void C_sub_gradient(double *v, const double *const v0, const double *const p,
                    const unsigned char *bound, const int Nx, const int Ny,
                    const double dx, const double dy) {
  int x, y, idx;
  int vyidx = Nx * Ny;
#pragma omp for schedule(auto)
  for (x = 1; x < Nx - 1; ++x) {
    for (y = 1; y < Ny - 1; ++y) {
      idx = y + x * Ny;
      v[idx] = bound[idx]
                   ? v0[idx]
                   : v0[idx] - 1 / (2 * dx) * (p[idx + Ny] - p[idx - Ny]);
      v[vyidx + idx] =
          bound[idx]
              ? v0[vyidx + idx]
              : v0[vyidx + idx] - 1 / (2 * dy) * (p[idx + 1] - p[idx - 1]);
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<C_sub_gradient>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
mov    %r8d,-0x24(%rbp)
mov    %r9d,-0x28(%rbp)
movsd  %xmm0,-0x30(%rbp)
movsd  %xmm1,-0x38(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
imul   -0x28(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x48(%rbp)
movl   $0x1,-0x3c(%rbp)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    12f7 <C_sub_gradient+0x1f7>
movl   $0x1,-0x40(%rbp)
mov    -0x40(%rbp),%eax
mov    -0x28(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    12e4 <C_sub_gradient+0x1e4>
mov    -0x40(%rbp),%eax
mov    -0x3c(%rbp),%ecx
imul   -0x28(%rbp),%ecx
add    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x44(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x44(%rbp),%rcx
movzbl (%rax,%rcx,1),%eax
cmp    $0x0,%eax
je     119b <C_sub_gradient+0x9b>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x44(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x50(%rbp)
jmp    1209 <C_sub_gradient+0x109>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x44(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm1
movsd  0xe58(%rip),%xmm2
mulsd  -0x30(%rbp),%xmm2
movsd  0xe43(%rip),%xmm0
divsd  %xmm2,%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x44(%rbp),%ecx
add    -0x28(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x44(%rbp),%ecx
sub    -0x28(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
subsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
movq   %xmm0,%rax
movabs $0x8000000000000000,%rcx
xor    %rcx,%rax
movq   %rax,%xmm0
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x50(%rbp)
movsd  -0x50(%rbp),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x44(%rbp),%rcx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x44(%rbp),%rcx
movzbl (%rax,%rcx,1),%eax
cmp    $0x0,%eax
je     124c <C_sub_gradient+0x14c>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x48(%rbp),%ecx
add    -0x44(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x58(%rbp)
jmp    12bf <C_sub_gradient+0x1bf>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x48(%rbp),%ecx
add    -0x44(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm1
movsd  0xda2(%rip),%xmm2
mulsd  -0x38(%rbp),%xmm2
movsd  0xd8d(%rip),%xmm0
divsd  %xmm2,%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x44(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x44(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
subsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
movq   %xmm0,%rax
movabs $0x8000000000000000,%rcx
xor    %rcx,%rax
movq   %rax,%xmm0
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x58(%rbp)
movsd  -0x58(%rbp),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x48(%rbp),%ecx
add    -0x44(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x40(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x40(%rbp)
jmp    114f <C_sub_gradient+0x4f>
jmp    12e9 <C_sub_gradient+0x1e9>
mov    -0x3c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
jmp    1137 <C_sub_gradient+0x37>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<C_sub_gradient>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
cmp    $0x3,%r8d
jl     1224 <C_sub_gradient+0x124>
mov    %r9d,%eax
imul   %r8d,%eax
add    $0xffffffff,%r8d
lea    -0x1(%r9),%r11d
addsd  %xmm0,%xmm0
movsd  0xed1(%rip),%xmm2
movapd %xmm2,%xmm3
divsd  %xmm0,%xmm3
addsd  %xmm1,%xmm1
divsd  %xmm1,%xmm2
movslq %eax,%r13
movslq %r9d,%r10
lea    0x10(%rdx,%r10,8),%r15
lea    0x0(,%r10,8),%r14
lea    0x1(%rcx,%r10,1),%rcx
lea    (%rdi,%r10,8),%rbx
add    $0x8,%rbx
lea    (%rsi,%r10,8),%rax
add    $0x8,%rax
mov    %r10,%rbp
shl    $0x4,%rbp
lea    (%rdx,%rbp,1),%r12
add    $0x8,%r12
add    %r10,%r13
lea    (%rdi,%r13,8),%rdi
add    $0x8,%rdi
lea    (%rsi,%r13,8),%rsi
add    $0x8,%rsi
add    $0xffffffffffffffff,%r11
mov    $0x1,%r13d
jmp    11c1 <C_sub_gradient+0xc1>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
add    $0x1,%r13
add    %r14,%r15
add    %r10,%rcx
add    %r14,%rbx
add    %r14,%rax
add    %r14,%r12
add    %r14,%rdx
add    %r14,%rdi
add    %r14,%rsi
cmp    %r8,%r13
je     1224 <C_sub_gradient+0x124>
cmp    $0x3,%r9d
jl     11a0 <C_sub_gradient+0xa0>
xor    %ebp,%ebp
jmp    11de <C_sub_gradient+0xde>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movsd  %xmm0,(%rdi,%rbp,8)
add    $0x1,%rbp
cmp    %rbp,%r11
je     11a0 <C_sub_gradient+0xa0>
cmpb   $0x0,(%rcx,%rbp,1)
movsd  (%rax,%rbp,8),%xmm0
jne    11fd <C_sub_gradient+0xfd>
movsd  (%r12,%rbp,8),%xmm1
subsd  0x8(%rdx,%rbp,8),%xmm1
mulsd  %xmm3,%xmm1
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,(%rbx,%rbp,8)
cmpb   $0x0,(%rcx,%rbp,1)
movsd  (%rsi,%rbp,8),%xmm0
jne    11d0 <C_sub_gradient+0xd0>
movsd  (%r15,%rbp,8),%xmm1
subsd  -0x10(%r15,%rbp,8),%xmm1
mulsd  %xmm2,%xmm1
addsd  %xmm1,%xmm0
jmp    11d0 <C_sub_gradient+0xd0>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @C_sub_gradient(double* %0, double* %1, double* %2, i8* %3, i32 %4, i32 %5, double %6, double %7) {
%9 = alloca double*
%10 = alloca double*
%11 = alloca double*
%12 = alloca i8*
%13 = alloca i32
%14 = alloca i32
%15 = alloca double
%16 = alloca double
%17 = alloca i32
%18 = alloca i32
%19 = alloca i32
%20 = alloca i32
store double* %0, double** %9
store double* %1, double** %10
store double* %2, double** %11
store i8* %3, i8** %12
store i32 %4, i32* %13
store i32 %5, i32* %14
store double %6, double* %15
store double %7, double* %16
%21 = load i32, i32* %13
%22 = load i32, i32* %14
%23 = mul nsw i32 %21, %22
store i32 %23, i32* %20
store i32 1, i32* %17
br label %24
24: ; preds = %139, %8
%25 = load i32, i32* %17
%26 = load i32, i32* %13
%27 = sub nsw i32 %26, 1
%28 = icmp slt i32 %25, %27
br i1 %28, label %29, label %142
29: ; preds = %24
store i32 1, i32* %18
br label %30
30: ; preds = %135, %29
%31 = load i32, i32* %18
%32 = load i32, i32* %14
%33 = sub nsw i32 %32, 1
%34 = icmp slt i32 %31, %33
br i1 %34, label %35, label %138
35: ; preds = %30
%36 = load i32, i32* %18
%37 = load i32, i32* %17
%38 = load i32, i32* %14
%39 = mul nsw i32 %37, %38
%40 = add nsw i32 %36, %39
store i32 %40, i32* %19
%41 = load i8*, i8** %12
%42 = load i32, i32* %19
%43 = sext i32 %42 to i64
%44 = getelementptr inbounds i8, i8* %41, i64 %43
%45 = load i8, i8* %44
%46 = zext i8 %45 to i32
%47 = icmp ne i32 %46, 0
br i1 %47, label %48, label %54
48: ; preds = %35
%49 = load double*, double** %10
%50 = load i32, i32* %19
%51 = sext i32 %50 to i64
%52 = getelementptr inbounds double, double* %49, i64 %51
%53 = load double, double* %52
br label %80
54: ; preds = %35
%55 = load double*, double** %10
%56 = load i32, i32* %19
%57 = sext i32 %56 to i64
%58 = getelementptr inbounds double, double* %55, i64 %57
%59 = load double, double* %58
%60 = load double, double* %15
%61 = fmul double 2.000000e+00, %60
%62 = fdiv double 1.000000e+00, %61
%63 = load double*, double** %11
%64 = load i32, i32* %19
%65 = load i32, i32* %14
%66 = add nsw i32 %64, %65
%67 = sext i32 %66 to i64
%68 = getelementptr inbounds double, double* %63, i64 %67
%69 = load double, double* %68
%70 = load double*, double** %11
%71 = load i32, i32* %19
%72 = load i32, i32* %14
%73 = sub nsw i32 %71, %72
%74 = sext i32 %73 to i64
%75 = getelementptr inbounds double, double* %70, i64 %74
%76 = load double, double* %75
%77 = fsub double %69, %76
%78 = fneg double %62
%79 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %78, double %77, double %59)
br label %80
80: ; preds = %54, %48
%81 = phi double [ %53, %48 ], [ %79, %54 ]
%82 = load double*, double** %9
%83 = load i32, i32* %19
%84 = sext i32 %83 to i64
%85 = getelementptr inbounds double, double* %82, i64 %84
store double %81, double* %85
%86 = load i8*, i8** %12
%87 = load i32, i32* %19
%88 = sext i32 %87 to i64
%89 = getelementptr inbounds i8, i8* %86, i64 %88
%90 = load i8, i8* %89
%91 = zext i8 %90 to i32
%92 = icmp ne i32 %91, 0
br i1 %92, label %93, label %101
93: ; preds = %80
%94 = load double*, double** %10
%95 = load i32, i32* %20
%96 = load i32, i32* %19
%97 = add nsw i32 %95, %96
%98 = sext i32 %97 to i64
%99 = getelementptr inbounds double, double* %94, i64 %98
%100 = load double, double* %99
br label %127
101: ; preds = %80
%102 = load double*, double** %10
%103 = load i32, i32* %20
%104 = load i32, i32* %19
%105 = add nsw i32 %103, %104
%106 = sext i32 %105 to i64
%107 = getelementptr inbounds double, double* %102, i64 %106
%108 = load double, double* %107
%109 = load double, double* %16
%110 = fmul double 2.000000e+00, %109
%111 = fdiv double 1.000000e+00, %110
%112 = load double*, double** %11
%113 = load i32, i32* %19
%114 = add nsw i32 %113, 1
%115 = sext i32 %114 to i64
%116 = getelementptr inbounds double, double* %112, i64 %115
%117 = load double, double* %116
%118 = load double*, double** %11
%119 = load i32, i32* %19
%120 = sub nsw i32 %119, 1
%121 = sext i32 %120 to i64
%122 = getelementptr inbounds double, double* %118, i64 %121
%123 = load double, double* %122
%124 = fsub double %117, %123
%125 = fneg double %111
%126 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %125, double %124, double %108)
br label %127
127: ; preds = %101, %93
%128 = phi double [ %100, %93 ], [ %126, %101 ]
%129 = load double*, double** %9
%130 = load i32, i32* %20
%131 = load i32, i32* %19
%132 = add nsw i32 %130, %131
%133 = sext i32 %132 to i64
%134 = getelementptr inbounds double, double* %129, i64 %133
store double %128, double* %134
br label %135
135: ; preds = %127
%136 = load i32, i32* %18
%137 = add nsw i32 %136, 1
store i32 %137, i32* %18
br label %30
138: ; preds = %30
br label %139
139: ; preds = %138
%140 = load i32, i32* %17
%141 = add nsw i32 %140, 1
store i32 %141, i32* %17
br label %24
142: ; preds = %24
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @C_sub_gradient(double* nocapture writeonly %0, double* nocapture %1, double* nocapture %2, i8* nocapture %3, i32 %4, i32 %5, double %6, double %7) {
%9 = icmp sgt i32 %4, 2
br i1 %9, label %10, label %69
10: ; preds = %8
%11 = add nsw i32 %4, -1
%12 = mul nsw i32 %5, %4
%13 = add i32 %5, -1
%14 = icmp sgt i32 %5, 2
%15 = fmul double %6, 2.000000e+00
%16 = fdiv double -1.000000e+00, %15
%17 = fmul double %7, 2.000000e+00
%18 = fdiv double -1.000000e+00, %17
%19 = sext i32 %12 to i64
%20 = sext i32 %5 to i64
%21 = zext i32 %11 to i64
%22 = zext i32 %13 to i64
br label %23
23: ; preds = %10, %66
%24 = phi i64 [ 1, %10 ], [ %67, %66 ]
br i1 %14, label %25, label %66
25: ; preds = %23
%26 = mul nsw i64 %24, %20
br label %27
27: ; preds = %25, %61
%28 = phi i64 [ 1, %25 ], [ %64, %61 ]
%29 = add nsw i64 %28, %26
%30 = getelementptr inbounds i8, i8* %3, i64 %29
%31 = load i8, i8* %30
%32 = icmp eq i8 %31, 0
%33 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %29
%34 = load double, double* %33
br i1 %32, label %35, label %44
35: ; preds = %27
%36 = add nsw i64 %29, %20
%37 = getelementptr inbounds double, double* %2, i64 %36
%38 = load double, double* %37
%39 = sub nsw i64 %29, %20
%40 = getelementptr inbounds double, double* %2, i64 %39
%41 = load double, double* %40
%42 = fsub double %38, %41
%43 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %16, double %42, double %34)
br label %44
44: ; preds = %27, %35
%45 = phi double [ %43, %35 ], [ %34, %27 ]
%46 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %29
store double %45, double* %46
%47 = load i8, i8* %30
%48 = icmp eq i8 %47, 0
%49 = add nsw i64 %29, %19
%50 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %49
%51 = load double, double* %50
br i1 %48, label %52, label %61
52: ; preds = %44
%53 = add nsw i64 %29, 1
%54 = getelementptr inbounds double, double* %2, i64 %53
%55 = load double, double* %54
%56 = add nsw i64 %29, -1
%57 = getelementptr inbounds double, double* %2, i64 %56
%58 = load double, double* %57
%59 = fsub double %55, %58
%60 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %18, double %59, double %51)
br label %61
61: ; preds = %44, %52
%62 = phi double [ %60, %52 ], [ %51, %44 ]
%63 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %49
store double %62, double* %63
%64 = add nuw nsw i64 %28, 1
%65 = icmp eq i64 %64, %22
br i1 %65, label %66, label %27
66: ; preds = %61, %23
%67 = add nuw nsw i64 %24, 1
%68 = icmp eq i64 %67, %21
br i1 %68, label %69, label %23
69: ; preds = %66, %8
ret void
}