void jacobi(float *lefthalo, float *tophalo, float *righthalo,
            float *bottomhalo, float *A) {
  int i, j;
  float tmp;
  float left, top, right, bottom;
  for (i = 0; (i < 32); i++)
    for (j = 0; j < 32; j++) {
      tmp = A[i * 32 + j];
      left = (j == 0 ? lefthalo[j] : A[i * 32 + j - 1]);
      top = (i == 0 ? tophalo[i] : A[(i - 1) * 32 + j]);
      right = (j == 32 - 1 ? righthalo[i] : A[i * 32 + j + 1]);
      bottom = (i == 32 - 1 ? bottomhalo[i] : A[(i + 1) * 32 + j]);
      A[i * 32 + j] = 0.2 * (A[i * 32 + j] + left + top + right + bottom);
    }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<jacobi>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
mov    %r8,-0x28(%rbp)
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
cmpl   $0x20,-0x2c(%rbp)
jge    12e7 <jacobi+0x1e7>
movl   $0x0,-0x30(%rbp)
cmpl   $0x20,-0x30(%rbp)
jge    12d4 <jacobi+0x1d4>
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
shl    $0x5,%ecx
add    -0x30(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
movss  %xmm0,-0x34(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x30(%rbp)
jne    1175 <jacobi+0x75>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x30(%rbp),%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
movss  %xmm0,-0x48(%rbp)
jmp    1192 <jacobi+0x92>
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
shl    $0x5,%ecx
add    -0x30(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
movss  %xmm0,-0x48(%rbp)
movss  -0x48(%rbp),%xmm0
movss  %xmm0,-0x38(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x2c(%rbp)
jne    11bd <jacobi+0xbd>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
movss  %xmm0,-0x4c(%rbp)
jmp    11da <jacobi+0xda>
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
shl    $0x5,%ecx
add    -0x30(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
movss  %xmm0,-0x4c(%rbp)
movss  -0x4c(%rbp),%xmm0
movss  %xmm0,-0x3c(%rbp)
cmpl   $0x1f,-0x30(%rbp)
jne    1205 <jacobi+0x105>
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
movss  %xmm0,-0x50(%rbp)
jmp    1222 <jacobi+0x122>
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
shl    $0x5,%ecx
add    -0x30(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
movss  %xmm0,-0x50(%rbp)
movss  -0x50(%rbp),%xmm0
movss  %xmm0,-0x40(%rbp)
cmpl   $0x1f,-0x2c(%rbp)
jne    124d <jacobi+0x14d>
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
movss  %xmm0,-0x54(%rbp)
jmp    126a <jacobi+0x16a>
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
shl    $0x5,%ecx
add    -0x30(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
movss  %xmm0,-0x54(%rbp)
movss  -0x54(%rbp),%xmm0
movss  %xmm0,-0x44(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
shl    $0x5,%ecx
add    -0x30(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
addss  -0x38(%rbp),%xmm0
addss  -0x3c(%rbp),%xmm0
addss  -0x40(%rbp),%xmm0
addss  -0x44(%rbp),%xmm0
cvtss2sd %xmm0,%xmm1
movsd  0xd57(%rip),%xmm0
mulsd  %xmm1,%xmm0
cvtsd2ss %xmm0,%xmm0
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
shl    $0x5,%ecx
add    -0x30(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movss  %xmm0,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x30(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
jmp    1130 <jacobi+0x30>
jmp    12d9 <jacobi+0x1d9>
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    111f <jacobi+0x1f>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<jacobi>:
push   %r15
push   %r14
push   %rbx
add    $0x7c,%rcx
xor    %r10d,%r10d
movsd  0xeec(%rip),%xmm0
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
lea    (%rdx,%r10,4),%r9
xor    %eax,%eax
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
test   %rax,%rax
lea    -0x4(%r8,%rax,1),%r11
cmove  %rdi,%r11
test   %r10,%r10
lea    -0x80(%r8,%rax,1),%r14
cmove  %rsi,%r14
cmp    $0x7c,%rax
lea    0x4(%r8,%rax,1),%r15
cmove  %r9,%r15
cmp    $0x1f,%r10
movss  (%r11),%xmm1
lea    0x80(%r8,%rax,1),%rbx
cmove  %rcx,%rbx
addss  (%r8,%rax,1),%xmm1
addss  (%r14),%xmm1
addss  (%r15),%xmm1
addss  (%rbx),%xmm1
cvtss2sd %xmm1,%xmm1
mulsd  %xmm0,%xmm1
cvtsd2ss %xmm1,%xmm1
movss  %xmm1,(%r8,%rax,1)
add    $0x4,%rax
cmp    $0x80,%rax
jne    1130 <jacobi+0x30>
add    $0x1,%r10
sub    $0xffffffffffffff80,%r8
cmp    $0x20,%r10
jne    1120 <jacobi+0x20>
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %r15
ret

LLVM IR (-O0):
define void @jacobi(float* %0, float* %1, float* %2, float* %3, float* %4) {
%6 = alloca float*
%7 = alloca float*
%8 = alloca float*
%9 = alloca float*
%10 = alloca float*
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
%13 = alloca float
%14 = alloca float
%15 = alloca float
%16 = alloca float
%17 = alloca float
store float* %0, float** %6
store float* %1, float** %7
store float* %2, float** %8
store float* %3, float** %9
store float* %4, float** %10
store i32 0, i32* %11
br label %18
18: ; preds = %144, %5
%19 = load i32, i32* %11
%20 = icmp slt i32 %19, 32
br i1 %20, label %21, label %147
21: ; preds = %18
store i32 0, i32* %12
br label %22
22: ; preds = %140, %21
%23 = load i32, i32* %12
%24 = icmp slt i32 %23, 32
br i1 %24, label %25, label %143
25: ; preds = %22
%26 = load float*, float** %10
%27 = load i32, i32* %11
%28 = mul nsw i32 %27, 32
%29 = load i32, i32* %12
%30 = add nsw i32 %28, %29
%31 = sext i32 %30 to i64
%32 = getelementptr inbounds float, float* %26, i64 %31
%33 = load float, float* %32
store float %33, float* %13
%34 = load i32, i32* %12
%35 = icmp eq i32 %34, 0
br i1 %35, label %36, label %42
36: ; preds = %25
%37 = load float*, float** %6
%38 = load i32, i32* %12
%39 = sext i32 %38 to i64
%40 = getelementptr inbounds float, float* %37, i64 %39
%41 = load float, float* %40
br label %52
42: ; preds = %25
%43 = load float*, float** %10
%44 = load i32, i32* %11
%45 = mul nsw i32 %44, 32
%46 = load i32, i32* %12
%47 = add nsw i32 %45, %46
%48 = sub nsw i32 %47, 1
%49 = sext i32 %48 to i64
%50 = getelementptr inbounds float, float* %43, i64 %49
%51 = load float, float* %50
br label %52
52: ; preds = %42, %36
%53 = phi float [ %41, %36 ], [ %51, %42 ]
store float %53, float* %14
%54 = load i32, i32* %11
%55 = icmp eq i32 %54, 0
br i1 %55, label %56, label %62
56: ; preds = %52
%57 = load float*, float** %7
%58 = load i32, i32* %11
%59 = sext i32 %58 to i64
%60 = getelementptr inbounds float, float* %57, i64 %59
%61 = load float, float* %60
br label %72
62: ; preds = %52
%63 = load float*, float** %10
%64 = load i32, i32* %11
%65 = sub nsw i32 %64, 1
%66 = mul nsw i32 %65, 32
%67 = load i32, i32* %12
%68 = add nsw i32 %66, %67
%69 = sext i32 %68 to i64
%70 = getelementptr inbounds float, float* %63, i64 %69
%71 = load float, float* %70
br label %72
72: ; preds = %62, %56
%73 = phi float [ %61, %56 ], [ %71, %62 ]
store float %73, float* %15
%74 = load i32, i32* %12
%75 = icmp eq i32 %74, 31
br i1 %75, label %76, label %82
76: ; preds = %72
%77 = load float*, float** %8
%78 = load i32, i32* %11
%79 = sext i32 %78 to i64
%80 = getelementptr inbounds float, float* %77, i64 %79
%81 = load float, float* %80
br label %92
82: ; preds = %72
%83 = load float*, float** %10
%84 = load i32, i32* %11
%85 = mul nsw i32 %84, 32
%86 = load i32, i32* %12
%87 = add nsw i32 %85, %86
%88 = add nsw i32 %87, 1
%89 = sext i32 %88 to i64
%90 = getelementptr inbounds float, float* %83, i64 %89
%91 = load float, float* %90
br label %92
92: ; preds = %82, %76
%93 = phi float [ %81, %76 ], [ %91, %82 ]
store float %93, float* %16
%94 = load i32, i32* %11
%95 = icmp eq i32 %94, 31
br i1 %95, label %96, label %102
96: ; preds = %92
%97 = load float*, float** %9
%98 = load i32, i32* %11
%99 = sext i32 %98 to i64
%100 = getelementptr inbounds float, float* %97, i64 %99
%101 = load float, float* %100
br label %112
102: ; preds = %92
%103 = load float*, float** %10
%104 = load i32, i32* %11
%105 = add nsw i32 %104, 1
%106 = mul nsw i32 %105, 32
%107 = load i32, i32* %12
%108 = add nsw i32 %106, %107
%109 = sext i32 %108 to i64
%110 = getelementptr inbounds float, float* %103, i64 %109
%111 = load float, float* %110
br label %112
112: ; preds = %102, %96
%113 = phi float [ %101, %96 ], [ %111, %102 ]
store float %113, float* %17
%114 = load float*, float** %10
%115 = load i32, i32* %11
%116 = mul nsw i32 %115, 32
%117 = load i32, i32* %12
%118 = add nsw i32 %116, %117
%119 = sext i32 %118 to i64
%120 = getelementptr inbounds float, float* %114, i64 %119
%121 = load float, float* %120
%122 = load float, float* %14
%123 = fadd float %121, %122
%124 = load float, float* %15
%125 = fadd float %123, %124
%126 = load float, float* %16
%127 = fadd float %125, %126
%128 = load float, float* %17
%129 = fadd float %127, %128
%130 = fpext float %129 to double
%131 = fmul double 2.000000e-01, %130
%132 = fptrunc double %131 to float
%133 = load float*, float** %10
%134 = load i32, i32* %11
%135 = mul nsw i32 %134, 32
%136 = load i32, i32* %12
%137 = add nsw i32 %135, %136
%138 = sext i32 %137 to i64
%139 = getelementptr inbounds float, float* %133, i64 %138
store float %132, float* %139
br label %140
140: ; preds = %112
%141 = load i32, i32* %12
%142 = add nsw i32 %141, 1
store i32 %142, i32* %12
br label %22
143: ; preds = %22
br label %144
144: ; preds = %143
%145 = load i32, i32* %11
%146 = add nsw i32 %145, 1
store i32 %146, i32* %11
br label %18
147: ; preds = %18
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @jacobi(float* nocapture %0, float* nocapture %1, float* nocapture %2, float* nocapture %3, float* nocapture %4) {
%6 = getelementptr inbounds float, float* %3, i64 31
br label %7
7: ; preds = %5, %45
%8 = phi i64 [ 0, %5 ], [ %46, %45 ]
%9 = shl i64 %8, 5
%10 = icmp eq i64 %8, 0
%11 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 %8
%12 = icmp eq i64 %8, 31
br label %13
13: ; preds = %7, %13
%14 = phi i64 [ 0, %7 ], [ %43, %13 ]
%15 = add nuw nsw i64 %14, %9
%16 = getelementptr inbounds float, float* %4, i64 %15
%17 = icmp eq i64 %14, 0
%18 = add nsw i64 %15, -1
%19 = getelementptr inbounds float, float* %4, i64 %18
%20 = select i1 %17, float* %0, float* %19
%21 = load float, float* %20
%22 = add nsw i64 %15, -32
%23 = getelementptr inbounds float, float* %4, i64 %22
%24 = select i1 %10, float* %1, float* %23
%25 = load float, float* %24
%26 = icmp eq i64 %14, 31
%27 = add nuw nsw i64 %15, 1
%28 = getelementptr inbounds float, float* %4, i64 %27
%29 = select i1 %26, float* %11, float* %28
%30 = load float, float* %29
%31 = add nuw nsw i64 %15, 32
%32 = getelementptr inbounds float, float* %4, i64 %31
%33 = select i1 %12, float* %6, float* %32
%34 = load float, float* %33
%35 = load float, float* %16
%36 = fadd float %21, %35
%37 = fadd float %25, %36
%38 = fadd float %30, %37
%39 = fadd float %34, %38
%40 = fpext float %39 to double
%41 = fmul double %40, 2.000000e-01
%42 = fptrunc double %41 to float
store float %42, float* %16
%43 = add nuw nsw i64 %14, 1
%44 = icmp eq i64 %43, 32
br i1 %44, label %45, label %13
45: ; preds = %13
%46 = add nuw nsw i64 %8, 1
%47 = icmp eq i64 %46, 32
br i1 %47, label %48, label %7
48: ; preds = %45
ret void
}