void compute_stream_values_in_rectangular_region(
    const int first_column, const int last_column, const int first_row,
    const int last_row, const int number_of_rows, const int number_of_columns,
    const double *problem_grid_old, double *problem_grid_new,
    const double *boundary_grid, const double *grid_mask) {
  int row = 0;
  int column = 0;
  for (row = first_row; row < last_row; row++) {
    for (column = first_column; column < last_column; column++) {
      problem_grid_new[number_of_columns * row + column] =
          boundary_grid[number_of_columns * row + column] +
          grid_mask[number_of_columns * row + column] * .25 *
              (problem_grid_old[number_of_columns * row + column - 1] +
               problem_grid_old[number_of_columns * row + column + 1] +
               problem_grid_old[number_of_columns * (row - 1) + column] +
               problem_grid_old[number_of_columns * (row + 1) + column]);
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<compute_stream_values_in_rectangular_region>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    0x28(%rbp),%rax
mov    0x20(%rbp),%rax
mov    0x18(%rbp),%rax
mov    0x10(%rbp),%rax
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %esi,-0x8(%rbp)
mov    %edx,-0xc(%rbp)
mov    %ecx,-0x10(%rbp)
mov    %r8d,-0x14(%rbp)
mov    %r9d,-0x18(%rbp)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
movl   $0x0,-0x20(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jge    1235 <compute_stream_values_in_rectangular_region+0x135>
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
jge    1222 <compute_stream_values_in_rectangular_region+0x122>
mov    0x20(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
imul   -0x1c(%rbp),%ecx
add    -0x20(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm1
mov    0x28(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
imul   -0x1c(%rbp),%ecx
add    -0x20(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  0xe77(%rip),%xmm0
mulsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    0x10(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
imul   -0x1c(%rbp),%ecx
add    -0x20(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
mov    0x10(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
imul   -0x1c(%rbp),%ecx
add    -0x20(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
addsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
mov    0x10(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
mov    -0x1c(%rbp),%edx
sub    $0x1,%edx
imul   %edx,%ecx
add    -0x20(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
addsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
mov    0x10(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
mov    -0x1c(%rbp),%edx
add    $0x1,%edx
imul   %edx,%ecx
add    -0x20(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
addsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
mov    0x18(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
imul   -0x1c(%rbp),%ecx
add    -0x20(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    114e <compute_stream_values_in_rectangular_region+0x4e>
jmp    1227 <compute_stream_values_in_rectangular_region+0x127>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    113c <compute_stream_values_in_rectangular_region+0x3c>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<compute_stream_values_in_rectangular_region>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
cmp    %ecx,%edx
jge    141f <compute_stream_values_in_rectangular_region+0x31f>
mov    0x38(%rsp),%rax
movslq %edi,%rbp
movslq %edx,%r14
movslq %r9d,%rdx
mov    %rdx,-0x8(%rsp)
movslq %ecx,%rcx
movslq %esi,%rdx
lea    (%rax,%rbp,8),%rbx
mov    %rbx,-0x10(%rsp)
lea    (%rax,%rdx,8),%rbx
mov    %rbx,-0x18(%rsp)
lea    -0x8(%rax),%rbx
mov    %rbx,-0x20(%rsp)
add    $0x8,%rax
mov    %rax,-0x58(%rsp)
mov    %rdx,-0x40(%rsp)
sub    %rbp,%rdx
mov    %rdx,-0x48(%rsp)
and    $0xfffffffffffffffe,%rdx
movsd  0xea8(%rip),%xmm0
movapd 0xe90(%rip),%xmm1
mov    %rbp,-0x38(%rsp)
mov    %rdx,-0x28(%rsp)
lea    (%rdx,%rbp,1),%rax
mov    %rax,-0x30(%rsp)
mov    %esi,-0x74(%rsp)
mov    %edi,-0x78(%rsp)
mov    %rcx,-0x50(%rsp)
jmp    11ad <compute_stream_values_in_rectangular_region+0xad>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
add    $0x1,%r14
cmp    %rcx,%r14
je     141f <compute_stream_values_in_rectangular_region+0x31f>
cmp    %esi,%edi
jge    11a0 <compute_stream_values_in_rectangular_region+0xa0>
mov    %r14,%rdx
mov    -0x8(%rsp),%rax
imul   %rax,%rdx
lea    -0x1(%r14),%r11
imul   %rax,%r11
add    $0x1,%r14
mov    %r14,%r10
imul   %rax,%r10
mov    -0x38(%rsp),%rax
mov    %rax,%r13
cmpq   $0x2,-0x48(%rsp)
jae    1290 <compute_stream_values_in_rectangular_region+0x190>
add    %r13,%r10
mov    0x38(%rsp),%rax
lea    (%rax,%r10,8),%r8
add    %r13,%r11
lea    (%rax,%r11,8),%rbp
add    %r13,%rdx
mov    -0x58(%rsp),%rax
lea    (%rax,%rdx,8),%rsi
mov    0x48(%rsp),%rax
lea    (%rax,%rdx,8),%rdi
mov    0x50(%rsp),%rax
lea    (%rax,%rdx,8),%rax
mov    0x40(%rsp),%rcx
lea    (%rcx,%rdx,8),%rdx
mov    -0x40(%rsp),%rbx
sub    %r13,%rbx
xor    %ecx,%ecx
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
movsd  -0x10(%rsi,%rcx,8),%xmm3
addsd  (%rsi,%rcx,8),%xmm3
addsd  0x0(%rbp,%rcx,8),%xmm3
addsd  (%r8,%rcx,8),%xmm3
mulsd  %xmm0,%xmm2
mulsd  %xmm2,%xmm3
addsd  (%rdi,%rcx,8),%xmm3
movsd  %xmm3,(%rdx,%rcx,8)
add    $0x1,%rcx
cmp    %rcx,%rbx
jne    1230 <compute_stream_values_in_rectangular_region+0x130>
mov    -0x74(%rsp),%esi
mov    -0x78(%rsp),%edi
mov    -0x50(%rsp),%rcx
cmp    %rcx,%r14
jne    11ad <compute_stream_values_in_rectangular_region+0xad>
jmp    141f <compute_stream_values_in_rectangular_region+0x31f>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
lea    (%rdx,%rax,1),%rbx
mov    0x40(%rsp),%rsi
lea    (%rsi,%rbx,8),%r15
mov    -0x40(%rsp),%rax
add    %rdx,%rax
lea    (%rsi,%rax,8),%rsi
mov    0x48(%rsp),%rdi
lea    (%rdi,%rbx,8),%r12
lea    (%rdi,%rax,8),%rdi
mov    0x50(%rsp),%rbp
lea    0x0(%rbp,%rbx,8),%r8
lea    0x0(%rbp,%rax,8),%rcx
mov    %rcx,-0x70(%rsp)
mov    -0x10(%rsp),%rbp
lea    0x0(%rbp,%r10,8),%r9
mov    -0x18(%rsp),%rcx
lea    (%rcx,%r10,8),%r13
mov    %r13,-0x68(%rsp)
lea    0x0(%rbp,%r11,8),%rbp
lea    (%rcx,%r11,8),%rcx
mov    %rcx,-0x60(%rsp)
mov    -0x58(%rsp),%rcx
lea    (%rcx,%rax,8),%rax
cmp    %rdi,%r15
setb   -0x79(%rsp)
cmp    %rsi,%r12
setb   -0x7a(%rsp)
cmp    -0x70(%rsp),%r15
setb   %dil
cmp    %rsi,%r8
setb   -0x70(%rsp)
cmp    -0x68(%rsp),%r15
setb   %cl
cmp    %rsi,%r9
setb   -0x68(%rsp)
cmp    -0x60(%rsp),%r15
setb   -0x60(%rsp)
cmp    %rsi,%rbp
setb   -0x7b(%rsp)
cmp    %rax,%r15
mov    -0x20(%rsp),%rax
lea    (%rax,%rbx,8),%rax
setb   -0x7c(%rsp)
cmp    %rsi,%rax
mov    -0x38(%rsp),%rax
setb   -0x7d(%rsp)
mov    %rax,%r13
mov    -0x7a(%rsp),%sil
test   %sil,-0x79(%rsp)
jne    11e4 <compute_stream_values_in_rectangular_region+0xe4>
mov    %rax,%r13
and    -0x70(%rsp),%dil
jne    11e4 <compute_stream_values_in_rectangular_region+0xe4>
mov    %rax,%r13
and    -0x68(%rsp),%cl
jne    11e4 <compute_stream_values_in_rectangular_region+0xe4>
mov    %rax,%r13
mov    -0x7b(%rsp),%cl
and    %cl,-0x60(%rsp)
jne    11e4 <compute_stream_values_in_rectangular_region+0xe4>
mov    %rax,%r13
mov    -0x7d(%rsp),%al
and    %al,-0x7c(%rsp)
jne    11e4 <compute_stream_values_in_rectangular_region+0xe4>
mov    -0x58(%rsp),%rax
lea    (%rax,%rbx,8),%rcx
xor    %eax,%eax
mov    -0x28(%rsp),%rsi
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
movupd (%r12,%rax,8),%xmm2
movupd (%r8,%rax,8),%xmm3
mulpd  %xmm1,%xmm3
movupd -0x10(%rcx,%rax,8),%xmm4
movupd (%rcx,%rax,8),%xmm5
addpd  %xmm4,%xmm5
movupd 0x0(%rbp,%rax,8),%xmm4
addpd  %xmm5,%xmm4
movupd (%r9,%rax,8),%xmm5
addpd  %xmm4,%xmm5
mulpd  %xmm3,%xmm5
addpd  %xmm2,%xmm5
movupd %xmm5,(%r15,%rax,8)
add    $0x2,%rax
cmp    %rax,%rsi
jne    13c0 <compute_stream_values_in_rectangular_region+0x2c0>
mov    -0x30(%rsp),%r13
cmp    %rsi,-0x48(%rsp)
jne    11e4 <compute_stream_values_in_rectangular_region+0xe4>
jmp    1267 <compute_stream_values_in_rectangular_region+0x167>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @compute_stream_values_in_rectangular_region(i32 %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3, i32 %4, i32 %5, double* %6, double* %7, double* %8, double* %9) {
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
%13 = alloca i32
%14 = alloca i32
%15 = alloca i32
%16 = alloca i32
%17 = alloca double*
%18 = alloca double*
%19 = alloca double*
%20 = alloca double*
%21 = alloca i32
%22 = alloca i32
store i32 %0, i32* %11
store i32 %1, i32* %12
store i32 %2, i32* %13
store i32 %3, i32* %14
store i32 %4, i32* %15
store i32 %5, i32* %16
store double* %6, double** %17
store double* %7, double** %18
store double* %8, double** %19
store double* %9, double** %20
store i32 0, i32* %21
store i32 0, i32* %22
%23 = load i32, i32* %13
store i32 %23, i32* %21
br label %24
24: ; preds = %110, %10
%25 = load i32, i32* %21
%26 = load i32, i32* %14
%27 = icmp slt i32 %25, %26
br i1 %27, label %28, label %113
28: ; preds = %24
%29 = load i32, i32* %11
store i32 %29, i32* %22
br label %30
30: ; preds = %106, %28
%31 = load i32, i32* %22
%32 = load i32, i32* %12
%33 = icmp slt i32 %31, %32
br i1 %33, label %34, label %109
34: ; preds = %30
%35 = load double*, double** %19
%36 = load i32, i32* %16
%37 = load i32, i32* %21
%38 = mul nsw i32 %36, %37
%39 = load i32, i32* %22
%40 = add nsw i32 %38, %39
%41 = sext i32 %40 to i64
%42 = getelementptr inbounds double, double* %35, i64 %41
%43 = load double, double* %42
%44 = load double*, double** %20
%45 = load i32, i32* %16
%46 = load i32, i32* %21
%47 = mul nsw i32 %45, %46
%48 = load i32, i32* %22
%49 = add nsw i32 %47, %48
%50 = sext i32 %49 to i64
%51 = getelementptr inbounds double, double* %44, i64 %50
%52 = load double, double* %51
%53 = fmul double %52, 2.500000e-01
%54 = load double*, double** %17
%55 = load i32, i32* %16
%56 = load i32, i32* %21
%57 = mul nsw i32 %55, %56
%58 = load i32, i32* %22
%59 = add nsw i32 %57, %58
%60 = sub nsw i32 %59, 1
%61 = sext i32 %60 to i64
%62 = getelementptr inbounds double, double* %54, i64 %61
%63 = load double, double* %62
%64 = load double*, double** %17
%65 = load i32, i32* %16
%66 = load i32, i32* %21
%67 = mul nsw i32 %65, %66
%68 = load i32, i32* %22
%69 = add nsw i32 %67, %68
%70 = add nsw i32 %69, 1
%71 = sext i32 %70 to i64
%72 = getelementptr inbounds double, double* %64, i64 %71
%73 = load double, double* %72
%74 = fadd double %63, %73
%75 = load double*, double** %17
%76 = load i32, i32* %16
%77 = load i32, i32* %21
%78 = sub nsw i32 %77, 1
%79 = mul nsw i32 %76, %78
%80 = load i32, i32* %22
%81 = add nsw i32 %79, %80
%82 = sext i32 %81 to i64
%83 = getelementptr inbounds double, double* %75, i64 %82
%84 = load double, double* %83
%85 = fadd double %74, %84
%86 = load double*, double** %17
%87 = load i32, i32* %16
%88 = load i32, i32* %21
%89 = add nsw i32 %88, 1
%90 = mul nsw i32 %87, %89
%91 = load i32, i32* %22
%92 = add nsw i32 %90, %91
%93 = sext i32 %92 to i64
%94 = getelementptr inbounds double, double* %86, i64 %93
%95 = load double, double* %94
%96 = fadd double %85, %95
%97 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %53, double %96, double %43)
%98 = load double*, double** %18
%99 = load i32, i32* %16
%100 = load i32, i32* %21
%101 = mul nsw i32 %99, %100
%102 = load i32, i32* %22
%103 = add nsw i32 %101, %102
%104 = sext i32 %103 to i64
%105 = getelementptr inbounds double, double* %98, i64 %104
store double %97, double* %105
br label %106
106: ; preds = %34
%107 = load i32, i32* %22
%108 = add nsw i32 %107, 1
store i32 %108, i32* %22
br label %30
109: ; preds = %30
br label %110
110: ; preds = %109
%111 = load i32, i32* %21
%112 = add nsw i32 %111, 1
store i32 %112, i32* %21
br label %24
113: ; preds = %24
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @compute_stream_values_in_rectangular_region(i32 %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3, i32 %4, i32 %5, double* nocapture %6, double* nocapture writeonly %7, double* nocapture %8, double* nocapture %9) {
%11 = icmp slt i32 %2, %3
br i1 %11, label %12, label %142
12: ; preds = %10
%13 = icmp slt i32 %0, %1
%14 = sext i32 %0 to i64
%15 = sext i32 %2 to i64
%16 = sext i32 %5 to i64
%17 = sext i32 %3 to i64
%18 = sext i32 %1 to i64
%19 = getelementptr double, double* %6, i64 %14
%20 = getelementptr double, double* %6, i64 %18
%21 = getelementptr double, double* %6, i64 %14
%22 = getelementptr double, double* %6, i64 %18
%23 = getelementptr double, double* %6, i64 -1
%24 = getelementptr double, double* %6, i64 1
%25 = sub nsw i64 %18, %14
%26 = icmp ult i64 %25, 2
%27 = and i64 %25, -2
%28 = add nsw i64 %27, %14
%29 = icmp eq i64 %25, %27
br label %30
30: ; preds = %12, %139
%31 = phi i64 [ %15, %12 ], [ %140, %139 ]
br i1 %13, label %34, label %32
32: ; preds = %30
%33 = add nsw i64 %31, 1
br label %139
34: ; preds = %30
%35 = mul nsw i64 %31, %16
%36 = add nsw i64 %31, -1
%37 = mul i64 %36, %16
%38 = add nsw i64 %31, 1
%39 = mul i64 %38, %16
br i1 %26, label %110, label %40
40: ; preds = %34
%41 = add i64 %35, %14
%42 = getelementptr double, double* %7, i64 %41
%43 = add i64 %35, %18
%44 = getelementptr double, double* %7, i64 %43
%45 = getelementptr double, double* %8, i64 %41
%46 = getelementptr double, double* %8, i64 %43
%47 = getelementptr double, double* %9, i64 %41
%48 = getelementptr double, double* %9, i64 %43
%49 = getelementptr double, double* %19, i64 %39
%50 = getelementptr double, double* %20, i64 %39
%51 = getelementptr double, double* %21, i64 %37
%52 = getelementptr double, double* %22, i64 %37
%53 = getelementptr double, double* %23, i64 %41
%54 = getelementptr double, double* %24, i64 %43
%55 = icmp ult double* %42, %46
%56 = icmp ult double* %45, %44
%57 = and i1 %55, %56
%58 = icmp ult double* %42, %48
%59 = icmp ult double* %47, %44
%60 = and i1 %58, %59
%61 = or i1 %57, %60
%62 = icmp ult double* %42, %50
%63 = icmp ult double* %49, %44
%64 = and i1 %62, %63
%65 = or i1 %61, %64
%66 = icmp ult double* %42, %52
%67 = icmp ult double* %51, %44
%68 = and i1 %66, %67
%69 = or i1 %65, %68
%70 = icmp ult double* %42, %54
%71 = icmp ult double* %53, %44
%72 = and i1 %70, %71
%73 = or i1 %69, %72
br i1 %73, label %110, label %74
74: ; preds = %40, %74
%75 = phi i64 [ %107, %74 ], [ 0, %40 ]
%76 = add i64 %75, %14
%77 = add nsw i64 %76, %35
%78 = getelementptr inbounds double, double* %8, i64 %77
%79 = bitcast double* %78 to <2 x double>*
%80 = load <2 x double>, <2 x double>* %79
%81 = getelementptr inbounds double, double* %9, i64 %77
%82 = bitcast double* %81 to <2 x double>*
%83 = load <2 x double>, <2 x double>* %82
%84 = fmul <2 x double> %83, <double 2.500000e-01, double 2.500000e-01>
%85 = add nsw i64 %77, -1
%86 = getelementptr inbounds double, double* %6, i64 %85
%87 = bitcast double* %86 to <2 x double>*
%88 = load <2 x double>, <2 x double>* %87
%89 = add nsw i64 %77, 1
%90 = getelementptr inbounds double, double* %6, i64 %89
%91 = bitcast double* %90 to <2 x double>*
%92 = load <2 x double>, <2 x double>* %91
%93 = fadd <2 x double> %88, %92
%94 = add nsw i64 %76, %37
%95 = getelementptr inbounds double, double* %6, i64 %94
%96 = bitcast double* %95 to <2 x double>*
%97 = load <2 x double>, <2 x double>* %96
%98 = fadd <2 x double> %93, %97
%99 = add nsw i64 %76, %39
%100 = getelementptr inbounds double, double* %6, i64 %99
%101 = bitcast double* %100 to <2 x double>*
%102 = load <2 x double>, <2 x double>* %101
%103 = fadd <2 x double> %98, %102
%104 = call <2 x double> @llvm.fmuladd.v2f64(<2 x double> %84, <2 x double> %103, <2 x double> %80)
%105 = getelementptr inbounds double, double* %7, i64 %77
%106 = bitcast double* %105 to <2 x double>*
store <2 x double> %104, <2 x double>* %106
%107 = add nuw i64 %75, 2
%108 = icmp eq i64 %107, %27
br i1 %108, label %109, label %74
109: ; preds = %74
br i1 %29, label %139, label %110
110: ; preds = %40, %34, %109
%111 = phi i64 [ %14, %40 ], [ %14, %34 ], [ %28, %109 ]
br label %112
112: ; preds = %110, %112
%113 = phi i64 [ %137, %112 ], [ %111, %110 ]
%114 = add nsw i64 %113, %35
%115 = getelementptr inbounds double, double* %8, i64 %114
%116 = load double, double* %115
%117 = getelementptr inbounds double, double* %9, i64 %114
%118 = load double, double* %117
%119 = fmul double %118, 2.500000e-01
%120 = add nsw i64 %114, -1
%121 = getelementptr inbounds double, double* %6, i64 %120
%122 = load double, double* %121
%123 = add nsw i64 %114, 1
%124 = getelementptr inbounds double, double* %6, i64 %123
%125 = load double, double* %124
%126 = fadd double %122, %125
%127 = add nsw i64 %113, %37
%128 = getelementptr inbounds double, double* %6, i64 %127
%129 = load double, double* %128
%130 = fadd double %126, %129
%131 = add nsw i64 %113, %39
%132 = getelementptr inbounds double, double* %6, i64 %131
%133 = load double, double* %132
%134 = fadd double %130, %133
%135 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %119, double %134, double %116)
%136 = getelementptr inbounds double, double* %7, i64 %114
store double %135, double* %136
%137 = add nsw i64 %113, 1
%138 = icmp eq i64 %137, %18
br i1 %138, label %139, label %112
139: ; preds = %112, %109, %32
%140 = phi i64 [ %33, %32 ], [ %38, %109 ], [ %38, %112 ]
%141 = icmp eq i64 %140, %17
br i1 %141, label %142, label %30
142: ; preds = %139, %10
ret void
}