double relax_jacobi(double **u1, double **utmp1, int sizex, int sizey,
                    int len_x, int len_y) {
  int i, j;
  double *help, *u, *utmp, factor = 0.5;
  utmp = *utmp1;
  u = *u1;
  double unew, diff, sum = 0.0;
  for (i = 1; i < len_y - 1; i++) {
    int ii = i * sizex;
    int iim1 = (i - 1) * sizex;
    int iip1 = (i + 1) * sizex;
#pragma ivdep
    for (j = 1; j < len_x - 1; j++) {
      unew = 0.25 *
             (u[ii + (j - 1)] + u[ii + (j + 1)] + u[iim1 + j] + u[iip1 + j]);
      diff = unew - u[ii + j];
      utmp[ii + j] = unew;
      sum += diff * diff;
    }
  }
  *u1 = utmp;
  *utmp1 = u;
  return (sum);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<relax_jacobi>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
mov    %ecx,-0x18(%rbp)
mov    %r8d,-0x1c(%rbp)
mov    %r9d,-0x20(%rbp)
movsd  0xede(%rip),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x48(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    (%rax),%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    (%rax),%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x60(%rbp)
movl   $0x1,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
mov    -0x20(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    126c <relax_jacobi+0x16c>
mov    -0x24(%rbp),%eax
imul   -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x64(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
imul   -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x68(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
imul   -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x6c(%rbp)
movl   $0x1,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    1259 <relax_jacobi+0x159>
mov    -0x38(%rbp),%rax
mov    -0x64(%rbp),%ecx
mov    -0x28(%rbp),%edx
sub    $0x1,%edx
add    %edx,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm1
mov    -0x38(%rbp),%rax
mov    -0x64(%rbp),%ecx
mov    -0x28(%rbp),%edx
add    $0x1,%edx
add    %edx,%ecx
movslq %ecx,%rcx
addsd  (%rax,%rcx,8),%xmm1
mov    -0x38(%rbp),%rax
mov    -0x68(%rbp),%ecx
add    -0x28(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
addsd  (%rax,%rcx,8),%xmm1
mov    -0x38(%rbp),%rax
mov    -0x6c(%rbp),%ecx
add    -0x28(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
addsd  (%rax,%rcx,8),%xmm1
movsd  0xe15(%rip),%xmm0
mulsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x50(%rbp)
movsd  -0x50(%rbp),%xmm0
mov    -0x38(%rbp),%rax
mov    -0x64(%rbp),%ecx
add    -0x28(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
subsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x58(%rbp)
movsd  -0x50(%rbp),%xmm0
mov    -0x40(%rbp),%rax
mov    -0x64(%rbp),%ecx
add    -0x28(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
movsd  -0x58(%rbp),%xmm0
movsd  -0x58(%rbp),%xmm2
movsd  -0x60(%rbp),%xmm1
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x60(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    1188 <relax_jacobi+0x88>
jmp    125e <relax_jacobi+0x15e>
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    114c <relax_jacobi+0x4c>
mov    -0x40(%rbp),%rcx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %rcx,(%rax)
mov    -0x38(%rbp),%rcx
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rcx,(%rax)
movsd  -0x60(%rbp),%xmm0
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<relax_jacobi>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
mov    %r8,-0x18(%rsp)
mov    %rsi,-0x8(%rsp)
mov    (%rsi),%rax
mov    %rax,-0x20(%rsp)
mov    %rdi,-0x10(%rsp)
mov    (%rdi),%r15
xorpd  %xmm0,%xmm0
cmp    $0x3,%r9d
jl     121a <relax_jacobi+0x11a>
add    $0xffffffff,%r9d
mov    -0x18(%rsp),%rax
lea    -0x1(%rax),%esi
movslq %edx,%rcx
mov    %rcx,%r8
shl    $0x20,%r8
lea    (%r15,%rcx,8),%rax
add    $0x10,%rax
lea    0x0(,%rcx,8),%r14
mov    -0x20(%rsp),%rdx
lea    (%rdx,%rcx,8),%rbx
add    $0x8,%rbx
shl    $0x4,%rcx
lea    (%rcx,%r15,1),%rdx
add    $0x8,%rdx
lea    0x8(%r15),%rcx
lea    -0x8(,%rsi,8),%r12
ff
xorpd  %xmm0,%xmm0
mov    $0x1,%r13d
movsd  0xe71(%rip),%xmm1
movabs $0x100000000,%rbp
mov    %r8,%rdi
jmp    11b4 <relax_jacobi+0xb4>
xchg   %ax,%ax
add    %r8,%rdi
add    %r14,%rax
add    %r14,%rbx
add    %r14,%rdx
add    %r14,%rcx
cmp    %r9,%r13
je     121a <relax_jacobi+0x11a>
add    $0x1,%r13
cmpl   $0x3,-0x18(%rsp)
jl     11a0 <relax_jacobi+0xa0>
xor    %r10d,%r10d
mov    %rdi,%rsi
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
mov    %rsi,%r11
sar    $0x1d,%r11
movsd  (%r15,%r11,1),%xmm2
addsd  (%rax,%r10,1),%xmm2
addsd  (%rcx,%r10,1),%xmm2
addsd  (%rdx,%r10,1),%xmm2
mulsd  %xmm1,%xmm2
movapd %xmm2,%xmm3
subsd  -0x8(%rax,%r10,1),%xmm3
movsd  %xmm2,(%rbx,%r10,1)
mulsd  %xmm3,%xmm3
addsd  %xmm3,%xmm0
add    %rbp,%rsi
add    $0x8,%r10
cmp    %r10,%r12
jne    11d0 <relax_jacobi+0xd0>
jmp    11a0 <relax_jacobi+0xa0>
mov    -0x10(%rsp),%rax
mov    -0x20(%rsp),%rcx
mov    %rcx,(%rax)
mov    -0x8(%rsp),%rax
mov    %r15,(%rax)
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define double @relax_jacobi(double** %0, double** %1, i32 %2, i32 %3, i32 %4, i32 %5) {
%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 double*
%16 = alloca double*
%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*** %7
store double** %1, double*** %8
store i32 %2, i32* %9
store i32 %3, i32* %10
store i32 %4, i32* %11
store i32 %5, i32* %12
store double 5.000000e-01, double* %18
%25 = load double**, double*** %8
%26 = load double*, double** %25
store double* %26, double** %17
%27 = load double**, double*** %7
%28 = load double*, double** %27
store double* %28, double** %16
store double 0.000000e+00, double* %21
store i32 1, i32* %13
br label %29
29: ; preds = %110, %6
%30 = load i32, i32* %13
%31 = load i32, i32* %12
%32 = sub nsw i32 %31, 1
%33 = icmp slt i32 %30, %32
br i1 %33, label %34, label %113
34: ; preds = %29
%35 = load i32, i32* %13
%36 = load i32, i32* %9
%37 = mul nsw i32 %35, %36
store i32 %37, i32* %22
%38 = load i32, i32* %13
%39 = sub nsw i32 %38, 1
%40 = load i32, i32* %9
%41 = mul nsw i32 %39, %40
store i32 %41, i32* %23
%42 = load i32, i32* %13
%43 = add nsw i32 %42, 1
%44 = load i32, i32* %9
%45 = mul nsw i32 %43, %44
store i32 %45, i32* %24
store i32 1, i32* %14
br label %46
46: ; preds = %106, %34
%47 = load i32, i32* %14
%48 = load i32, i32* %11
%49 = sub nsw i32 %48, 1
%50 = icmp slt i32 %47, %49
br i1 %50, label %51, label %109
51: ; preds = %46
%52 = load double*, double** %16
%53 = load i32, i32* %22
%54 = load i32, i32* %14
%55 = sub nsw i32 %54, 1
%56 = add nsw i32 %53, %55
%57 = sext i32 %56 to i64
%58 = getelementptr inbounds double, double* %52, i64 %57
%59 = load double, double* %58
%60 = load double*, double** %16
%61 = load i32, i32* %22
%62 = load i32, i32* %14
%63 = add nsw i32 %62, 1
%64 = add nsw i32 %61, %63
%65 = sext i32 %64 to i64
%66 = getelementptr inbounds double, double* %60, i64 %65
%67 = load double, double* %66
%68 = fadd double %59, %67
%69 = load double*, double** %16
%70 = load i32, i32* %23
%71 = load i32, i32* %14
%72 = add nsw i32 %70, %71
%73 = sext i32 %72 to i64
%74 = getelementptr inbounds double, double* %69, i64 %73
%75 = load double, double* %74
%76 = fadd double %68, %75
%77 = load double*, double** %16
%78 = load i32, i32* %24
%79 = load i32, i32* %14
%80 = add nsw i32 %78, %79
%81 = sext i32 %80 to i64
%82 = getelementptr inbounds double, double* %77, i64 %81
%83 = load double, double* %82
%84 = fadd double %76, %83
%85 = fmul double 2.500000e-01, %84
store double %85, double* %19
%86 = load double, double* %19
%87 = load double*, double** %16
%88 = load i32, i32* %22
%89 = load i32, i32* %14
%90 = add nsw i32 %88, %89
%91 = sext i32 %90 to i64
%92 = getelementptr inbounds double, double* %87, i64 %91
%93 = load double, double* %92
%94 = fsub double %86, %93
store double %94, double* %20
%95 = load double, double* %19
%96 = load double*, double** %17
%97 = load i32, i32* %22
%98 = load i32, i32* %14
%99 = add nsw i32 %97, %98
%100 = sext i32 %99 to i64
%101 = getelementptr inbounds double, double* %96, i64 %100
store double %95, double* %101
%102 = load double, double* %20
%103 = load double, double* %20
%104 = load double, double* %21
%105 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %102, double %103, double %104)
store double %105, double* %21
br label %106
106: ; preds = %51
%107 = load i32, i32* %14
%108 = add nsw i32 %107, 1
store i32 %108, i32* %14
br label %46
109: ; preds = %46
br label %110
110: ; preds = %109
%111 = load i32, i32* %13
%112 = add nsw i32 %111, 1
store i32 %112, i32* %13
br label %29
113: ; preds = %29
%114 = load double*, double** %17
%115 = load double**, double*** %7
store double* %114, double** %115
%116 = load double*, double** %16
%117 = load double**, double*** %8
store double* %116, double** %117
%118 = load double, double* %21
ret double %118
}

LLVM IR (-O2):
define double @relax_jacobi(double** nocapture %0, double** nocapture %1, i32 %2, i32 %3, i32 %4, i32 %5) {
%7 = load double*, double** %1
%8 = load double*, double** %0
%9 = icmp sgt i32 %5, 2
br i1 %9, label %10, label %58
10: ; preds = %6
%11 = add nsw i32 %5, -1
%12 = add i32 %4, -1
%13 = icmp sgt i32 %4, 2
%14 = sext i32 %2 to i64
%15 = zext i32 %11 to i64
%16 = zext i32 %12 to i64
br label %20
17: ; preds = %28, %20
%18 = phi double [ %22, %20 ], [ %56, %28 ]
%19 = icmp eq i64 %26, %15
br i1 %19, label %58, label %20
20: ; preds = %10, %17
%21 = phi i64 [ 1, %10 ], [ %26, %17 ]
%22 = phi double [ 0.000000e+00, %10 ], [ %18, %17 ]
%23 = mul nsw i64 %21, %14
%24 = add nsw i64 %21, -1
%25 = mul nsw i64 %24, %14
%26 = add nuw nsw i64 %21, 1
%27 = mul nsw i64 %26, %14
br i1 %13, label %28, label %17
28: ; preds = %20, %28
%29 = phi i64 [ %37, %28 ], [ 1, %20 ]
%30 = phi double [ %56, %28 ], [ %22, %20 ]
%31 = add i64 %29, %23
%32 = shl i64 %31, 32
%33 = add i64 %32, -4294967296
%34 = ashr exact i64 %33, 32
%35 = getelementptr inbounds double, double* %8, i64 %34
%36 = load double, double* %35
%37 = add nuw nsw i64 %29, 1
%38 = add nsw i64 %37, %23
%39 = getelementptr inbounds double, double* %8, i64 %38
%40 = load double, double* %39
%41 = fadd double %36, %40
%42 = add nsw i64 %29, %25
%43 = getelementptr inbounds double, double* %8, i64 %42
%44 = load double, double* %43
%45 = fadd double %41, %44
%46 = add nsw i64 %29, %27
%47 = getelementptr inbounds double, double* %8, i64 %46
%48 = load double, double* %47
%49 = fadd double %45, %48
%50 = fmul double %49, 2.500000e-01
%51 = add nsw i64 %29, %23
%52 = getelementptr inbounds double, double* %8, i64 %51
%53 = load double, double* %52
%54 = fsub double %50, %53
%55 = getelementptr inbounds double, double* %7, i64 %51
store double %50, double* %55
%56 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %54, double %54, double %30)
%57 = icmp eq i64 %37, %16
br i1 %57, label %17, label %28
58: ; preds = %17, %6
%59 = phi double [ 0.000000e+00, %6 ], [ %18, %17 ]
store double* %7, double** %0
store double* %8, double** %1
ret double %59
}