void compute_estimate(int block_x, int block_y, double *u_, double *unew_,
                      double *f_, double dx, double dy, int nx, int ny,
                      int block_size) {
  int i, j, start_i, start_j;
  double(*f)[nx][ny] = (double(*)[nx][ny])f_;
  double(*u)[nx][ny] = (double(*)[nx][ny])u_;
  double(*unew)[nx][ny] = (double(*)[nx][ny])unew_;
  start_i = block_x * block_size;
  start_j = block_y * block_size;
  for (i = start_i; i < start_i + block_size; i++) {
    for (j = start_j; j < start_j + block_size; j++) {
      if (i == 0 || j == 0 || i == nx - 1 || j == ny - 1) {
        (*unew)[i][j] = (*f)[i][j];
      } else {
        (*unew)[i][j] =
            0.25 * ((*u)[i - 1][j] + (*u)[i][j + 1] + (*u)[i][j - 1] +
                    (*u)[i + 1][j] + (*f)[i][j] * dx * dy);
      }
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<compute_estimate>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    0x18(%rbp),%eax
mov    0x10(%rbp),%eax
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %esi,-0x8(%rbp)
mov    %rdx,-0x10(%rbp)
mov    %rcx,-0x18(%rbp)
mov    %r8,-0x20(%rbp)
movsd  %xmm0,-0x28(%rbp)
movsd  %xmm1,-0x30(%rbp)
mov    %r9d,-0x34(%rbp)
mov    0x10(%rbp),%eax
mov    %rax,-0x78(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x50(%rbp)
mov    0x10(%rbp),%eax
mov    %rax,-0x70(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x58(%rbp)
mov    0x10(%rbp),%eax
mov    %rax,-0x68(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x60(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
imul   0x18(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x40(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
imul   0x18(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x44(%rbp)
mov    -0x40(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x38(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%eax
mov    -0x40(%rbp),%ecx
add    0x18(%rbp),%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    1320 <compute_estimate+0x220>
mov    -0x44(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
mov    -0x44(%rbp),%ecx
add    0x18(%rbp),%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    130d <compute_estimate+0x20d>
cmpl   $0x0,-0x38(%rbp)
je     11cf <compute_estimate+0xcf>
cmpl   $0x0,-0x3c(%rbp)
je     11cf <compute_estimate+0xcf>
mov    -0x38(%rbp),%eax
mov    -0x34(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
je     11cf <compute_estimate+0xcf>
mov    -0x3c(%rbp),%eax
mov    0x10(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jne    1214 <compute_estimate+0x114>
mov    -0x68(%rbp),%rdx
mov    -0x78(%rbp),%rsi
mov    -0x50(%rbp),%rax
movslq -0x38(%rbp),%rcx
imul   %rsi,%rcx
shl    $0x3,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x3c(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x60(%rbp),%rax
movslq -0x38(%rbp),%rcx
imul   %rdx,%rcx
shl    $0x3,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x3c(%rbp),%rcx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
jmp    12fa <compute_estimate+0x1fa>
mov    -0x68(%rbp),%rdx
mov    -0x78(%rbp),%rsi
mov    -0x70(%rbp),%rdi
mov    -0x58(%rbp),%rax
mov    -0x38(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
imul   %rdi,%rcx
shl    $0x3,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x3c(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x58(%rbp),%rax
movslq -0x38(%rbp),%rcx
imul   %rdi,%rcx
shl    $0x3,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    -0x3c(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
addsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x58(%rbp),%rax
movslq -0x38(%rbp),%rcx
imul   %rdi,%rcx
shl    $0x3,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    -0x3c(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
addsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x58(%rbp),%rax
mov    -0x38(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
imul   %rdi,%rcx
shl    $0x3,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x3c(%rbp),%rcx
addsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x50(%rbp),%rax
movslq -0x38(%rbp),%rcx
imul   %rsi,%rcx
shl    $0x3,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x3c(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm1
mulsd  -0x28(%rbp),%xmm1
movsd  -0x30(%rbp),%xmm2
mulsd  %xmm2,%xmm1
addsd  %xmm0,%xmm1
movsd  0xd26(%rip),%xmm0
mulsd  %xmm1,%xmm0
mov    -0x60(%rbp),%rax
movslq -0x38(%rbp),%rcx
imul   %rdx,%rcx
shl    $0x3,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x3c(%rbp),%rcx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
jmp    12ff <compute_estimate+0x1ff>
mov    -0x3c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
jmp    1188 <compute_estimate+0x88>
jmp    1312 <compute_estimate+0x212>
mov    -0x38(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x38(%rbp)
jmp    1171 <compute_estimate+0x71>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<compute_estimate>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
mov    %r8,-0x8(%rsp)
mov    %rcx,-0x10(%rsp)
mov    0x40(%rsp),%eax
test   %eax,%eax
jle    1230 <compute_estimate+0x130>
mov    0x38(%rsp),%r14d
imul   %eax,%edi
imul   %eax,%esi
lea    (%rdi,%rax,1),%r8d
add    %esi,%eax
add    $0xffffffff,%r9d
mov    %r14d,%ebp
add    $0xffffffff,%ebp
movslq %esi,%rcx
mov    %rcx,-0x18(%rsp)
movslq %eax,%rsi
movslq %edi,%rbx
movslq %r8d,%r11
movslq %r9d,%rdi
movslq %ebp,%r12
movsd  0xea6(%rip),%xmm2
mov    -0x10(%rsp),%rcx
jmp    117c <compute_estimate+0x7c>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %r15,%rbx
cmp    %r11,%r15
jge    1230 <compute_estimate+0x130>
lea    -0x1(%rbx),%rax
imul   %r14,%rax
lea    (%rdx,%rax,8),%r9
mov    %rbx,%r8
imul   %r14,%r8
lea    (%rdx,%r8,8),%rax
lea    0x1(%rbx),%r15
mov    %r15,%rbp
imul   %r14,%rbp
lea    (%rdx,%rbp,8),%r13
mov    -0x8(%rsp),%rbp
lea    0x0(%rbp,%r8,8),%rbp
lea    (%rcx,%r8,8),%r10
mov    -0x18(%rsp),%r8
jmp    11d6 <compute_estimate+0xd6>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
movsd  0x0(%rbp,%r8,8),%xmm3
movsd  %xmm3,(%r10,%r8,8)
add    $0x1,%r8
cmp    %rsi,%r8
jge    1170 <compute_estimate+0x70>
test   %rbx,%rbx
je     11c0 <compute_estimate+0xc0>
test   %r8,%r8
je     11c0 <compute_estimate+0xc0>
cmp    %rdi,%rbx
je     11c0 <compute_estimate+0xc0>
cmp    %r12,%r8
je     11c0 <compute_estimate+0xc0>
movsd  (%r9,%r8,8),%xmm3
addsd  0x8(%rax,%r8,8),%xmm3
addsd  -0x8(%rax,%r8,8),%xmm3
addsd  0x0(%r13,%r8,8),%xmm3
movsd  0x0(%rbp,%r8,8),%xmm4
mulsd  %xmm0,%xmm4
mulsd  %xmm1,%xmm4
addsd  %xmm3,%xmm4
mulsd  %xmm2,%xmm4
movsd  %xmm4,(%r10,%r8,8)
add    $0x1,%r8
cmp    %rsi,%r8
jl     11d6 <compute_estimate+0xd6>
jmp    1170 <compute_estimate+0x70>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @compute_estimate(i32 %0, i32 %1, double* %2, double* %3, double* %4, double %5, double %6, i32 %7, i32 %8, i32 %9) {
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
%13 = alloca double*
%14 = alloca double*
%15 = alloca double*
%16 = alloca double
%17 = alloca double
%18 = alloca i32
%19 = alloca i32
%20 = alloca i32
%21 = alloca i32
%22 = alloca i32
%23 = alloca i32
%24 = alloca i32
%25 = alloca double*
%26 = alloca double*
%27 = alloca double*
store i32 %0, i32* %11
store i32 %1, i32* %12
store double* %2, double** %13
store double* %3, double** %14
store double* %4, double** %15
store double %5, double* %16
store double %6, double* %17
store i32 %7, i32* %18
store i32 %8, i32* %19
store i32 %9, i32* %20
%28 = load i32, i32* %18
%29 = zext i32 %28 to i64
%30 = load i32, i32* %19
%31 = zext i32 %30 to i64
%32 = load i32, i32* %18
%33 = zext i32 %32 to i64
%34 = load i32, i32* %19
%35 = zext i32 %34 to i64
%36 = load double*, double** %15
store double* %36, double** %25
%37 = load i32, i32* %18
%38 = zext i32 %37 to i64
%39 = load i32, i32* %19
%40 = zext i32 %39 to i64
%41 = load i32, i32* %18
%42 = zext i32 %41 to i64
%43 = load i32, i32* %19
%44 = zext i32 %43 to i64
%45 = load double*, double** %13
store double* %45, double** %26
%46 = load i32, i32* %18
%47 = zext i32 %46 to i64
%48 = load i32, i32* %19
%49 = zext i32 %48 to i64
%50 = load i32, i32* %18
%51 = zext i32 %50 to i64
%52 = load i32, i32* %19
%53 = zext i32 %52 to i64
%54 = load double*, double** %14
store double* %54, double** %27
%55 = load i32, i32* %11
%56 = load i32, i32* %20
%57 = mul nsw i32 %55, %56
store i32 %57, i32* %23
%58 = load i32, i32* %12
%59 = load i32, i32* %20
%60 = mul nsw i32 %58, %59
store i32 %60, i32* %24
%61 = load i32, i32* %23
store i32 %61, i32* %21
br label %62
62: ; preds = %181, %10
%63 = load i32, i32* %21
%64 = load i32, i32* %23
%65 = load i32, i32* %20
%66 = add nsw i32 %64, %65
%67 = icmp slt i32 %63, %66
br i1 %67, label %68, label %184
68: ; preds = %62
%69 = load i32, i32* %24
store i32 %69, i32* %22
br label %70
70: ; preds = %177, %68
%71 = load i32, i32* %22
%72 = load i32, i32* %24
%73 = load i32, i32* %20
%74 = add nsw i32 %72, %73
%75 = icmp slt i32 %71, %74
br i1 %75, label %76, label %180
76: ; preds = %70
%77 = load i32, i32* %21
%78 = icmp eq i32 %77, 0
br i1 %78, label %92, label %79
79: ; preds = %76
%80 = load i32, i32* %22
%81 = icmp eq i32 %80, 0
br i1 %81, label %92, label %82
82: ; preds = %79
%83 = load i32, i32* %21
%84 = load i32, i32* %18
%85 = sub nsw i32 %84, 1
%86 = icmp eq i32 %83, %85
br i1 %86, label %92, label %87
87: ; preds = %82
%88 = load i32, i32* %22
%89 = load i32, i32* %19
%90 = sub nsw i32 %89, 1
%91 = icmp eq i32 %88, %90
br i1 %91, label %92, label %110
92: ; preds = %87, %82, %79, %76
%93 = load double*, double** %25
%94 = load i32, i32* %21
%95 = sext i32 %94 to i64
%96 = mul nsw i64 %95, %31
%97 = getelementptr inbounds double, double* %93, i64 %96
%98 = load i32, i32* %22
%99 = sext i32 %98 to i64
%100 = getelementptr inbounds double, double* %97, i64 %99
%101 = load double, double* %100
%102 = load double*, double** %27
%103 = load i32, i32* %21
%104 = sext i32 %103 to i64
%105 = mul nsw i64 %104, %49
%106 = getelementptr inbounds double, double* %102, i64 %105
%107 = load i32, i32* %22
%108 = sext i32 %107 to i64
%109 = getelementptr inbounds double, double* %106, i64 %108
store double %101, double* %109
br label %176
110: ; preds = %87
%111 = load double*, double** %26
%112 = load i32, i32* %21
%113 = sub nsw i32 %112, 1
%114 = sext i32 %113 to i64
%115 = mul nsw i64 %114, %40
%116 = getelementptr inbounds double, double* %111, i64 %115
%117 = load i32, i32* %22
%118 = sext i32 %117 to i64
%119 = getelementptr inbounds double, double* %116, i64 %118
%120 = load double, double* %119
%121 = load double*, double** %26
%122 = load i32, i32* %21
%123 = sext i32 %122 to i64
%124 = mul nsw i64 %123, %40
%125 = getelementptr inbounds double, double* %121, i64 %124
%126 = load i32, i32* %22
%127 = add nsw i32 %126, 1
%128 = sext i32 %127 to i64
%129 = getelementptr inbounds double, double* %125, i64 %128
%130 = load double, double* %129
%131 = fadd double %120, %130
%132 = load double*, double** %26
%133 = load i32, i32* %21
%134 = sext i32 %133 to i64
%135 = mul nsw i64 %134, %40
%136 = getelementptr inbounds double, double* %132, i64 %135
%137 = load i32, i32* %22
%138 = sub nsw i32 %137, 1
%139 = sext i32 %138 to i64
%140 = getelementptr inbounds double, double* %136, i64 %139
%141 = load double, double* %140
%142 = fadd double %131, %141
%143 = load double*, double** %26
%144 = load i32, i32* %21
%145 = add nsw i32 %144, 1
%146 = sext i32 %145 to i64
%147 = mul nsw i64 %146, %40
%148 = getelementptr inbounds double, double* %143, i64 %147
%149 = load i32, i32* %22
%150 = sext i32 %149 to i64
%151 = getelementptr inbounds double, double* %148, i64 %150
%152 = load double, double* %151
%153 = fadd double %142, %152
%154 = load double*, double** %25
%155 = load i32, i32* %21
%156 = sext i32 %155 to i64
%157 = mul nsw i64 %156, %31
%158 = getelementptr inbounds double, double* %154, i64 %157
%159 = load i32, i32* %22
%160 = sext i32 %159 to i64
%161 = getelementptr inbounds double, double* %158, i64 %160
%162 = load double, double* %161
%163 = load double, double* %16
%164 = fmul double %162, %163
%165 = load double, double* %17
%166 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %164, double %165, double %153)
%167 = fmul double 2.500000e-01, %166
%168 = load double*, double** %27
%169 = load i32, i32* %21
%170 = sext i32 %169 to i64
%171 = mul nsw i64 %170, %49
%172 = getelementptr inbounds double, double* %168, i64 %171
%173 = load i32, i32* %22
%174 = sext i32 %173 to i64
%175 = getelementptr inbounds double, double* %172, i64 %174
store double %167, double* %175
br label %176
176: ; preds = %110, %92
br label %177
177: ; preds = %176
%178 = load i32, i32* %22
%179 = add nsw i32 %178, 1
store i32 %179, i32* %22
br label %70
180: ; preds = %70
br label %181
181: ; preds = %180
%182 = load i32, i32* %21
%183 = add nsw i32 %182, 1
store i32 %183, i32* %21
br label %62
184: ; preds = %62
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @compute_estimate(i32 %0, i32 %1, double* nocapture %2, double* nocapture writeonly %3, double* nocapture %4, double %5, double %6, i32 %7, i32 %8, i32 %9) {
%11 = zext i32 %8 to i64
%12 = mul i32 %9, %0
%13 = mul i32 %9, %1
%14 = icmp sgt i32 %9, 0
br i1 %14, label %15, label %77
15: ; preds = %10
%16 = add nsw i32 %12, %9
%17 = add nsw i32 %13, %9
%18 = add nsw i32 %7, -1
%19 = add nsw i32 %8, -1
%20 = sext i32 %13 to i64
%21 = sext i32 %17 to i64
%22 = sext i32 %12 to i64
%23 = sext i32 %16 to i64
%24 = sext i32 %18 to i64
%25 = sext i32 %19 to i64
br label %26
26: ; preds = %75, %15
%27 = phi i64 [ %22, %15 ], [ %35, %75 ]
%28 = icmp eq i64 %27, 0
%29 = icmp eq i64 %27, %24
%30 = add nsw i64 %27, -1
%31 = mul nsw i64 %30, %11
%32 = getelementptr inbounds double, double* %2, i64 %31
%33 = mul nsw i64 %27, %11
%34 = getelementptr inbounds double, double* %2, i64 %33
%35 = add nsw i64 %27, 1
%36 = mul nsw i64 %35, %11
%37 = getelementptr inbounds double, double* %2, i64 %36
%38 = getelementptr inbounds double, double* %4, i64 %33
%39 = getelementptr inbounds double, double* %3, i64 %33
br label %40
40: ; preds = %26, %72
%41 = phi i64 [ %20, %26 ], [ %73, %72 ]
%42 = icmp eq i64 %41, 0
%43 = select i1 %28, i1 true, i1 %42
%44 = select i1 %43, i1 true, i1 %29
%45 = icmp eq i64 %41, %25
%46 = select i1 %44, i1 true, i1 %45
br i1 %46, label %47, label %52
47: ; preds = %40
%48 = getelementptr inbounds double, double* %38, i64 %41
%49 = load double, double* %48
%50 = getelementptr inbounds double, double* %39, i64 %41
store double %49, double* %50
%51 = add nsw i64 %41, 1
br label %72
52: ; preds = %40
%53 = getelementptr inbounds double, double* %32, i64 %41
%54 = load double, double* %53
%55 = add nsw i64 %41, 1
%56 = getelementptr inbounds double, double* %34, i64 %55
%57 = load double, double* %56
%58 = fadd double %54, %57
%59 = add nsw i64 %41, -1
%60 = getelementptr inbounds double, double* %34, i64 %59
%61 = load double, double* %60
%62 = fadd double %58, %61
%63 = getelementptr inbounds double, double* %37, i64 %41
%64 = load double, double* %63
%65 = fadd double %62, %64
%66 = getelementptr inbounds double, double* %38, i64 %41
%67 = load double, double* %66
%68 = fmul double %67, %5
%69 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %68, double %6, double %65)
%70 = fmul double %69, 2.500000e-01
%71 = getelementptr inbounds double, double* %39, i64 %41
store double %70, double* %71
br label %72
72: ; preds = %47, %52
%73 = phi i64 [ %51, %47 ], [ %55, %52 ]
%74 = icmp slt i64 %73, %21
br i1 %74, label %40, label %75
75: ; preds = %72
%76 = icmp slt i64 %35, %23
br i1 %76, label %26, label %77
77: ; preds = %75, %10
ret void
}