void fwd(float *next, float *curr, float *vsq, float *c_coeff, int nx, int ny,
         int dimx, int dimy, int radius) {
#pragma acc parallel present(next [0:dimx * dimy], curr [0:dimx * dimy],       \
                             vsq [0:dimx * dimy], c_coeff [0:NUM_COEFF])
#pragma acc loop collapse(2) gang worker vector
  for (int y = 0; y < ny; y++) {
    for (int x = 0; x < nx; x++) {
      int this_offset = (((radius) + (y)) * (dimx) + ((radius) + (x)));
      float temp = 2.0f * curr[this_offset] - next[this_offset];
      float div = c_coeff[0] * curr[this_offset];
#pragma acc loop seq
      for (int d = 1; d <= radius; d++) {
        int y_pos_offset = (((radius) + (y + d)) * (dimx) + ((radius) + (x)));
        int y_neg_offset = (((radius) + (y - d)) * (dimx) + ((radius) + (x)));
        int x_pos_offset = (((radius) + (y)) * (dimx) + ((radius) + (x + d)));
        int x_neg_offset = (((radius) + (y)) * (dimx) + ((radius) + (x - d)));
        div += c_coeff[d] * (curr[y_pos_offset] + curr[y_neg_offset] +
                             curr[x_pos_offset] + curr[x_neg_offset]);
      }
      next[this_offset] = temp + div * vsq[this_offset];
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<fwd>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    0x20(%rbp),%eax
mov    0x18(%rbp),%eax
mov    0x10(%rbp),%eax
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
mov    %r8d,-0x24(%rbp)
mov    %r9d,-0x28(%rbp)
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0x28(%rbp),%eax
jge    12d7 <fwd+0x1d7>
movl   $0x0,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%eax
cmp    -0x24(%rbp),%eax
jge    12c4 <fwd+0x1c4>
mov    0x20(%rbp),%eax
add    -0x2c(%rbp),%eax
imul   0x10(%rbp),%eax
mov    0x20(%rbp),%ecx
add    -0x30(%rbp),%ecx
add    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x34(%rbp),%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x34(%rbp),%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm1
movd   %xmm1,%eax
xor    $0x80000000,%eax
movd   %eax,%xmm1
addss  %xmm0,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
movss  %xmm0,-0x38(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
movss  (%rax),%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x34(%rbp),%rcx
mulss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
movss  %xmm0,-0x3c(%rbp)
movl   $0x1,-0x40(%rbp)
mov    -0x40(%rbp),%eax
cmp    0x20(%rbp),%eax
jg     128a <fwd+0x18a>
mov    0x20(%rbp),%eax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
add    -0x40(%rbp),%ecx
add    %ecx,%eax
imul   0x10(%rbp),%eax
mov    0x20(%rbp),%ecx
add    -0x30(%rbp),%ecx
add    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x44(%rbp)
mov    0x20(%rbp),%eax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
sub    -0x40(%rbp),%ecx
add    %ecx,%eax
imul   0x10(%rbp),%eax
mov    0x20(%rbp),%ecx
add    -0x30(%rbp),%ecx
add    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x48(%rbp)
mov    0x20(%rbp),%eax
add    -0x2c(%rbp),%eax
imul   0x10(%rbp),%eax
mov    0x20(%rbp),%ecx
mov    -0x30(%rbp),%edx
add    -0x40(%rbp),%edx
add    %edx,%ecx
add    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x4c(%rbp)
mov    0x20(%rbp),%eax
add    -0x2c(%rbp),%eax
imul   0x10(%rbp),%eax
mov    0x20(%rbp),%ecx
mov    -0x30(%rbp),%edx
sub    -0x40(%rbp),%edx
add    %edx,%ecx
add    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x50(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x40(%rbp),%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x44(%rbp),%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm2
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x48(%rbp),%rcx
addss  (%rax,%rcx,4),%xmm2
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x4c(%rbp),%rcx
addss  (%rax,%rcx,4),%xmm2
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x50(%rbp),%rcx
addss  (%rax,%rcx,4),%xmm2
movss  -0x3c(%rbp),%xmm1
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
movss  %xmm0,-0x3c(%rbp)
mov    -0x40(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x40(%rbp)
jmp    11b5 <fwd+0xb5>
movss  -0x38(%rbp),%xmm1
movss  -0x3c(%rbp),%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x34(%rbp),%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm2
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x34(%rbp),%rcx
movss  %xmm0,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x30(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
jmp    113f <fwd+0x3f>
jmp    12c9 <fwd+0x1c9>
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    112c <fwd+0x2c>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<fwd>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
mov    %r8d,-0x64(%rsp)
mov    %rdx,-0x10(%rsp)
mov    %rdi,-0x18(%rsp)
test   %r9d,%r9d
jle    12be <fwd+0x1be>
mov    0x48(%rsp),%edx
mov    0x38(%rsp),%eax
movslq %edx,%r8
add    $0x1,%edx
movslq %eax,%rbp
mov    %r9d,%ebx
mov    %rbx,-0x28(%rsp)
mov    -0x64(%rsp),%ebx
mov    %rbx,-0x20(%rsp)
lea    0x1(%rbp),%edi
imul   %r8d,%edi
lea    0x1(%rdi),%ebx
mov    %rbx,-0x48(%rsp)
mov    %rbp,-0x38(%rsp)
mov    %ebp,%ebp
mov    %rbp,-0x30(%rsp)
lea    -0x1(%rdx),%rbx
imul   %eax,%edx
mov    %edx,-0x5c(%rsp)
add    $0xffffffff,%edi
mov    %rdi,-0x50(%rsp)
mov    %r8,%rdx
mov    %r8,-0x40(%rsp)
lea    -0x1(%r8),%edx
imul   %eax,%edx
mov    %edx,-0x60(%rsp)
xor    %edx,%edx
mov    %rdx,-0x58(%rsp)
jmp    11ca <fwd+0xca>
xchg   %ax,%ax
mov    -0x58(%rsp),%rdi
add    $0x1,%rdi
mov    -0x30(%rsp),%rdx
add    %rdx,-0x48(%rsp)
add    %eax,-0x5c(%rsp)
mov    -0x50(%rsp),%rdx
add    %eax,%edx
mov    %rdx,-0x50(%rsp)
add    %eax,-0x60(%rsp)
mov    %rdi,%rdx
mov    %rdi,-0x58(%rsp)
cmp    -0x28(%rsp),%rdi
je     12be <fwd+0x1be>
cmpl   $0x0,-0x64(%rsp)
jle    1190 <fwd+0x90>
mov    -0x40(%rsp),%rdx
mov    -0x58(%rsp),%rdi
add    %rdi,%rdx
imul   -0x38(%rsp),%rdx
mov    %rdx,-0x8(%rsp)
mov    -0x50(%rsp),%rdx
mov    %edx,%r12d
mov    -0x48(%rsp),%r15
xor    %r14d,%r14d
jmp    123b <fwd+0x13b>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
addss  %xmm0,%xmm0
mov    -0x18(%rsp),%rdi
subss  (%rdi,%r9,4),%xmm0
mov    -0x10(%rsp),%rdx
mulss  (%rdx,%r9,4),%xmm1
addss  %xmm0,%xmm1
movss  %xmm1,(%rdi,%r9,4)
add    $0x1,%r14
add    $0x1,%r15
add    $0x1,%r12d
cmp    -0x20(%rsp),%r14
je     1190 <fwd+0x90>
mov    -0x40(%rsp),%rdx
lea    (%r14,%rdx,1),%r13
mov    -0x8(%rsp),%rdi
lea    (%rdi,%r13,1),%r9
movss  (%rsi,%r9,4),%xmm0
movss  (%rcx),%xmm1
mulss  %xmm0,%xmm1
test   %edx,%edx
jle    1200 <fwd+0x100>
mov    -0x60(%rsp),%edx
mov    %r12d,%ebp
mov    -0x5c(%rsp),%edi
mov    %edi,%r11d
xor    %r8d,%r8d
movslq %r11d,%r11
lea    (%r11,%r13,1),%r10
movslq %edx,%rdx
lea    (%rdx,%r13,1),%rdi
movss  (%rsi,%r10,4),%xmm2
addss  (%rsi,%rdi,4),%xmm2
lea    (%r15,%r8,1),%edi
movslq %edi,%rdi
addss  (%rsi,%rdi,4),%xmm2
movslq %ebp,%rbp
addss  (%rsi,%rbp,4),%xmm2
mulss  0x4(%rcx,%r8,4),%xmm2
addss  %xmm2,%xmm1
add    $0x1,%r8
add    %eax,%r11d
add    $0xffffffff,%ebp
sub    %eax,%edx
cmp    %r8,%rbx
jne    1270 <fwd+0x170>
jmp    1200 <fwd+0x100>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @fwd(float* %0, float* %1, float* %2, float* %3, i32 %4, i32 %5, i32 %6, i32 %7, i32 %8) {
%10 = alloca float*
%11 = alloca float*
%12 = alloca float*
%13 = alloca float*
%14 = alloca i32
%15 = alloca i32
%16 = alloca i32
%17 = alloca i32
%18 = alloca i32
%19 = alloca i32
%20 = alloca i32
%21 = alloca i32
%22 = alloca float
%23 = alloca float
%24 = alloca i32
%25 = alloca i32
%26 = alloca i32
%27 = alloca i32
%28 = alloca i32
store float* %0, float** %10
store float* %1, float** %11
store float* %2, float** %12
store float* %3, float** %13
store i32 %4, i32* %14
store i32 %5, i32* %15
store i32 %6, i32* %16
store i32 %7, i32* %17
store i32 %8, i32* %18
store i32 0, i32* %19
br label %29
29: ; preds = %168, %9
%30 = load i32, i32* %19
%31 = load i32, i32* %15
%32 = icmp slt i32 %30, %31
br i1 %32, label %33, label %171
33: ; preds = %29
store i32 0, i32* %20
br label %34
34: ; preds = %164, %33
%35 = load i32, i32* %20
%36 = load i32, i32* %14
%37 = icmp slt i32 %35, %36
br i1 %37, label %38, label %167
38: ; preds = %34
%39 = load i32, i32* %18
%40 = load i32, i32* %19
%41 = add nsw i32 %39, %40
%42 = load i32, i32* %16
%43 = mul nsw i32 %41, %42
%44 = load i32, i32* %18
%45 = load i32, i32* %20
%46 = add nsw i32 %44, %45
%47 = add nsw i32 %43, %46
store i32 %47, i32* %21
%48 = load float*, float** %11
%49 = load i32, i32* %21
%50 = sext i32 %49 to i64
%51 = getelementptr inbounds float, float* %48, i64 %50
%52 = load float, float* %51
%53 = load float*, float** %10
%54 = load i32, i32* %21
%55 = sext i32 %54 to i64
%56 = getelementptr inbounds float, float* %53, i64 %55
%57 = load float, float* %56
%58 = fneg float %57
%59 = call float @llvm.fmuladd.f32(float 2.000000e+00, float %52, float %58)
store float %59, float* %22
%60 = load float*, float** %13
%61 = getelementptr inbounds float, float* %60, i64 0
%62 = load float, float* %61
%63 = load float*, float** %11
%64 = load i32, i32* %21
%65 = sext i32 %64 to i64
%66 = getelementptr inbounds float, float* %63, i64 %65
%67 = load float, float* %66
%68 = fmul float %62, %67
store float %68, float* %23
store i32 1, i32* %24
br label %69
69: ; preds = %148, %38
%70 = load i32, i32* %24
%71 = load i32, i32* %18
%72 = icmp sle i32 %70, %71
br i1 %72, label %73, label %151
73: ; preds = %69
%74 = load i32, i32* %18
%75 = load i32, i32* %19
%76 = load i32, i32* %24
%77 = add nsw i32 %75, %76
%78 = add nsw i32 %74, %77
%79 = load i32, i32* %16
%80 = mul nsw i32 %78, %79
%81 = load i32, i32* %18
%82 = load i32, i32* %20
%83 = add nsw i32 %81, %82
%84 = add nsw i32 %80, %83
store i32 %84, i32* %25
%85 = load i32, i32* %18
%86 = load i32, i32* %19
%87 = load i32, i32* %24
%88 = sub nsw i32 %86, %87
%89 = add nsw i32 %85, %88
%90 = load i32, i32* %16
%91 = mul nsw i32 %89, %90
%92 = load i32, i32* %18
%93 = load i32, i32* %20
%94 = add nsw i32 %92, %93
%95 = add nsw i32 %91, %94
store i32 %95, i32* %26
%96 = load i32, i32* %18
%97 = load i32, i32* %19
%98 = add nsw i32 %96, %97
%99 = load i32, i32* %16
%100 = mul nsw i32 %98, %99
%101 = load i32, i32* %18
%102 = load i32, i32* %20
%103 = load i32, i32* %24
%104 = add nsw i32 %102, %103
%105 = add nsw i32 %101, %104
%106 = add nsw i32 %100, %105
store i32 %106, i32* %27
%107 = load i32, i32* %18
%108 = load i32, i32* %19
%109 = add nsw i32 %107, %108
%110 = load i32, i32* %16
%111 = mul nsw i32 %109, %110
%112 = load i32, i32* %18
%113 = load i32, i32* %20
%114 = load i32, i32* %24
%115 = sub nsw i32 %113, %114
%116 = add nsw i32 %112, %115
%117 = add nsw i32 %111, %116
store i32 %117, i32* %28
%118 = load float*, float** %13
%119 = load i32, i32* %24
%120 = sext i32 %119 to i64
%121 = getelementptr inbounds float, float* %118, i64 %120
%122 = load float, float* %121
%123 = load float*, float** %11
%124 = load i32, i32* %25
%125 = sext i32 %124 to i64
%126 = getelementptr inbounds float, float* %123, i64 %125
%127 = load float, float* %126
%128 = load float*, float** %11
%129 = load i32, i32* %26
%130 = sext i32 %129 to i64
%131 = getelementptr inbounds float, float* %128, i64 %130
%132 = load float, float* %131
%133 = fadd float %127, %132
%134 = load float*, float** %11
%135 = load i32, i32* %27
%136 = sext i32 %135 to i64
%137 = getelementptr inbounds float, float* %134, i64 %136
%138 = load float, float* %137
%139 = fadd float %133, %138
%140 = load float*, float** %11
%141 = load i32, i32* %28
%142 = sext i32 %141 to i64
%143 = getelementptr inbounds float, float* %140, i64 %142
%144 = load float, float* %143
%145 = fadd float %139, %144
%146 = load float, float* %23
%147 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %122, float %145, float %146)
store float %147, float* %23
br label %148
148: ; preds = %73
%149 = load i32, i32* %24
%150 = add nsw i32 %149, 1
store i32 %150, i32* %24
br label %69
151: ; preds = %69
%152 = load float, float* %22
%153 = load float, float* %23
%154 = load float*, float** %12
%155 = load i32, i32* %21
%156 = sext i32 %155 to i64
%157 = getelementptr inbounds float, float* %154, i64 %156
%158 = load float, float* %157
%159 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %153, float %158, float %152)
%160 = load float*, float** %10
%161 = load i32, i32* %21
%162 = sext i32 %161 to i64
%163 = getelementptr inbounds float, float* %160, i64 %162
store float %159, float* %163
br label %164
164: ; preds = %151
%165 = load i32, i32* %20
%166 = add nsw i32 %165, 1
store i32 %166, i32* %20
br label %34
167: ; preds = %34
br label %168
168: ; preds = %167
%169 = load i32, i32* %19
%170 = add nsw i32 %169, 1
store i32 %170, i32* %19
br label %29
171: ; preds = %29
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @fwd(float* nocapture %0, float* nocapture %1, float* nocapture %2, float* nocapture %3, i32 %4, i32 %5, i32 %6, i32 %7, i32 %8) {
%10 = icmp sgt i32 %5, 0
br i1 %10, label %11, label %29
11: ; preds = %9
%12 = icmp sgt i32 %4, 0
%13 = icmp slt i32 %8, 1
%14 = add i32 %8, 1
%15 = sext i32 %8 to i64
%16 = sext i32 %6 to i64
%17 = zext i32 %5 to i64
%18 = zext i32 %4 to i64
%19 = zext i32 %14 to i64
br label %20
20: ; preds = %11, %30
%21 = phi i64 [ 0, %11 ], [ %31, %30 ]
br i1 %12, label %22, label %30
22: ; preds = %20
%23 = add nsw i64 %21, %15
%24 = mul nsw i64 %23, %16
%25 = trunc i64 %21 to i32
%26 = add i32 %25, %8
%27 = trunc i64 %24 to i32
%28 = add i32 %27, %8
br label %33
29: ; preds = %30, %9
ret void
30: ; preds = %48, %20
%31 = add nuw nsw i64 %21, 1
%32 = icmp eq i64 %31, %17
br i1 %32, label %29, label %20
33: ; preds = %22, %48
%34 = phi i64 [ 0, %22 ], [ %53, %48 ]
%35 = add nsw i64 %34, %15
%36 = add nsw i64 %35, %24
%37 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 %36
%38 = load float, float* %37
%39 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %36
%40 = load float, float* %39
%41 = fneg float %40
%42 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %38, float 2.000000e+00, float %41)
%43 = load float, float* %3
%44 = fmul float %38, %43
br i1 %13, label %48, label %45
45: ; preds = %33
%46 = trunc i64 %34 to i32
%47 = add i32 %28, %46
br label %55
48: ; preds = %55, %33
%49 = phi float [ %44, %33 ], [ %86, %55 ]
%50 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 %36
%51 = load float, float* %50
%52 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %49, float %51, float %42)
store float %52, float* %39
%53 = add nuw nsw i64 %34, 1
%54 = icmp eq i64 %53, %18
br i1 %54, label %30, label %33
55: ; preds = %45, %55
%56 = phi i64 [ 1, %45 ], [ %87, %55 ]
%57 = phi i64 [ -1, %45 ], [ %88, %55 ]
%58 = phi float [ %44, %45 ], [ %86, %55 ]
%59 = trunc i64 %56 to i32
%60 = add i32 %26, %59
%61 = mul nsw i32 %60, %6
%62 = sext i32 %61 to i64
%63 = add nsw i64 %35, %62
%64 = trunc i64 %57 to i32
%65 = add i32 %26, %64
%66 = mul nsw i32 %65, %6
%67 = sext i32 %66 to i64
%68 = add nsw i64 %35, %67
%69 = add i32 %47, %59
%70 = add i32 %47, %64
%71 = getelementptr inbounds float, float* %3, i64 %56
%72 = load float, float* %71
%73 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 %63
%74 = load float, float* %73
%75 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 %68
%76 = load float, float* %75
%77 = fadd float %74, %76
%78 = sext i32 %69 to i64
%79 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 %78
%80 = load float, float* %79
%81 = fadd float %77, %80
%82 = sext i32 %70 to i64
%83 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 %82
%84 = load float, float* %83
%85 = fadd float %81, %84
%86 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %72, float %85, float %58)
%87 = add nuw nsw i64 %56, 1
%88 = add nsw i64 %57, -1
%89 = icmp eq i64 %87, %19
br i1 %89, label %48, label %55
}