#define NULL ((void *)0)
typedef unsigned long size_t; // Customize by platform.
typedef long intptr_t;
typedef unsigned long uintptr_t;
typedef long scalar_t__; // Either arithmetic or pointer type.
/* By default, we understand bool (as a convenience). */
typedef int bool;
#define false 0
#define true 1

/* Forward declarations */

/* Type definitions */

/* Variables and functions */
double sqrt(double);
double residual(double **u, double **rhs, double dx, double dy, int nX,
                int nY) {
  int i, j;
  double Ax_r, res;
  res = 0;
#pragma omp parallel for schedule(static) shared(u, rhs) private(i, j, Ax_r) firstprivate(nX, nY, dx, dy) reduction(+:res) default(none)
  for (i = 1; i < nX - 1; i++) {
    for (j = 1; j < nY - 1; j++) {
      Ax_r = (1.0 / (dx * dx) * (u[i - 1][j] - 2.0 * u[i][j] + u[i + 1][j]) +
              1.0 / (dy * dy) * (u[i][j - 1] - 2.0 * u[i][j] + u[i][j + 1]) -
              rhs[i][j]);
      res += Ax_r * Ax_r;
    }
  }
  return sqrt(res);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<residual>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x40,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
movsd  %xmm0,-0x18(%rbp)
movsd  %xmm1,-0x20(%rbp)
mov    %edx,-0x24(%rbp)
mov    %ecx,-0x28(%rbp)
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x40(%rbp)
movl   $0x1,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    1299 <residual+0x189>
movl   $0x1,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%eax
mov    -0x28(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    1286 <residual+0x176>
movsd  -0x18(%rbp),%xmm1
mulsd  -0x18(%rbp),%xmm1
movsd  0xe86(%rip),%xmm0
divsd  %xmm1,%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),%xmm2
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x30(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm1
addsd  %xmm1,%xmm1
subsd  %xmm1,%xmm2
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),%xmm2
movsd  -0x20(%rbp),%xmm3
mulsd  -0x20(%rbp),%xmm3
movsd  0xe1f(%rip),%xmm1
divsd  %xmm3,%xmm1
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
mov    -0x30(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  (%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),%xmm4
addsd  %xmm4,%xmm4
subsd  %xmm4,%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
mulsd  %xmm3,%xmm1
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x30(%rbp),%rcx
subsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x38(%rbp)
movsd  -0x38(%rbp),%xmm0
movsd  -0x38(%rbp),%xmm2
movsd  -0x40(%rbp),%xmm1
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x40(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
jmp    1157 <residual+0x47>
jmp    128b <residual+0x17b>
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    113f <residual+0x2f>
movsd  -0x40(%rbp),%xmm0
call   1030 <sqrt@plt>
add    $0x40,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<residual>:
push   %r14
push   %rbx
movapd %xmm0,%xmm2
xorpd  %xmm3,%xmm3
xorpd  %xmm0,%xmm0
cmp    $0x3,%edx
jl     11f5 <residual+0xe5>
add    $0xffffffff,%edx
lea    -0x1(%rcx),%r9d
mulsd  %xmm2,%xmm2
movsd  0xec5(%rip),%xmm4
movapd %xmm4,%xmm5
divsd  %xmm2,%xmm5
mulsd  %xmm1,%xmm1
divsd  %xmm1,%xmm4
add    $0xffffffffffffffff,%r9
xorpd  %xmm0,%xmm0
mov    $0x1,%ebx
movsd  0xea8(%rip),%xmm1
jmp    117c <residual+0x6c>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
add    $0x1,%rbx
mov    %rbx,%r8
cmp    %rdx,%r8
je     11f5 <residual+0xe5>
cmp    $0x2,%ecx
jle    1170 <residual+0x60>
mov    -0x8(%rdi,%rbx,8),%r10
mov    (%rdi,%rbx,8),%rax
lea    0x1(%rbx),%r8
mov    0x8(%rdi,%rbx,8),%r11
mov    (%rsi,%rbx,8),%r14
movsd  0x8(%rax),%xmm2
xor    %ebx,%ebx
xchg   %ax,%ax
mulsd  %xmm1,%xmm2
movsd  0x8(%r10,%rbx,8),%xmm6
addsd  %xmm2,%xmm6
addsd  0x8(%r11,%rbx,8),%xmm6
mulsd  %xmm5,%xmm6
addsd  (%rax,%rbx,8),%xmm2
movsd  0x10(%rax,%rbx,8),%xmm7
addsd  %xmm7,%xmm2
mulsd  %xmm4,%xmm2
addsd  %xmm6,%xmm2
subsd  0x8(%r14,%rbx,8),%xmm2
mulsd  %xmm2,%xmm2
addsd  %xmm2,%xmm0
add    $0x1,%rbx
movapd %xmm7,%xmm2
cmp    %rbx,%r9
jne    11a0 <residual+0x90>
mov    %r8,%rbx
cmp    %rdx,%r8
jne    117c <residual+0x6c>
ucomisd %xmm3,%xmm0
jb     1203 <residual+0xf3>
sqrtsd %xmm0,%xmm0
pop    %rbx
pop    %r14
ret
pop    %rbx
pop    %r14
jmp    1030 <sqrt@plt>

LLVM IR (-O0):
define double @residual(double** %0, double** %1, double %2, double %3, i32 %4, i32 %5) {
%7 = alloca double**
%8 = alloca double**
%9 = alloca double
%10 = alloca double
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
%13 = alloca i32
%14 = alloca i32
%15 = alloca double
%16 = alloca double
store double** %0, double*** %7
store double** %1, double*** %8
store double %2, double* %9
store double %3, double* %10
store i32 %4, i32* %11
store i32 %5, i32* %12
store double 0.000000e+00, double* %16
store i32 1, i32* %13
br label %17
17: ; preds = %119, %6
%18 = load i32, i32* %13
%19 = load i32, i32* %11
%20 = sub nsw i32 %19, 1
%21 = icmp slt i32 %18, %20
br i1 %21, label %22, label %122
22: ; preds = %17
store i32 1, i32* %14
br label %23
23: ; preds = %115, %22
%24 = load i32, i32* %14
%25 = load i32, i32* %12
%26 = sub nsw i32 %25, 1
%27 = icmp slt i32 %24, %26
br i1 %27, label %28, label %118
28: ; preds = %23
%29 = load double, double* %9
%30 = load double, double* %9
%31 = fmul double %29, %30
%32 = fdiv double 1.000000e+00, %31
%33 = load double**, double*** %7
%34 = load i32, i32* %13
%35 = sub nsw i32 %34, 1
%36 = sext i32 %35 to i64
%37 = getelementptr inbounds double*, double** %33, i64 %36
%38 = load double*, double** %37
%39 = load i32, i32* %14
%40 = sext i32 %39 to i64
%41 = getelementptr inbounds double, double* %38, i64 %40
%42 = load double, double* %41
%43 = load double**, double*** %7
%44 = load i32, i32* %13
%45 = sext i32 %44 to i64
%46 = getelementptr inbounds double*, double** %43, i64 %45
%47 = load double*, double** %46
%48 = load i32, i32* %14
%49 = sext i32 %48 to i64
%50 = getelementptr inbounds double, double* %47, i64 %49
%51 = load double, double* %50
%52 = call double @llvm.fmuladd.f64(double -2.000000e+00, double %51, double %42)
%53 = load double**, double*** %7
%54 = load i32, i32* %13
%55 = add nsw i32 %54, 1
%56 = sext i32 %55 to i64
%57 = getelementptr inbounds double*, double** %53, i64 %56
%58 = load double*, double** %57
%59 = load i32, i32* %14
%60 = sext i32 %59 to i64
%61 = getelementptr inbounds double, double* %58, i64 %60
%62 = load double, double* %61
%63 = fadd double %52, %62
%64 = load double, double* %10
%65 = load double, double* %10
%66 = fmul double %64, %65
%67 = fdiv double 1.000000e+00, %66
%68 = load double**, double*** %7
%69 = load i32, i32* %13
%70 = sext i32 %69 to i64
%71 = getelementptr inbounds double*, double** %68, i64 %70
%72 = load double*, double** %71
%73 = load i32, i32* %14
%74 = sub nsw i32 %73, 1
%75 = sext i32 %74 to i64
%76 = getelementptr inbounds double, double* %72, i64 %75
%77 = load double, double* %76
%78 = load double**, double*** %7
%79 = load i32, i32* %13
%80 = sext i32 %79 to i64
%81 = getelementptr inbounds double*, double** %78, i64 %80
%82 = load double*, double** %81
%83 = load i32, i32* %14
%84 = sext i32 %83 to i64
%85 = getelementptr inbounds double, double* %82, i64 %84
%86 = load double, double* %85
%87 = call double @llvm.fmuladd.f64(double -2.000000e+00, double %86, double %77)
%88 = load double**, double*** %7
%89 = load i32, i32* %13
%90 = sext i32 %89 to i64
%91 = getelementptr inbounds double*, double** %88, i64 %90
%92 = load double*, double** %91
%93 = load i32, i32* %14
%94 = add nsw i32 %93, 1
%95 = sext i32 %94 to i64
%96 = getelementptr inbounds double, double* %92, i64 %95
%97 = load double, double* %96
%98 = fadd double %87, %97
%99 = fmul double %67, %98
%100 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %32, double %63, double %99)
%101 = load double**, double*** %8
%102 = load i32, i32* %13
%103 = sext i32 %102 to i64
%104 = getelementptr inbounds double*, double** %101, i64 %103
%105 = load double*, double** %104
%106 = load i32, i32* %14
%107 = sext i32 %106 to i64
%108 = getelementptr inbounds double, double* %105, i64 %107
%109 = load double, double* %108
%110 = fsub double %100, %109
store double %110, double* %15
%111 = load double, double* %15
%112 = load double, double* %15
%113 = load double, double* %16
%114 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %111, double %112, double %113)
store double %114, double* %16
br label %115
115: ; preds = %28
%116 = load i32, i32* %14
%117 = add nsw i32 %116, 1
store i32 %117, i32* %14
br label %23
118: ; preds = %23
br label %119
119: ; preds = %118
%120 = load i32, i32* %13
%121 = add nsw i32 %120, 1
store i32 %121, i32* %13
br label %17
122: ; preds = %17
%123 = load double, double* %16
%124 = call double @sqrt(double %123)
ret double %124
}

LLVM IR (-O2):
define double @residual(double** nocapture %0, double** nocapture %1, double %2, double %3, i32 %4, i32 %5) {
%7 = icmp sgt i32 %4, 2
br i1 %7, label %8, label %65
8: ; preds = %6
%9 = add nsw i32 %4, -1
%10 = add i32 %5, -1
%11 = icmp sgt i32 %5, 2
%12 = fmul double %2, %2
%13 = fdiv double 1.000000e+00, %12
%14 = fmul double %3, %3
%15 = fdiv double 1.000000e+00, %14
%16 = zext i32 %9 to i64
%17 = zext i32 %10 to i64
br label %18
18: ; preds = %8, %61
%19 = phi i64 [ 1, %8 ], [ %62, %61 ]
%20 = phi double [ 0.000000e+00, %8 ], [ %63, %61 ]
br i1 %11, label %23, label %21
21: ; preds = %18
%22 = add nuw nsw i64 %19, 1
br label %61
23: ; preds = %18
%24 = add nsw i64 %19, -1
%25 = getelementptr inbounds double*, double** %0, i64 %24
%26 = load double*, double** %25
%27 = getelementptr inbounds double*, double** %0, i64 %19
%28 = load double*, double** %27
%29 = add nuw nsw i64 %19, 1
%30 = getelementptr inbounds double*, double** %0, i64 %29
%31 = load double*, double** %30
%32 = getelementptr inbounds double*, double** %1, i64 %19
%33 = load double*, double** %32
%34 = getelementptr inbounds double, double* %28, i64 1
%35 = load double, double* %34
br label %36
36: ; preds = %23, %36
%37 = phi double [ %35, %23 ], [ %52, %36 ]
%38 = phi i64 [ 1, %23 ], [ %50, %36 ]
%39 = phi double [ %20, %23 ], [ %59, %36 ]
%40 = getelementptr inbounds double, double* %26, i64 %38
%41 = load double, double* %40
%42 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %37, double -2.000000e+00, double %41)
%43 = getelementptr inbounds double, double* %31, i64 %38
%44 = load double, double* %43
%45 = fadd double %42, %44
%46 = add nsw i64 %38, -1
%47 = getelementptr inbounds double, double* %28, i64 %46
%48 = load double, double* %47
%49 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %37, double -2.000000e+00, double %48)
%50 = add nuw nsw i64 %38, 1
%51 = getelementptr inbounds double, double* %28, i64 %50
%52 = load double, double* %51
%53 = fadd double %49, %52
%54 = fmul double %15, %53
%55 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %13, double %45, double %54)
%56 = getelementptr inbounds double, double* %33, i64 %38
%57 = load double, double* %56
%58 = fsub double %55, %57
%59 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %58, double %58, double %39)
%60 = icmp eq i64 %50, %17
br i1 %60, label %61, label %36
61: ; preds = %36, %21
%62 = phi i64 [ %22, %21 ], [ %29, %36 ]
%63 = phi double [ %20, %21 ], [ %59, %36 ]
%64 = icmp eq i64 %62, %16
br i1 %64, label %65, label %18
65: ; preds = %61, %6
%66 = phi double [ 0.000000e+00, %6 ], [ %63, %61 ]
%67 = tail call double @sqrt(double %66)
ret double %67
}