void C_divergence(double *div, const double *const v,
                  const unsigned char *bound, int const Nx, int const 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;
      div[idx] = (bound[idx + Ny] ? 0.0 : v[idx + Ny] / (2 * dx)) -
                 (bound[idx - Ny] ? 0.0 : v[idx - Ny] / (2 * dx)) +
                 (bound[idx + 1] ? 0.0 : v[vyidx + idx + 1] / (2 * dy)) -
                 (bound[idx - 1] ? 0.0 : v[vyidx + idx - 1] / (2 * dy));
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<C_divergence>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %ecx,-0x1c(%rbp)
mov    %r8d,-0x20(%rbp)
movsd  %xmm0,-0x28(%rbp)
movsd  %xmm1,-0x30(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
imul   -0x20(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x40(%rbp)
movl   $0x1,-0x34(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    1318 <C_divergence+0x218>
movl   $0x1,-0x38(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%eax
mov    -0x20(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    1305 <C_divergence+0x205>
mov    -0x38(%rbp),%eax
mov    -0x34(%rbp),%ecx
imul   -0x20(%rbp),%ecx
add    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x3c(%rbp),%ecx
add    -0x20(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movzbl (%rax,%rcx,1),%eax
cmp    $0x0,%eax
je     1191 <C_divergence+0x91>
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x48(%rbp)
jmp    11b9 <C_divergence+0xb9>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x3c(%rbp),%ecx
add    -0x20(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
movsd  0xe55(%rip),%xmm1
mulsd  -0x28(%rbp),%xmm1
divsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x48(%rbp)
movsd  -0x48(%rbp),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x50(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x3c(%rbp),%ecx
sub    -0x20(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movzbl (%rax,%rcx,1),%eax
cmp    $0x0,%eax
je     11ea <C_divergence+0xea>
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x58(%rbp)
jmp    1212 <C_divergence+0x112>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x3c(%rbp),%ecx
sub    -0x20(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
movsd  0xdfc(%rip),%xmm1
mulsd  -0x28(%rbp),%xmm1
divsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x58(%rbp)
movsd  -0x50(%rbp),%xmm0
movsd  -0x58(%rbp),%xmm1
subsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x60(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x3c(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movzbl (%rax,%rcx,1),%eax
cmp    $0x0,%eax
je     124c <C_divergence+0x14c>
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x68(%rbp)
jmp    1277 <C_divergence+0x177>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x40(%rbp),%ecx
add    -0x3c(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
movsd  0xd97(%rip),%xmm1
mulsd  -0x30(%rbp),%xmm1
divsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x68(%rbp)
movsd  -0x60(%rbp),%xmm0
movsd  -0x68(%rbp),%xmm1
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x70(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x3c(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movzbl (%rax,%rcx,1),%eax
cmp    $0x0,%eax
je     12b1 <C_divergence+0x1b1>
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x78(%rbp)
jmp    12dc <C_divergence+0x1dc>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x40(%rbp),%ecx
add    -0x3c(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
movsd  0xd32(%rip),%xmm1
mulsd  -0x30(%rbp),%xmm1
divsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x78(%rbp)
movsd  -0x70(%rbp),%xmm0
movsd  -0x78(%rbp),%xmm1
subsd  %xmm1,%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x3c(%rbp),%rcx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x38(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x38(%rbp)
jmp    114a <C_divergence+0x4a>
jmp    130a <C_divergence+0x20a>
mov    -0x34(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
jmp    1132 <C_divergence+0x32>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<C_divergence>:
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
cmp    $0x3,%ecx
jl     1236 <C_divergence+0x136>
mov    %r8d,%eax
imul   %ecx,%eax
add    $0xffffffff,%ecx
lea    -0x1(%r8),%r10d
addsd  %xmm0,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm1
movslq %eax,%rbx
movslq %r8d,%r9
lea    0x2(%r9,%rdx,1),%rax
lea    (%r9,%r9,1),%r14
lea    (%rdx,%r9,2),%r11
add    $0x1,%r11
lea    (%rsi,%r14,8),%r15
add    $0x8,%r15
lea    0x0(,%r9,8),%r14
add    %r9,%rbx
lea    (%rsi,%rbx,8),%r13
add    $0x10,%r13
lea    (%rdi,%r9,8),%rdi
add    $0x8,%rdi
add    $0xffffffffffffffff,%r10
mov    $0x1,%r12d
jmp    1192 <C_divergence+0x92>
nopl   (%rax)
add    $0x1,%r12
add    %r9,%rax
add    %r9,%r11
add    %r14,%r15
add    %r9,%rdx
add    %r14,%rsi
add    %r14,%r13
add    %r14,%rdi
cmp    %rcx,%r12
je     1236 <C_divergence+0x136>
cmp    $0x3,%r8d
jl     1170 <C_divergence+0x70>
xor    %ebx,%ebx
jmp    11ba <C_divergence+0xba>
nopl   0x0(%rax)
subsd  %xmm3,%xmm2
addsd  %xmm5,%xmm2
subsd  %xmm4,%xmm2
movsd  %xmm2,(%rdi,%rbx,8)
add    $0x1,%rbx
cmp    %rbx,%r10
je     1170 <C_divergence+0x70>
xorpd  %xmm3,%xmm3
cmpb   $0x0,(%r11,%rbx,1)
xorpd  %xmm2,%xmm2
je     11f0 <C_divergence+0xf0>
cmpb   $0x0,0x1(%rdx,%rbx,1)
je     1201 <C_divergence+0x101>
xorpd  %xmm4,%xmm4
cmpb   $0x0,(%rax,%rbx,1)
xorpd  %xmm5,%xmm5
je     1210 <C_divergence+0x110>
cmpb   $0x0,-0x2(%rax,%rbx,1)
jne    11a0 <C_divergence+0xa0>
jmp    1226 <C_divergence+0x126>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
movsd  (%r15,%rbx,8),%xmm2
divsd  %xmm0,%xmm2
cmpb   $0x0,0x1(%rdx,%rbx,1)
jne    11d0 <C_divergence+0xd0>
movsd  0x8(%rsi,%rbx,8),%xmm3
divsd  %xmm0,%xmm3
jmp    11d0 <C_divergence+0xd0>
nopl   (%rax)
movsd  0x0(%r13,%rbx,8),%xmm5
divsd  %xmm1,%xmm5
cmpb   $0x0,-0x2(%rax,%rbx,1)
jne    11a0 <C_divergence+0xa0>
movsd  -0x10(%r13,%rbx,8),%xmm4
divsd  %xmm1,%xmm4
jmp    11a0 <C_divergence+0xa0>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
ret

LLVM IR (-O0):
define void @C_divergence(double* %0, double* %1, i8* %2, i32 %3, i32 %4, double %5, double %6) {
%8 = alloca double*
%9 = alloca double*
%10 = alloca i8*
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
%13 = alloca double
%14 = alloca double
%15 = alloca i32
%16 = alloca i32
%17 = alloca i32
%18 = alloca i32
store double* %0, double** %8
store double* %1, double** %9
store i8* %2, i8** %10
store i32 %3, i32* %11
store i32 %4, i32* %12
store double %5, double* %13
store double %6, double* %14
%19 = load i32, i32* %11
%20 = load i32, i32* %12
%21 = mul nsw i32 %19, %20
store i32 %21, i32* %18
store i32 1, i32* %15
br label %22
22: ; preds = %142, %7
%23 = load i32, i32* %15
%24 = load i32, i32* %11
%25 = sub nsw i32 %24, 1
%26 = icmp slt i32 %23, %25
br i1 %26, label %27, label %145
27: ; preds = %22
store i32 1, i32* %16
br label %28
28: ; preds = %138, %27
%29 = load i32, i32* %16
%30 = load i32, i32* %12
%31 = sub nsw i32 %30, 1
%32 = icmp slt i32 %29, %31
br i1 %32, label %33, label %141
33: ; preds = %28
%34 = load i32, i32* %16
%35 = load i32, i32* %15
%36 = load i32, i32* %12
%37 = mul nsw i32 %35, %36
%38 = add nsw i32 %34, %37
store i32 %38, i32* %17
%39 = load i8*, i8** %10
%40 = load i32, i32* %17
%41 = load i32, i32* %12
%42 = add nsw i32 %40, %41
%43 = sext i32 %42 to i64
%44 = getelementptr inbounds i8, i8* %39, 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 %49
48: ; preds = %33
br label %60
49: ; preds = %33
%50 = load double*, double** %9
%51 = load i32, i32* %17
%52 = load i32, i32* %12
%53 = add nsw i32 %51, %52
%54 = sext i32 %53 to i64
%55 = getelementptr inbounds double, double* %50, i64 %54
%56 = load double, double* %55
%57 = load double, double* %13
%58 = fmul double 2.000000e+00, %57
%59 = fdiv double %56, %58
br label %60
60: ; preds = %49, %48
%61 = phi double [ 0.000000e+00, %48 ], [ %59, %49 ]
%62 = load i8*, i8** %10
%63 = load i32, i32* %17
%64 = load i32, i32* %12
%65 = sub nsw i32 %63, %64
%66 = sext i32 %65 to i64
%67 = getelementptr inbounds i8, i8* %62, i64 %66
%68 = load i8, i8* %67
%69 = zext i8 %68 to i32
%70 = icmp ne i32 %69, 0
br i1 %70, label %71, label %72
71: ; preds = %60
br label %83
72: ; preds = %60
%73 = load double*, double** %9
%74 = load i32, i32* %17
%75 = load i32, i32* %12
%76 = sub nsw i32 %74, %75
%77 = sext i32 %76 to i64
%78 = getelementptr inbounds double, double* %73, i64 %77
%79 = load double, double* %78
%80 = load double, double* %13
%81 = fmul double 2.000000e+00, %80
%82 = fdiv double %79, %81
br label %83
83: ; preds = %72, %71
%84 = phi double [ 0.000000e+00, %71 ], [ %82, %72 ]
%85 = fsub double %61, %84
%86 = load i8*, i8** %10
%87 = load i32, i32* %17
%88 = add nsw i32 %87, 1
%89 = sext i32 %88 to i64
%90 = getelementptr inbounds i8, i8* %86, i64 %89
%91 = load i8, i8* %90
%92 = zext i8 %91 to i32
%93 = icmp ne i32 %92, 0
br i1 %93, label %94, label %95
94: ; preds = %83
br label %107
95: ; preds = %83
%96 = load double*, double** %9
%97 = load i32, i32* %18
%98 = load i32, i32* %17
%99 = add nsw i32 %97, %98
%100 = add nsw i32 %99, 1
%101 = sext i32 %100 to i64
%102 = getelementptr inbounds double, double* %96, i64 %101
%103 = load double, double* %102
%104 = load double, double* %14
%105 = fmul double 2.000000e+00, %104
%106 = fdiv double %103, %105
br label %107
107: ; preds = %95, %94
%108 = phi double [ 0.000000e+00, %94 ], [ %106, %95 ]
%109 = fadd double %85, %108
%110 = load i8*, i8** %10
%111 = load i32, i32* %17
%112 = sub nsw i32 %111, 1
%113 = sext i32 %112 to i64
%114 = getelementptr inbounds i8, i8* %110, i64 %113
%115 = load i8, i8* %114
%116 = zext i8 %115 to i32
%117 = icmp ne i32 %116, 0
br i1 %117, label %118, label %119
118: ; preds = %107
br label %131
119: ; preds = %107
%120 = load double*, double** %9
%121 = load i32, i32* %18
%122 = load i32, i32* %17
%123 = add nsw i32 %121, %122
%124 = sub nsw i32 %123, 1
%125 = sext i32 %124 to i64
%126 = getelementptr inbounds double, double* %120, i64 %125
%127 = load double, double* %126
%128 = load double, double* %14
%129 = fmul double 2.000000e+00, %128
%130 = fdiv double %127, %129
br label %131
131: ; preds = %119, %118
%132 = phi double [ 0.000000e+00, %118 ], [ %130, %119 ]
%133 = fsub double %109, %132
%134 = load double*, double** %8
%135 = load i32, i32* %17
%136 = sext i32 %135 to i64
%137 = getelementptr inbounds double, double* %134, i64 %136
store double %133, double* %137
br label %138
138: ; preds = %131
%139 = load i32, i32* %16
%140 = add nsw i32 %139, 1
store i32 %140, i32* %16
br label %28
141: ; preds = %28
br label %142
142: ; preds = %141
%143 = load i32, i32* %15
%144 = add nsw i32 %143, 1
store i32 %144, i32* %15
br label %22
145: ; preds = %22
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @C_divergence(double* nocapture writeonly %0, double* nocapture %1, i8* nocapture %2, i32 %3, i32 %4, double %5, double %6) {
%8 = icmp sgt i32 %3, 2
br i1 %8, label %9, label %80
9: ; preds = %7
%10 = add nsw i32 %3, -1
%11 = mul nsw i32 %4, %3
%12 = add i32 %4, -1
%13 = icmp sgt i32 %4, 2
%14 = fmul double %5, 2.000000e+00
%15 = fmul double %6, 2.000000e+00
%16 = sext i32 %11 to i64
%17 = sext i32 %4 to i64
%18 = zext i32 %10 to i64
%19 = zext i32 %12 to i64
br label %20
20: ; preds = %9, %77
%21 = phi i64 [ 1, %9 ], [ %78, %77 ]
br i1 %13, label %22, label %77
22: ; preds = %20
%23 = mul nsw i64 %21, %17
br label %24
24: ; preds = %22, %71
%25 = phi i64 [ 1, %22 ], [ %75, %71 ]
%26 = add nsw i64 %25, %23
%27 = add nsw i64 %26, %17
%28 = getelementptr inbounds i8, i8* %2, i64 %27
%29 = load i8, i8* %28
%30 = icmp eq i8 %29, 0
br i1 %30, label %31, label %35
31: ; preds = %24
%32 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %27
%33 = load double, double* %32
%34 = fdiv double %33, %14
br label %35
35: ; preds = %24, %31
%36 = phi double [ %34, %31 ], [ 0.000000e+00, %24 ]
%37 = sub nsw i64 %26, %17
%38 = getelementptr inbounds i8, i8* %2, i64 %37
%39 = load i8, i8* %38
%40 = icmp eq i8 %39, 0
br i1 %40, label %41, label %45
41: ; preds = %35
%42 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %37
%43 = load double, double* %42
%44 = fdiv double %43, %14
br label %45
45: ; preds = %35, %41
%46 = phi double [ %44, %41 ], [ 0.000000e+00, %35 ]
%47 = fsub double %36, %46
%48 = add nsw i64 %26, 1
%49 = getelementptr inbounds i8, i8* %2, i64 %48
%50 = load i8, i8* %49
%51 = icmp eq i8 %50, 0
br i1 %51, label %52, label %58
52: ; preds = %45
%53 = add nsw i64 %26, %16
%54 = add nsw i64 %53, 1
%55 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %54
%56 = load double, double* %55
%57 = fdiv double %56, %15
br label %58
58: ; preds = %45, %52
%59 = phi double [ %57, %52 ], [ 0.000000e+00, %45 ]
%60 = fadd double %47, %59
%61 = add nsw i64 %26, -1
%62 = getelementptr inbounds i8, i8* %2, i64 %61
%63 = load i8, i8* %62
%64 = icmp eq i8 %63, 0
br i1 %64, label %65, label %71
65: ; preds = %58
%66 = add nsw i64 %26, %16
%67 = add nsw i64 %66, -1
%68 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %67
%69 = load double, double* %68
%70 = fdiv double %69, %15
br label %71
71: ; preds = %58, %65
%72 = phi double [ %70, %65 ], [ 0.000000e+00, %58 ]
%73 = fsub double %60, %72
%74 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %26
store double %73, double* %74
%75 = add nuw nsw i64 %25, 1
%76 = icmp eq i64 %75, %19
br i1 %76, label %77, label %24
77: ; preds = %71, %20
%78 = add nuw nsw i64 %21, 1
%79 = icmp eq i64 %78, %18
br i1 %79, label %80, label %20
80: ; preds = %77, %7
ret void
}