void red(double **u_previous, double **u_current, int min_x, int max_x,
         int min_y, int max_y, double omega) {
  int i, j;
  for (i = min_x; i < max_x; i++)
    for (j = min_y; j < max_y; j++)
      if ((i + j) % 2 == 0)
        u_current[i][j] =
            u_previous[i][j] +
            (omega / 4.0) * (u_previous[i - 1][j] + u_previous[i][j - 1] +
                             u_previous[i + 1][j] + u_previous[i][j + 1] -
                             4 * u_previous[i][j]);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<red>:
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  %xmm0,-0x28(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jge    1250 <red+0x150>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%eax
cmp    -0x20(%rbp),%eax
jge    123d <red+0x13d>
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    -0x30(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
cmp    $0x0,%edx
jne    122a <red+0x12a>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x30(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm1
movsd  -0x28(%rbp),%xmm0
movsd  0xe8c(%rip),%xmm2
divsd  %xmm2,%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x30(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm3
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
mov    -0x30(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
addsd  (%rax,%rcx,8),%xmm3
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x30(%rbp),%rcx
addsd  (%rax,%rcx,8),%xmm3
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
mov    -0x30(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
addsd  (%rax,%rcx,8),%xmm3
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x30(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
movsd  0xdfb(%rip),%xmm4
mulsd  %xmm4,%xmm2
addsd  %xmm3,%xmm2
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x30(%rbp),%rcx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
jmp    122f <red+0x12f>
mov    -0x30(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
jmp    1137 <red+0x37>
jmp    1242 <red+0x142>
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    1125 <red+0x25>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<red>:
push   %r15
push   %r14
push   %rbx
cmp    %ecx,%edx
jge    11b8 <red+0xb8>
mulsd  0xeeb(%rip),%xmm0
movslq %r8d,%r10
movslq %edx,%rdx
movslq %ecx,%r11
movslq %r9d,%r15
movsd  0xedf(%rip),%xmm1
jmp    113c <red+0x3c>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%rdx
mov    %rdx,%r14
cmp    %r11,%r14
je     11b8 <red+0xb8>
cmp    %r9d,%r8d
jge    1130 <red+0x30>
lea    0x1(%rdx),%r14
mov    %r10,%rbx
jmp    119f <red+0x9f>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    -0x8(%rdi,%rdx,8),%rcx
mov    (%rdi,%rdx,8),%rax
movsd  (%rcx,%rbx,8),%xmm2
addsd  -0x8(%rax,%rbx,8),%xmm2
mov    0x8(%rdi,%rdx,8),%rcx
addsd  (%rcx,%rbx,8),%xmm2
addsd  0x8(%rax,%rbx,8),%xmm2
movsd  (%rax,%rbx,8),%xmm3
movapd %xmm3,%xmm4
mulsd  %xmm1,%xmm4
addsd  %xmm2,%xmm4
mulsd  %xmm0,%xmm4
addsd  %xmm3,%xmm4
mov    (%rsi,%rdx,8),%rax
movsd  %xmm4,(%rax,%rbx,8)
add    $0x1,%rbx
cmp    %r15,%rbx
je     11b0 <red+0xb0>
lea    (%rbx,%rdx,1),%ecx
test   $0x1,%cl
je     1150 <red+0x50>
add    $0x1,%rbx
cmp    %r15,%rbx
jne    119f <red+0x9f>
mov    %r14,%rdx
cmp    %r11,%r14
jne    113c <red+0x3c>
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %r15
ret

LLVM IR (-O0):
define void @red(double** %0, double** %1, i32 %2, i32 %3, i32 %4, i32 %5, double %6) {
%8 = alloca double**
%9 = alloca double**
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
%13 = alloca i32
%14 = alloca double
%15 = alloca i32
%16 = alloca i32
store double** %0, double*** %8
store double** %1, double*** %9
store i32 %2, i32* %10
store i32 %3, i32* %11
store i32 %4, i32* %12
store i32 %5, i32* %13
store double %6, double* %14
%17 = load i32, i32* %10
store i32 %17, i32* %15
br label %18
18: ; preds = %113, %7
%19 = load i32, i32* %15
%20 = load i32, i32* %11
%21 = icmp slt i32 %19, %20
br i1 %21, label %22, label %116
22: ; preds = %18
%23 = load i32, i32* %12
store i32 %23, i32* %16
br label %24
24: ; preds = %109, %22
%25 = load i32, i32* %16
%26 = load i32, i32* %13
%27 = icmp slt i32 %25, %26
br i1 %27, label %28, label %112
28: ; preds = %24
%29 = load i32, i32* %15
%30 = load i32, i32* %16
%31 = add nsw i32 %29, %30
%32 = srem i32 %31, 2
%33 = icmp eq i32 %32, 0
br i1 %33, label %34, label %108
34: ; preds = %28
%35 = load double**, double*** %8
%36 = load i32, i32* %15
%37 = sext i32 %36 to i64
%38 = getelementptr inbounds double*, double** %35, i64 %37
%39 = load double*, double** %38
%40 = load i32, i32* %16
%41 = sext i32 %40 to i64
%42 = getelementptr inbounds double, double* %39, i64 %41
%43 = load double, double* %42
%44 = load double, double* %14
%45 = fdiv double %44, 4.000000e+00
%46 = load double**, double*** %8
%47 = load i32, i32* %15
%48 = sub nsw i32 %47, 1
%49 = sext i32 %48 to i64
%50 = getelementptr inbounds double*, double** %46, i64 %49
%51 = load double*, double** %50
%52 = load i32, i32* %16
%53 = sext i32 %52 to i64
%54 = getelementptr inbounds double, double* %51, i64 %53
%55 = load double, double* %54
%56 = load double**, double*** %8
%57 = load i32, i32* %15
%58 = sext i32 %57 to i64
%59 = getelementptr inbounds double*, double** %56, i64 %58
%60 = load double*, double** %59
%61 = load i32, i32* %16
%62 = sub nsw i32 %61, 1
%63 = sext i32 %62 to i64
%64 = getelementptr inbounds double, double* %60, i64 %63
%65 = load double, double* %64
%66 = fadd double %55, %65
%67 = load double**, double*** %8
%68 = load i32, i32* %15
%69 = add nsw i32 %68, 1
%70 = sext i32 %69 to i64
%71 = getelementptr inbounds double*, double** %67, i64 %70
%72 = load double*, double** %71
%73 = load i32, i32* %16
%74 = sext i32 %73 to i64
%75 = getelementptr inbounds double, double* %72, i64 %74
%76 = load double, double* %75
%77 = fadd double %66, %76
%78 = load double**, double*** %8
%79 = load i32, i32* %15
%80 = sext i32 %79 to i64
%81 = getelementptr inbounds double*, double** %78, i64 %80
%82 = load double*, double** %81
%83 = load i32, i32* %16
%84 = add nsw i32 %83, 1
%85 = sext i32 %84 to i64
%86 = getelementptr inbounds double, double* %82, i64 %85
%87 = load double, double* %86
%88 = fadd double %77, %87
%89 = load double**, double*** %8
%90 = load i32, i32* %15
%91 = sext i32 %90 to i64
%92 = getelementptr inbounds double*, double** %89, i64 %91
%93 = load double*, double** %92
%94 = load i32, i32* %16
%95 = sext i32 %94 to i64
%96 = getelementptr inbounds double, double* %93, i64 %95
%97 = load double, double* %96
%98 = call double @llvm.fmuladd.f64(double -4.000000e+00, double %97, double %88)
%99 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %45, double %98, double %43)
%100 = load double**, double*** %9
%101 = load i32, i32* %15
%102 = sext i32 %101 to i64
%103 = getelementptr inbounds double*, double** %100, i64 %102
%104 = load double*, double** %103
%105 = load i32, i32* %16
%106 = sext i32 %105 to i64
%107 = getelementptr inbounds double, double* %104, i64 %106
store double %99, double* %107
br label %108
108: ; preds = %34, %28
br label %109
109: ; preds = %108
%110 = load i32, i32* %16
%111 = add nsw i32 %110, 1
store i32 %111, i32* %16
br label %24
112: ; preds = %24
br label %113
113: ; preds = %112
%114 = load i32, i32* %15
%115 = add nsw i32 %114, 1
store i32 %115, i32* %15
br label %18
116: ; preds = %18
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @red(double** nocapture %0, double** nocapture %1, i32 %2, i32 %3, i32 %4, i32 %5, double %6) {
%8 = icmp slt i32 %2, %3
br i1 %8, label %9, label %63
9: ; preds = %7
%10 = icmp slt i32 %4, %5
%11 = fmul double %6, 2.500000e-01
%12 = sext i32 %4 to i64
%13 = sext i32 %2 to i64
%14 = sext i32 %3 to i64
%15 = sext i32 %5 to i64
br label %16
16: ; preds = %9, %60
%17 = phi i64 [ %13, %9 ], [ %61, %60 ]
br i1 %10, label %20, label %18
18: ; preds = %16
%19 = add nsw i64 %17, 1
br label %60
20: ; preds = %16
%21 = getelementptr inbounds double*, double** %0, i64 %17
%22 = add nsw i64 %17, -1
%23 = getelementptr inbounds double*, double** %0, i64 %22
%24 = add nsw i64 %17, 1
%25 = getelementptr inbounds double*, double** %0, i64 %24
%26 = getelementptr inbounds double*, double** %1, i64 %17
br label %27
27: ; preds = %20, %57
%28 = phi i64 [ %12, %20 ], [ %58, %57 ]
%29 = add nsw i64 %28, %17
%30 = and i64 %29, 1
%31 = icmp eq i64 %30, 0
br i1 %31, label %34, label %32
32: ; preds = %27
%33 = add nsw i64 %28, 1
br label %57
34: ; preds = %27
%35 = load double*, double** %21
%36 = getelementptr inbounds double, double* %35, i64 %28
%37 = load double, double* %36
%38 = load double*, double** %23
%39 = getelementptr inbounds double, double* %38, i64 %28
%40 = load double, double* %39
%41 = add nsw i64 %28, -1
%42 = getelementptr inbounds double, double* %35, i64 %41
%43 = load double, double* %42
%44 = fadd double %40, %43
%45 = load double*, double** %25
%46 = getelementptr inbounds double, double* %45, i64 %28
%47 = load double, double* %46
%48 = fadd double %44, %47
%49 = add nsw i64 %28, 1
%50 = getelementptr inbounds double, double* %35, i64 %49
%51 = load double, double* %50
%52 = fadd double %48, %51
%53 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %37, double -4.000000e+00, double %52)
%54 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %11, double %53, double %37)
%55 = load double*, double** %26
%56 = getelementptr inbounds double, double* %55, i64 %28
store double %54, double* %56
br label %57
57: ; preds = %32, %34
%58 = phi i64 [ %33, %32 ], [ %49, %34 ]
%59 = icmp eq i64 %58, %15
br i1 %59, label %60, label %27
60: ; preds = %57, %18
%61 = phi i64 [ %19, %18 ], [ %24, %57 ]
%62 = icmp eq i64 %61, %14
br i1 %62, label %63, label %16
63: ; preds = %60, %7
ret void
}