe96(%rip),%xmm1
movsd  0xe9e(%rip),%xmm2
movsd  0xe9e(%rip),%xmm3
xor    %ebp,%ebp
jmp    11a3 <Compute_Diff_+0xa3>
xchg   %ax,%ax
add    $0x1,%rbp
mov    -0x20(%rsp),%rax
add    %rax,%rbx
add    %rax,%r15
add    %rax,%r13
add    %rax,%rcx
add    %rax,%r14
cmp    -0x18(%rsp),%rbp
je     1288 <Compute_Diff_+0x188>
cmpl   $0x0,-0x28(%rsp)
je     1180 <Compute_Diff_+0x80>
cmpl   $0x2,-0x2c(%rsp)
jb     1180 <Compute_Diff_+0x80>
xor    %r10d,%r10d
jmp    11c9 <Compute_Diff_+0xc9>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%r10
cmp    %r10,%r12
je     1180 <Compute_Diff_+0x80>
lea    0x2(%r10),%rdx
cmp    %rsi,%rdx
jae    11c0 <Compute_Diff_+0xc0>
cmp    $0x2,%rbp
jb     11c0 <Compute_Diff_+0xc0>
cmp    -0x8(%rsp),%rbp
jae    11c0 <Compute_Diff_+0xc0>
lea    (%rbx,%r10,1),%r11
add    $0x2,%r11
lea    (%rbx,%r10,1),%r9
lea    0x4(%r9),%edx
movsd  (%rdi,%rdx,8),%xmm4
lea    0x0(%r13,%r10,1),%edx
xorpd  %xmm1,%xmm4
subsd  (%rdi,%rdx,8),%xmm4
lea    (%r15,%r10,1),%rdx
mov    %edx,%edx
movsd  (%rdi,%rdx,8),%xmm5
lea    0x3(%r9),%edx
mulsd  %xmm2,%xmm5
addsd  %xmm4,%xmm5
movsd  (%rdi,%rdx,8),%xmm4
lea    0x1(%r9),%r8d
mulsd  %xmm2,%xmm4
addsd  %xmm5,%xmm4
mov    %r11d,%edx
shl    $0x3,%rdx
movsd  (%rdi,%rdx,1),%xmm5
mulsd  %xmm3,%xmm5
addsd  %xmm4,%xmm5
movsd  (%rdi,%r8,8),%xmm4
lea    (%r14,%r10,1),%rax
mulsd  %xmm2,%xmm4
addsd  %xmm5,%xmm4
mov    %eax,%eax
movsd  (%rdi,%rax,8),%xmm5
lea    (%rcx,%r10,1),%eax
mulsd  %xmm2,%xmm5
addsd  %xmm4,%xmm5
subsd  (%rdi,%rax,8),%xmm5
mov    %r9d,%eax
subsd  (%rdi,%rax,8),%xmm5
mulsd  %xmm0,%xmm5
mov    -0x10(%rsp),%rax
addsd  (%rax,%rdx,1),%xmm5
movsd  %xmm5,(%rax,%rdx,1)
jmp    11c0 <Compute_Diff_+0xc0>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @Compute_Diff_(double* %0, double* %1, double %2, i32 %3, i32 %4) {
%6 = alloca double*
%7 = alloca double*
%8 = alloca double
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
%13 = alloca i32
%14 = alloca i32
%15 = alloca i32
%16 = alloca i32
%17 = alloca i32
%18 = alloca i32
%19 = alloca i32
%20 = alloca i32
%21 = alloca i32
store double* %0, double** %6
store double* %1, double** %7
store double %2, double* %8
store i32 %3, i32* %9
store i32 %4, i32* %10
store i32 0, i32* %12
br label %22
22: ; preds = %143, %5
%23 = load i32, i32* %12
%24 = load i32, i32* %10
%25 = icmp ult i32 %23, %24
br i1 %25, label %26, label %146
26: ; preds = %22
store i32 0, i32* %11
br label %27
27: ; preds = %139, %26
%28 = load i32, i32* %11
%29 = load i32, i32* %9
%30 = icmp ult i32 %28, %29
br i1 %30, label %31, label %142
31: ; preds = %27
%32 = load i32, i32* %11
%33 = load i32, i32* %9
%34 = load i32, i32* %12
%35 = mul i32 %33, %34
%36 = add i32 %32, %35
store i32 %36, i32* %13
%37 = load i32, i32* %13
%38 = load i32, i32* %9
%39 = add i32 %37, %38
%40 = load i32, i32* %9
%41 = add i32 %39, %40
store i32 %41, i32* %18
%42 = load i32, i32* %13
%43 = load i32, i32* %9
%44 = add i32 %42, %43
store i32 %44, i32* %14
%45 = load i32, i32* %13
%46 = load i32, i32* %9
%47 = sub i32 %45, %46
store i32 %47, i32* %15
%48 = load i32, i32* %13
%49 = load i32, i32* %9
%50 = sub i32 %48, %49
%51 = load i32, i32* %9
%52 = sub i32 %50, %51
store i32 %52, i32* %19
%53 = load i32, i32* %13
%54 = add i32 %53, 2
store i32 %54, i32* %20
%55 = load i32, i32* %13
%56 = add i32 %55, 1
store i32 %56, i32* %16
%57 = load i32, i32* %13
%58 = sub i32 %57, 1
store i32 %58, i32* %17
%59 = load i32, i32* %13
%60 = sub i32 %59, 2
store i32 %60, i32* %21
%61 = load i32, i32* %11
%62 = icmp ugt i32 %61, 1
br i1 %62, label %63, label %138
63: ; preds = %31
%64 = load i32, i32* %11
%65 = load i32, i32* %9
%66 = sub i32 %65, 2
%67 = icmp ult i32 %64, %66
br i1 %67, label %68, label %138
68: ; preds = %63
%69 = load i32, i32* %12
%70 = icmp ugt i32 %69, 1
br i1 %70, label %71, label %138
71: ; preds = %68
%72 = load i32, i32* %12
%73 = load i32, i32* %10
%74 = sub i32 %73, 2
%75 = icmp ult i32 %72, %74
br i1 %75, label %76, label %138
76: ; preds = %71
%77 = load double, double* %8
%78 = load double*, double** %6
%79 = load i32, i32* %20
%80 = zext i32 %79 to i64
%81 = getelementptr inbounds double, double* %78, i64 %80
%82 = load double, double* %81
%83 = fneg double %82
%84 = load double*, double** %6
%85 = load i32, i32* %18
%86 = zext i32 %85 to i64
%87 = getelementptr inbounds double, double* %84, i64 %86
%88 = load double, double* %87
%89 = fsub double %83, %88
%90 = load double*, double** %6
%91 = load i32, i32* %14
%92 = zext i32 %91 to i64
%93 = getelementptr inbounds double, double* %90, i64 %92
%94 = load double, double* %93
%95 = call double @llvm.fmuladd.f64(double 1.600000e+01, double %94, double %89)
%96 = load double*, double** %6
%97 = load i32, i32* %16
%98 = zext i32 %97 to i64
%99 = getelementptr inbounds double, double* %96, i64 %98
%100 = load double, double* %99
%101 = call double @llvm.fmuladd.f64(double 1.600000e+01, double %100, double %95)
%102 = load double*, double** %6
%103 = load i32, i32* %13
%104 = zext i32 %103 to i64
%105 = getelementptr inbounds double, double* %102, i64 %104
%106 = load double, double* %105
%107 = call double @llvm.fmuladd.f64(double -6.000000e+01, double %106, double %101)
%108 = load double*, double** %6
%109 = load i32, i32* %17
%110 = zext i32 %109 to i64
%111 = getelementptr inbounds double, double* %108, i64 %110
%112 = load double, double* %111
%113 = call double @llvm.fmuladd.f64(double 1.600000e+01, double %112, double %107)
%114 = load double*, double** %6
%115 = load i32, i32* %15
%116 = zext i32 %115 to i64
%117 = getelementptr inbounds double, double* %114, i64 %116
%118 = load double, double* %117
%119 = call double @llvm.fmuladd.f64(double 1.600000e+01, double %118, double %113)
%120 = load double*, double** %6
%121 = load i32, i32* %19
%122 = zext i32 %121 to i64
%123 = getelementptr inbounds double, double* %120, i64 %122
%124 = load double, double* %123
%125 = fsub double %119, %124
%126 = load double*, double** %6
%127 = load i32, i32* %21
%128 = zext i32 %127 to i64
%129 = getelementptr inbounds double, double* %126, i64 %128
%130 = load double, double* %129
%131 = fsub double %125, %130
%132 = load double*, double** %7
%133 = load i32, i32* %13
%134 = zext i32 %133 to i64
%135 = getelementptr inbounds double, double* %132, i64 %134
%136 = load double, double* %135
%137 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %77, double %131, double %136)
store double %137, double* %135
br label %138
138: ; preds = %76, %71, %68, %63, %31
br label %139
139: ; preds = %138
%140 = load i32, i32* %11
%141 = add i32 %140, 1
store i32 %141, i32* %11
br label %27
142: ; preds = %27
br label %143
143: ; preds = %142
%144 = load i32, i32* %12
%145 = add i32 %144, 1
store i32 %145, i32* %12
br label %22
146: ; preds = %22
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @Compute_Diff_(double* nocapture %0, double* nocapture %1, double %2, i32 %3, i32 %4) {
%6 = icmp eq i32 %4, 0
br i1 %6, label %85, label %7
7: ; preds = %5
%8 = icmp eq i32 %3, 0
%9 = add i32 %3, -2
%10 = add i32 %4, -2
%11 = zext i32 %9 to i64
%12 = zext i32 %10 to i64
%13 = zext i32 %4 to i64
%14 = zext i32 %3 to i64
%15 = add i32 %3, -1
%16 = icmp ult i32 %15, 2
br label %17
17: ; preds = %7, %82
%18 = phi i64 [ 0, %7 ], [ %83, %82 ]
br i1 %8, label %82, label %19
19: ; preds = %17
%20 = trunc i64 %18 to i32
%21 = mul i32 %20, %3
%22 = icmp ugt i64 %18, 1
%23 = icmp ult i64 %18, %12
br i1 %16, label %82, label %24
24: ; preds = %19, %79
%25 = phi i64 [ %80, %79 ], [ 2, %19 ]
%26 = trunc i64 %25 to i32
%27 = add i32 %21, %26
%28 = add i32 %27, %3
%29 = sub i32 %27, %3
%30 = icmp ult i64 %25, %11
%31 = select i1 %30, i1 %22, i1 false
%32 = select i1 %31, i1 %23, i1 false
br i1 %32, label %33, label %79
33: ; preds = %24
%34 = add i32 %27, -2
%35 = add i32 %27, -1
%36 = add i32 %27, 1
%37 = add i32 %27, 2
%38 = sub i32 %29, %3
%39 = add i32 %28, %3
%40 = zext i32 %37 to i64
%41 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %40
%42 = load double, double* %41
%43 = fneg double %42
%44 = zext i32 %39 to i64
%45 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %44
%46 = load double, double* %45
%47 = fsub double %43, %46
%48 = zext i32 %28 to i64
%49 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %48
%50 = load double, double* %49
%51 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %50, double 1.600000e+01, double %47)
%52 = zext i32 %36 to i64
%53 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %52
%54 = load double, double* %53
%55 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %54, double 1.600000e+01, double %51)
%56 = zext i32 %27 to i64
%57 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %56
%58 = load double, double* %57
%59 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %58, double -6.000000e+01, double %55)
%60 = zext i32 %35 to i64
%61 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %60
%62 = load double, double* %61
%63 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %62, double 1.600000e+01, double %59)
%64 = zext i32 %29 to i64
%65 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %64
%66 = load double, double* %65
%67 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %66, double 1.600000e+01, double %63)
%68 = zext i32 %38 to i64
%69 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %68
%70 = load double, double* %69
%71 = fsub double %67, %70
%72 = zext i32 %34 to i64
%73 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %72
%74 = load double, double* %73
%75 = fsub double %71, %74
%76 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %56
%77 = load double, double* %76
%78 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %2, double %75, double %77)
store double %78, double* %76
br label %79
79: ; preds = %24, %33
%80 = add nuw nsw i64 %25, 1
%81 = icmp eq i64 %80, %14
br i1 %81, label %82, label %24
82: ; preds = %79, %19, %17
%83 = add nuw nsw i64 %18, 1
%84 = icmp eq i64 %83, %13
br i1 %84, label %85, label %17
85: ; preds = %82, %5
ret void
}