void do_step(int rmin, int rmax, int cmin, int cmax, double **grid,
             double **next_grid) {
  int k, l, j, i;
  double neighbors = 0.0;
#pragma omp parallel for private(i, j, k) reduction(+ : sum)
  for (i = rmin; i <= rmax; i++) {
    for (j = cmin; j <= cmax; j++) {
      neighbors = grid[i + 1][j + 1] + grid[i + 1][j] + grid[i + 1][j - 1] +
                  grid[i][j + 1] + grid[i][j - 1] + grid[i - 1][j + 1] +
                  grid[i - 1][j] + grid[i - 1][j - 1];
      if ((neighbors > 3.0) || (neighbors < 2.0))
        next_grid[i][j] = 0.0;
      else if (neighbors == 3.0)
        next_grid[i][j] = 1.0;
      else
        next_grid[i][j] = grid[i][j];
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<do_step>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %esi,-0x8(%rbp)
mov    %edx,-0xc(%rbp)
mov    %ecx,-0x10(%rbp)
mov    %r8,-0x18(%rbp)
mov    %r9,-0x20(%rbp)
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x38(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
jg     1308 <do_step+0x208>
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jg     12f5 <do_step+0x1f5>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x30(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x30(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
addsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x30(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
addsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x30(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
addsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x30(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
addsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x30(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
addsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x30(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
addsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x30(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
addsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x38(%rbp)
movsd  -0x38(%rbp),%xmm0
movsd  0xdc6(%rip),%xmm1
ucomisd %xmm1,%xmm0
ja     1257 <do_step+0x157>
movsd  0xdbc(%rip),%xmm0
ucomisd -0x38(%rbp),%xmm0
jbe    1274 <do_step+0x174>
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x30(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
jmp    12e2 <do_step+0x1e2>
movsd  -0x38(%rbp),%xmm0
movsd  0xd7f(%rip),%xmm1
ucomisd %xmm1,%xmm0
jne    12b3 <do_step+0x1b3>
jp     12b3 <do_step+0x1b3>
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x30(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
movsd  0xd67(%rip),%xmm0
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
jmp    12dd <do_step+0x1dd>
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x30(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x30(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
jmp    12e2 <do_step+0x1e2>
jmp    12e7 <do_step+0x1e7>
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    1138 <do_step+0x38>
jmp    12fa <do_step+0x1fa>
mov    -0x30(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
jmp    1126 <do_step+0x26>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<do_step>:
push   %r15
push   %r14
push   %r12
push   %rbx
cmp    %esi,%edi
jle    1113 <do_step+0x13>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r14
pop    %r15
ret
movslq %edx,%r10
movslq %edi,%rax
add    $0x1,%esi
mov    %ecx,%r14d
sub    %r10d,%r14d
add    $0x1,%r14d
shl    $0x3,%r10
movsd  0xece(%rip),%xmm0
movsd  0xece(%rip),%xmm1
movsd  0xece(%rip),%xmm2
jmp    1158 <do_step+0x58>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
mov    %r11,%rax
cmp    %r11d,%esi
je     110b <do_step+0xb>
lea    0x1(%rax),%r11
cmp    %ecx,%edx
jg     1150 <do_step+0x50>
mov    (%r9,%rax,8),%r15
add    %r10,%r15
mov    (%r8,%r11,8),%rbx
add    %r10,%rbx
mov    -0x8(%r8,%rax,8),%rdi
add    %r10,%rdi
mov    (%r8,%rax,8),%r12
add    %r10,%r12
xor    %eax,%eax
jmp    119f <do_step+0x9f>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movsd  %xmm4,(%r15,%rax,8)
add    $0x1,%rax
cmp    %eax,%r14d
je     1150 <do_step+0x50>
movsd  0x8(%rbx,%rax,8),%xmm3
addsd  (%rbx,%rax,8),%xmm3
addsd  -0x8(%rbx,%rax,8),%xmm3
addsd  0x8(%r12,%rax,8),%xmm3
addsd  -0x8(%r12,%rax,8),%xmm3
addsd  0x8(%rdi,%rax,8),%xmm3
addsd  (%rdi,%rax,8),%xmm3
addsd  -0x8(%rdi,%rax,8),%xmm3
ucomisd %xmm0,%xmm3
xorps  %xmm4,%xmm4
ja     1190 <do_step+0x90>
ucomisd %xmm3,%xmm1
ja     1190 <do_step+0x90>
ucomisd %xmm0,%xmm3
movaps %xmm2,%xmm4
jne    11e9 <do_step+0xe9>
jnp    1190 <do_step+0x90>
movsd  (%r12,%rax,8),%xmm4
jmp    1190 <do_step+0x90>

LLVM IR (-O0):
define void @do_step(i32 %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3, double** %4, double** %5) {
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca double**
%12 = alloca double**
%13 = alloca i32
%14 = alloca i32
%15 = alloca i32
%16 = alloca i32
%17 = alloca double
store i32 %0, i32* %7
store i32 %1, i32* %8
store i32 %2, i32* %9
store i32 %3, i32* %10
store double** %4, double*** %11
store double** %5, double*** %12
store double 0.000000e+00, double* %17
%18 = load i32, i32* %7
store i32 %18, i32* %16
br label %19
19: ; preds = %171, %6
%20 = load i32, i32* %16
%21 = load i32, i32* %8
%22 = icmp sle i32 %20, %21
br i1 %22, label %23, label %174
23: ; preds = %19
%24 = load i32, i32* %9
store i32 %24, i32* %15
br label %25
25: ; preds = %167, %23
%26 = load i32, i32* %15
%27 = load i32, i32* %10
%28 = icmp sle i32 %26, %27
br i1 %28, label %29, label %170
29: ; preds = %25
%30 = load double**, double*** %11
%31 = load i32, i32* %16
%32 = add nsw i32 %31, 1
%33 = sext i32 %32 to i64
%34 = getelementptr inbounds double*, double** %30, i64 %33
%35 = load double*, double** %34
%36 = load i32, i32* %15
%37 = add nsw i32 %36, 1
%38 = sext i32 %37 to i64
%39 = getelementptr inbounds double, double* %35, i64 %38
%40 = load double, double* %39
%41 = load double**, double*** %11
%42 = load i32, i32* %16
%43 = add nsw i32 %42, 1
%44 = sext i32 %43 to i64
%45 = getelementptr inbounds double*, double** %41, i64 %44
%46 = load double*, double** %45
%47 = load i32, i32* %15
%48 = sext i32 %47 to i64
%49 = getelementptr inbounds double, double* %46, i64 %48
%50 = load double, double* %49
%51 = fadd double %40, %50
%52 = load double**, double*** %11
%53 = load i32, i32* %16
%54 = add nsw i32 %53, 1
%55 = sext i32 %54 to i64
%56 = getelementptr inbounds double*, double** %52, i64 %55
%57 = load double*, double** %56
%58 = load i32, i32* %15
%59 = sub nsw i32 %58, 1
%60 = sext i32 %59 to i64
%61 = getelementptr inbounds double, double* %57, i64 %60
%62 = load double, double* %61
%63 = fadd double %51, %62
%64 = load double**, double*** %11
%65 = load i32, i32* %16
%66 = sext i32 %65 to i64
%67 = getelementptr inbounds double*, double** %64, i64 %66
%68 = load double*, double** %67
%69 = load i32, i32* %15
%70 = add nsw i32 %69, 1
%71 = sext i32 %70 to i64
%72 = getelementptr inbounds double, double* %68, i64 %71
%73 = load double, double* %72
%74 = fadd double %63, %73
%75 = load double**, double*** %11
%76 = load i32, i32* %16
%77 = sext i32 %76 to i64
%78 = getelementptr inbounds double*, double** %75, i64 %77
%79 = load double*, double** %78
%80 = load i32, i32* %15
%81 = sub nsw i32 %80, 1
%82 = sext i32 %81 to i64
%83 = getelementptr inbounds double, double* %79, i64 %82
%84 = load double, double* %83
%85 = fadd double %74, %84
%86 = load double**, double*** %11
%87 = load i32, i32* %16
%88 = sub nsw i32 %87, 1
%89 = sext i32 %88 to i64
%90 = getelementptr inbounds double*, double** %86, i64 %89
%91 = load double*, double** %90
%92 = load i32, i32* %15
%93 = add nsw i32 %92, 1
%94 = sext i32 %93 to i64
%95 = getelementptr inbounds double, double* %91, i64 %94
%96 = load double, double* %95
%97 = fadd double %85, %96
%98 = load double**, double*** %11
%99 = load i32, i32* %16
%100 = sub nsw i32 %99, 1
%101 = sext i32 %100 to i64
%102 = getelementptr inbounds double*, double** %98, i64 %101
%103 = load double*, double** %102
%104 = load i32, i32* %15
%105 = sext i32 %104 to i64
%106 = getelementptr inbounds double, double* %103, i64 %105
%107 = load double, double* %106
%108 = fadd double %97, %107
%109 = load double**, double*** %11
%110 = load i32, i32* %16
%111 = sub nsw i32 %110, 1
%112 = sext i32 %111 to i64
%113 = getelementptr inbounds double*, double** %109, i64 %112
%114 = load double*, double** %113
%115 = load i32, i32* %15
%116 = sub nsw i32 %115, 1
%117 = sext i32 %116 to i64
%118 = getelementptr inbounds double, double* %114, i64 %117
%119 = load double, double* %118
%120 = fadd double %108, %119
store double %120, double* %17
%121 = load double, double* %17
%122 = fcmp ogt double %121, 3.000000e+00
br i1 %122, label %126, label %123
123: ; preds = %29
%124 = load double, double* %17
%125 = fcmp olt double %124, 2.000000e+00
br i1 %125, label %126, label %135
126: ; preds = %123, %29
%127 = load double**, double*** %12
%128 = load i32, i32* %16
%129 = sext i32 %128 to i64
%130 = getelementptr inbounds double*, double** %127, i64 %129
%131 = load double*, double** %130
%132 = load i32, i32* %15
%133 = sext i32 %132 to i64
%134 = getelementptr inbounds double, double* %131, i64 %133
store double 0.000000e+00, double* %134
br label %166
135: ; preds = %123
%136 = load double, double* %17
%137 = fcmp oeq double %136, 3.000000e+00
br i1 %137, label %138, label %147
138: ; preds = %135
%139 = load double**, double*** %12
%140 = load i32, i32* %16
%141 = sext i32 %140 to i64
%142 = getelementptr inbounds double*, double** %139, i64 %141
%143 = load double*, double** %142
%144 = load i32, i32* %15
%145 = sext i32 %144 to i64
%146 = getelementptr inbounds double, double* %143, i64 %145
store double 1.000000e+00, double* %146
br label %165
147: ; preds = %135
%148 = load double**, double*** %11
%149 = load i32, i32* %16
%150 = sext i32 %149 to i64
%151 = getelementptr inbounds double*, double** %148, i64 %150
%152 = load double*, double** %151
%153 = load i32, i32* %15
%154 = sext i32 %153 to i64
%155 = getelementptr inbounds double, double* %152, i64 %154
%156 = load double, double* %155
%157 = load double**, double*** %12
%158 = load i32, i32* %16
%159 = sext i32 %158 to i64
%160 = getelementptr inbounds double*, double** %157, i64 %159
%161 = load double*, double** %160
%162 = load i32, i32* %15
%163 = sext i32 %162 to i64
%164 = getelementptr inbounds double, double* %161, i64 %163
store double %156, double* %164
br label %165
165: ; preds = %147, %138
br label %166
166: ; preds = %165, %126
br label %167
167: ; preds = %166
%168 = load i32, i32* %15
%169 = add nsw i32 %168, 1
store i32 %169, i32* %15
br label %25
170: ; preds = %25
br label %171
171: ; preds = %170
%172 = load i32, i32* %16
%173 = add nsw i32 %172, 1
store i32 %173, i32* %16
br label %19
174: ; preds = %19
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @do_step(i32 %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3, double** nocapture %4, double** nocapture %5) {
%7 = icmp sgt i32 %0, %1
br i1 %7, label %70, label %8
8: ; preds = %6
%9 = icmp sgt i32 %2, %3
%10 = sext i32 %2 to i64
%11 = add i32 %3, 1
%12 = sext i32 %0 to i64
%13 = add i32 %1, 1
br label %14
14: ; preds = %8, %67
%15 = phi i64 [ %12, %8 ], [ %16, %67 ]
%16 = add nsw i64 %15, 1
br i1 %9, label %67, label %17
17: ; preds = %14
%18 = getelementptr inbounds double*, double** %4, i64 %16
%19 = load double*, double** %18
%20 = getelementptr inbounds double*, double** %4, i64 %15
%21 = load double*, double** %20
%22 = add nsw i64 %15, -1
%23 = getelementptr inbounds double*, double** %4, i64 %22
%24 = load double*, double** %23
%25 = getelementptr inbounds double*, double** %5, i64 %15
%26 = load double*, double** %25
br label %27
27: ; preds = %17, %62
%28 = phi i64 [ %10, %17 ], [ %29, %62 ]
%29 = add nsw i64 %28, 1
%30 = getelementptr inbounds double, double* %19, i64 %29
%31 = load double, double* %30
%32 = getelementptr inbounds double, double* %19, i64 %28
%33 = load double, double* %32
%34 = fadd double %31, %33
%35 = add nsw i64 %28, -1
%36 = getelementptr inbounds double, double* %19, i64 %35
%37 = load double, double* %36
%38 = fadd double %34, %37
%39 = getelementptr inbounds double, double* %21, i64 %29
%40 = load double, double* %39
%41 = fadd double %38, %40
%42 = getelementptr inbounds double, double* %21, i64 %35
%43 = load double, double* %42
%44 = fadd double %41, %43
%45 = getelementptr inbounds double, double* %24, i64 %29
%46 = load double, double* %45
%47 = fadd double %44, %46
%48 = getelementptr inbounds double, double* %24, i64 %28
%49 = load double, double* %48
%50 = fadd double %47, %49
%51 = getelementptr inbounds double, double* %24, i64 %35
%52 = load double, double* %51
%53 = fadd double %50, %52
%54 = fcmp ogt double %53, 3.000000e+00
%55 = fcmp olt double %53, 2.000000e+00
%56 = or i1 %54, %55
br i1 %56, label %62, label %57
57: ; preds = %27
%58 = fcmp oeq double %53, 3.000000e+00
br i1 %58, label %62, label %59
59: ; preds = %57
%60 = getelementptr inbounds double, double* %21, i64 %28
%61 = load double, double* %60
br label %62
62: ; preds = %57, %27, %59
%63 = phi double [ %61, %59 ], [ 0.000000e+00, %27 ], [ 1.000000e+00, %57 ]
%64 = getelementptr inbounds double, double* %26, i64 %28
store double %63, double* %64
%65 = trunc i64 %29 to i32
%66 = icmp eq i32 %11, %65
br i1 %66, label %67, label %27
67: ; preds = %62, %14
%68 = trunc i64 %16 to i32
%69 = icmp eq i32 %13, %68
br i1 %69, label %70, label %14
70: ; preds = %67, %6
ret void
}