void Compute_sspRK(double *u, const double *uo, const double *Lu,
                   const int step, const unsigned int nx, const unsigned int ny,
                   const double dt) {
  unsigned int i, j, o;
  for (j = 0; j < ny; j++) {
    for (i = 0; i < nx; i++) {
      o = i + nx * j;
      if (i > 2 && i < nx - 3 && j > 2 && j < ny - 3) {
        switch (step) {
        case 1:
          u[o] = uo[o] + dt * Lu[o];
          break;
        case 2:
          u[o] = 0.75 * uo[o] + 0.25 * (u[o] + dt * Lu[o]);
          break;
        case 3:
          u[o] = (uo[o] + 2 * (u[o] + dt * Lu[o])) / 3;
          break;
        }
      }
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<Compute_sspRK>:
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)
mov    %r9d,-0x24(%rbp)
movsd  %xmm0,-0x30(%rbp)
movl   $0x0,-0x38(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%eax
cmp    -0x24(%rbp),%eax
jae    12d1 <Compute_sspRK+0x1d1>
movl   $0x0,-0x34(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
cmp    -0x20(%rbp),%eax
jae    12be <Compute_sspRK+0x1be>
mov    -0x34(%rbp),%eax
mov    -0x20(%rbp),%ecx
imul   -0x38(%rbp),%ecx
add    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
cmpl   $0x2,-0x34(%rbp)
jbe    12ab <Compute_sspRK+0x1ab>
mov    -0x34(%rbp),%eax
mov    -0x20(%rbp),%ecx
sub    $0x3,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jae    12ab <Compute_sspRK+0x1ab>
cmpl   $0x2,-0x38(%rbp)
jbe    12ab <Compute_sspRK+0x1ab>
mov    -0x38(%rbp),%eax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
sub    $0x3,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jae    12ab <Compute_sspRK+0x1ab>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x40(%rbp)
sub    $0x1,%eax
je     11c1 <Compute_sspRK+0xc1>
jmp    119f <Compute_sspRK+0x9f>
mov    -0x40(%rbp),%eax
sub    $0x2,%eax
je     11f7 <Compute_sspRK+0xf7>
jmp    11b0 <Compute_sspRK+0xb0>
mov    -0x40(%rbp),%eax
sub    $0x3,%eax
je     1255 <Compute_sspRK+0x155>
jmp    12a6 <Compute_sspRK+0x1a6>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x3c(%rbp),%ecx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm1
movsd  -0x30(%rbp),%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x3c(%rbp),%ecx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x3c(%rbp),%ecx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
jmp    12a6 <Compute_sspRK+0x1a6>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x3c(%rbp),%ecx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x3c(%rbp),%ecx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm1
movsd  -0x30(%rbp),%xmm2
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x3c(%rbp),%ecx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm3
mulsd  %xmm3,%xmm2
addsd  %xmm1,%xmm2
movsd  0xde0(%rip),%xmm1
mulsd  %xmm2,%xmm1
movsd  0xdcc(%rip),%xmm2
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x3c(%rbp),%ecx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
jmp    12a6 <Compute_sspRK+0x1a6>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x3c(%rbp),%ecx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm1
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x3c(%rbp),%ecx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm2
movsd  -0x30(%rbp),%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x3c(%rbp),%ecx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm3
mulsd  %xmm3,%xmm0
addsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm0,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  0xd6a(%rip),%xmm1
divsd  %xmm1,%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x3c(%rbp),%ecx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
jmp    12ab <Compute_sspRK+0x1ab>
jmp    12b0 <Compute_sspRK+0x1b0>
mov    -0x34(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
jmp    113a <Compute_sspRK+0x3a>
jmp    12c3 <Compute_sspRK+0x1c3>
mov    -0x38(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x38(%rbp)
jmp    1127 <Compute_sspRK+0x27>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<Compute_sspRK>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %rbx
test   %r9d,%r9d
je     11f3 <Compute_sspRK+0xf3>
lea    -0x3(%r8),%r11d
lea    -0x3(%r9),%r10d
mov    %r8d,%r15d
xor    %r14d,%r14d
movsd  0xedb(%rip),%xmm1
movsd  0xedb(%rip),%xmm2
movsd  0xedb(%rip),%xmm3
xor    %ebp,%ebp
jmp    114f <Compute_sspRK+0x4f>
nopl   0x0(%rax)
add    $0x1,%ebp
add    %r15,%r14
cmp    %r9d,%ebp
je     11f3 <Compute_sspRK+0xf3>
test   %r8d,%r8d
je     1140 <Compute_sspRK+0x40>
xor    %ebx,%ebx
jmp    1189 <Compute_sspRK+0x89>
mov    %eax,%eax
shl    $0x3,%rax
movsd  (%rdx,%rax,1),%xmm4
mulsd  %xmm0,%xmm4
addsd  (%rdi,%rax,1),%xmm4
addsd  %xmm4,%xmm4
addsd  (%rsi,%rax,1),%xmm4
divsd  %xmm1,%xmm4
movsd  %xmm4,(%rdi,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
add    $0x1,%rbx
cmp    %rbx,%r15
je     1140 <Compute_sspRK+0x40>
cmp    $0x3,%rbx
jb     1180 <Compute_sspRK+0x80>
cmp    %r11,%rbx
jae    1180 <Compute_sspRK+0x80>
cmp    $0x3,%ebp
jb     1180 <Compute_sspRK+0x80>
cmp    %r10d,%ebp
jae    1180 <Compute_sspRK+0x80>
lea    (%r14,%rbx,1),%rax
cmp    $0x3,%ecx
je     1158 <Compute_sspRK+0x58>
cmp    $0x2,%ecx
je     11c7 <Compute_sspRK+0xc7>
cmp    $0x1,%ecx
jne    1180 <Compute_sspRK+0x80>
mov    %eax,%eax
shl    $0x3,%rax
movsd  (%rdx,%rax,1),%xmm4
mulsd  %xmm0,%xmm4
addsd  (%rsi,%rax,1),%xmm4
jmp    1179 <Compute_sspRK+0x79>
mov    %eax,%eax
shl    $0x3,%rax
movsd  (%rdx,%rax,1),%xmm4
mulsd  %xmm0,%xmm4
addsd  (%rdi,%rax,1),%xmm4
mulsd  %xmm2,%xmm4
movsd  (%rsi,%rax,1),%xmm5
mulsd  %xmm3,%xmm5
addsd  %xmm4,%xmm5
movsd  %xmm5,(%rdi,%rax,1)
jmp    1180 <Compute_sspRK+0x80>
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @Compute_sspRK(double* %0, double* %1, double* %2, i32 %3, i32 %4, i32 %5, double %6) {
%8 = alloca double*
%9 = alloca double*
%10 = alloca double*
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
%13 = alloca i32
%14 = alloca double
%15 = alloca i32
%16 = alloca i32
%17 = alloca i32
store double* %0, double** %8
store double* %1, double** %9
store double* %2, double** %10
store i32 %3, i32* %11
store i32 %4, i32* %12
store i32 %5, i32* %13
store double %6, double* %14
store i32 0, i32* %16
br label %18
18: ; preds = %121, %7
%19 = load i32, i32* %16
%20 = load i32, i32* %13
%21 = icmp ult i32 %19, %20
br i1 %21, label %22, label %124
22: ; preds = %18
store i32 0, i32* %15
br label %23
23: ; preds = %117, %22
%24 = load i32, i32* %15
%25 = load i32, i32* %12
%26 = icmp ult i32 %24, %25
br i1 %26, label %27, label %120
27: ; preds = %23
%28 = load i32, i32* %15
%29 = load i32, i32* %12
%30 = load i32, i32* %16
%31 = mul i32 %29, %30
%32 = add i32 %28, %31
store i32 %32, i32* %17
%33 = load i32, i32* %15
%34 = icmp ugt i32 %33, 2
br i1 %34, label %35, label %116
35: ; preds = %27
%36 = load i32, i32* %15
%37 = load i32, i32* %12
%38 = sub i32 %37, 3
%39 = icmp ult i32 %36, %38
br i1 %39, label %40, label %116
40: ; preds = %35
%41 = load i32, i32* %16
%42 = icmp ugt i32 %41, 2
br i1 %42, label %43, label %116
43: ; preds = %40
%44 = load i32, i32* %16
%45 = load i32, i32* %13
%46 = sub i32 %45, 3
%47 = icmp ult i32 %44, %46
br i1 %47, label %48, label %116
48: ; preds = %43
%49 = load i32, i32* %11
switch i32 %49, label %115 [
i32 1, label %50
i32 2, label %67
i32 3, label %91
]
50: ; preds = %48
%51 = load double*, double** %9
%52 = load i32, i32* %17
%53 = zext i32 %52 to i64
%54 = getelementptr inbounds double, double* %51, i64 %53
%55 = load double, double* %54
%56 = load double, double* %14
%57 = load double*, double** %10
%58 = load i32, i32* %17
%59 = zext i32 %58 to i64
%60 = getelementptr inbounds double, double* %57, i64 %59
%61 = load double, double* %60
%62 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %56, double %61, double %55)
%63 = load double*, double** %8
%64 = load i32, i32* %17
%65 = zext i32 %64 to i64
%66 = getelementptr inbounds double, double* %63, i64 %65
store double %62, double* %66
br label %115
67: ; preds = %48
%68 = load double*, double** %9
%69 = load i32, i32* %17
%70 = zext i32 %69 to i64
%71 = getelementptr inbounds double, double* %68, i64 %70
%72 = load double, double* %71
%73 = load double*, double** %8
%74 = load i32, i32* %17
%75 = zext i32 %74 to i64
%76 = getelementptr inbounds double, double* %73, i64 %75
%77 = load double, double* %76
%78 = load double, double* %14
%79 = load double*, double** %10
%80 = load i32, i32* %17
%81 = zext i32 %80 to i64
%82 = getelementptr inbounds double, double* %79, i64 %81
%83 = load double, double* %82
%84 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %78, double %83, double %77)
%85 = fmul double 2.500000e-01, %84
%86 = call double @llvm.fmuladd.f64(double 7.500000e-01, double %72, double %85)
%87 = load double*, double** %8
%88 = load i32, i32* %17
%89 = zext i32 %88 to i64
%90 = getelementptr inbounds double, double* %87, i64 %89
store double %86, double* %90
br label %115
91: ; preds = %48
%92 = load double*, double** %9
%93 = load i32, i32* %17
%94 = zext i32 %93 to i64
%95 = getelementptr inbounds double, double* %92, i64 %94
%96 = load double, double* %95
%97 = load double*, double** %8
%98 = load i32, i32* %17
%99 = zext i32 %98 to i64
%100 = getelementptr inbounds double, double* %97, i64 %99
%101 = load double, double* %100
%102 = load double, double* %14
%103 = load double*, double** %10
%104 = load i32, i32* %17
%105 = zext i32 %104 to i64
%106 = getelementptr inbounds double, double* %103, i64 %105
%107 = load double, double* %106
%108 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %102, double %107, double %101)
%109 = call double @llvm.fmuladd.f64(double 2.000000e+00, double %108, double %96)
%110 = fdiv double %109, 3.000000e+00
%111 = load double*, double** %8
%112 = load i32, i32* %17
%113 = zext i32 %112 to i64
%114 = getelementptr inbounds double, double* %111, i64 %113
store double %110, double* %114
br label %115
115: ; preds = %48, %91, %67, %50
br label %116
116: ; preds = %115, %43, %40, %35, %27
br label %117
117: ; preds = %116
%118 = load i32, i32* %15
%119 = add i32 %118, 1
store i32 %119, i32* %15
br label %23
120: ; preds = %23
br label %121
121: ; preds = %120
%122 = load i32, i32* %16
%123 = add i32 %122, 1
store i32 %123, i32* %16
br label %18
124: ; preds = %18
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @Compute_sspRK(double* nocapture %0, double* nocapture %1, double* nocapture %2, i32 %3, i32 %4, i32 %5, double %6) {
%8 = icmp eq i32 %5, 0
br i1 %8, label %67, label %9
9: ; preds = %7
%10 = icmp eq i32 %4, 0
%11 = add i32 %4, -3
%12 = add i32 %5, -3
%13 = zext i32 %11 to i64
%14 = zext i32 %4 to i64
br label %15
15: ; preds = %9, %64
%16 = phi i32 [ 0, %9 ], [ %65, %64 ]
br i1 %10, label %64, label %17
17: ; preds = %15
%18 = mul i32 %16, %4
%19 = icmp ugt i32 %16, 2
%20 = icmp ult i32 %16, %12
br label %21
21: ; preds = %17, %61
%22 = phi i64 [ 0, %17 ], [ %62, %61 ]
%23 = trunc i64 %22 to i32
%24 = add i32 %18, %23
%25 = icmp ugt i64 %22, 2
br i1 %25, label %26, label %61
26: ; preds = %21
%27 = icmp ult i64 %22, %13
%28 = select i1 %27, i1 %19, i1 false
%29 = select i1 %28, i1 %20, i1 false
br i1 %29, label %30, label %61
30: ; preds = %26
switch i32 %3, label %61 [
i32 1, label %31
i32 2, label %39
i32 3, label %50
]
31: ; preds = %30
%32 = zext i32 %24 to i64
%33 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %32
%34 = load double, double* %33
%35 = getelementptr inbounds double, double* %2, i64 %32
%36 = load double, double* %35
%37 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %6, double %36, double %34)
%38 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %32
store double %37, double* %38
br label %61
39: ; preds = %30
%40 = zext i32 %24 to i64
%41 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %40
%42 = load double, double* %41
%43 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %40
%44 = load double, double* %43
%45 = getelementptr inbounds double, double* %2, i64 %40
%46 = load double, double* %45
%47 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %6, double %46, double %44)
%48 = fmul double %47, 2.500000e-01
%49 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %42, double 7.500000e-01, double %48)
store double %49, double* %43
br label %61
50: ; preds = %30
%51 = zext i32 %24 to i64
%52 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %51
%53 = load double, double* %52
%54 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %51
%55 = load double, double* %54
%56 = getelementptr inbounds double, double* %2, i64 %51
%57 = load double, double* %56
%58 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %6, double %57, double %55)
%59 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %58, double 2.000000e+00, double %53)
%60 = fdiv double %59, 3.000000e+00
store double %60, double* %54
br label %61
61: ; preds = %21, %26, %30, %50, %39, %31
%62 = add nuw nsw i64 %22, 1
%63 = icmp eq i64 %62, %14
br i1 %63, label %64, label %21
64: ; preds = %61, %15
%65 = add nuw i32 %16, 1
%66 = icmp eq i32 %65, %5
br i1 %66, label %67, label %15
67: ; preds = %64, %7
ret void
}