void compute(unsigned long **a, unsigned long **b, unsigned long **c,
             unsigned long **d, int N) {
  int j, i;
  for (j = 1; j < N; j++) {
    for (i = 1; i < N; i++) {
      c[i][j] = 3 * d[i][j];
      d[i][j] = 2 * c[i + 1][j];
    }
#pragma omp parallel for
    for (i = 1; i < N; i++) {
      a[i][j] = a[i][j] * b[i][j];
      b[i][j + 1] = 2 * a[i][j] * c[i - 1][j];
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<compute>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
mov    %r8d,-0x24(%rbp)
movl   $0x1,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
cmp    -0x24(%rbp),%eax
jge    1262 <compute+0x162>
movl   $0x1,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0x24(%rbp),%eax
jge    11a6 <compute+0xa6>
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
imul   $0x3,(%rax,%rcx,8),%rdx
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rdx
shl    $0x1,%rdx
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    1132 <compute+0x32>
movl   $0x1,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0x24(%rbp),%eax
jge    124f <compute+0x14f>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rdx
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
imul   (%rax,%rcx,8),%rdx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rdx
shl    $0x1,%rdx
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
imul   (%rax,%rcx,8),%rdx
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
mov    -0x28(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    11ad <compute+0xad>
jmp    1254 <compute+0x154>
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    111f <compute+0x1f>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<compute>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
cmp    $0x2,%r8d
jl     121e <compute+0x11e>
mov    %r8d,%r9d
mov    0x8(%rdx),%r10
lea    -0x1(%r9),%r14
mov    %r14,%r11
and    $0xfffffffffffffffe,%r11
neg    %r11
mov    $0x1,%r15d
nop
mov    %r10,%r12
mov    $0x1,%ebp
cmp    $0x2,%r8d
je     11aa <compute+0xaa>
mov    $0x1,%eax
mov    %r10,%r12
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
mov    (%rcx,%rax,8),%rbp
mov    0x0(%rbp,%r15,8),%rbx
lea    (%rbx,%rbx,2),%rbx
mov    %rbx,(%r12,%r15,8)
mov    0x8(%rdx,%rax,8),%r12
mov    (%r12,%r15,8),%rbx
add    %rbx,%rbx
mov    %rbx,0x0(%rbp,%r15,8)
mov    0x8(%rcx,%rax,8),%r13
mov    0x0(%r13,%r15,8),%rbx
lea    (%rbx,%rbx,2),%rbx
mov    %rbx,(%r12,%r15,8)
lea    0x2(%rax),%rbp
mov    0x10(%rdx,%rax,8),%r12
mov    (%r12,%r15,8),%rbx
add    %rbx,%rbx
mov    %rbx,0x0(%r13,%r15,8)
lea    (%r11,%rax,1),%rbx
add    $0x2,%rbx
mov    %rbp,%rax
cmp    $0x1,%rbx
jne    1150 <compute+0x50>
test   $0x1,%r14b
je     11d2 <compute+0xd2>
mov    (%rcx,%rbp,8),%r13
mov    0x0(%r13,%r15,8),%rax
lea    (%rax,%rax,2),%rax
mov    %rax,(%r12,%r15,8)
mov    0x8(%rdx,%rbp,8),%rax
mov    (%rax,%r15,8),%rax
add    %rax,%rax
mov    %rax,0x0(%r13,%r15,8)
lea    0x1(%r15),%r12
xor    %eax,%eax
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    0x8(%rdi,%rax,8),%rbx
mov    0x8(%rsi,%rax,8),%r13
mov    0x0(%r13,%r15,8),%rbp
imul   (%rbx,%r15,8),%rbp
mov    %rbp,(%rbx,%r15,8)
mov    (%rdx,%rax,8),%rbx
imul   (%rbx,%r15,8),%rbp
add    %rbp,%rbp
mov    %rbp,0x0(%r13,%r12,8)
add    $0x1,%rax
cmp    %rax,%r14
jne    11e0 <compute+0xe0>
mov    %r12,%r15
cmp    %r9,%r12
jne    1130 <compute+0x30>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @compute(i64** %0, i64** %1, i64** %2, i64** %3, i32 %4) {
%6 = alloca i64**
%7 = alloca i64**
%8 = alloca i64**
%9 = alloca i64**
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
store i64** %0, i64*** %6
store i64** %1, i64*** %7
store i64** %2, i64*** %8
store i64** %3, i64*** %9
store i32 %4, i32* %10
store i32 1, i32* %11
br label %13
13: ; preds = %130, %5
%14 = load i32, i32* %11
%15 = load i32, i32* %10
%16 = icmp slt i32 %14, %15
br i1 %16, label %17, label %133
17: ; preds = %13
store i32 1, i32* %12
br label %18
18: ; preds = %60, %17
%19 = load i32, i32* %12
%20 = load i32, i32* %10
%21 = icmp slt i32 %19, %20
br i1 %21, label %22, label %63
22: ; preds = %18
%23 = load i64**, i64*** %9
%24 = load i32, i32* %12
%25 = sext i32 %24 to i64
%26 = getelementptr inbounds i64*, i64** %23, i64 %25
%27 = load i64*, i64** %26
%28 = load i32, i32* %11
%29 = sext i32 %28 to i64
%30 = getelementptr inbounds i64, i64* %27, i64 %29
%31 = load i64, i64* %30
%32 = mul i64 3, %31
%33 = load i64**, i64*** %8
%34 = load i32, i32* %12
%35 = sext i32 %34 to i64
%36 = getelementptr inbounds i64*, i64** %33, i64 %35
%37 = load i64*, i64** %36
%38 = load i32, i32* %11
%39 = sext i32 %38 to i64
%40 = getelementptr inbounds i64, i64* %37, i64 %39
store i64 %32, i64* %40
%41 = load i64**, i64*** %8
%42 = load i32, i32* %12
%43 = add nsw i32 %42, 1
%44 = sext i32 %43 to i64
%45 = getelementptr inbounds i64*, i64** %41, i64 %44
%46 = load i64*, i64** %45
%47 = load i32, i32* %11
%48 = sext i32 %47 to i64
%49 = getelementptr inbounds i64, i64* %46, i64 %48
%50 = load i64, i64* %49
%51 = mul i64 2, %50
%52 = load i64**, i64*** %9
%53 = load i32, i32* %12
%54 = sext i32 %53 to i64
%55 = getelementptr inbounds i64*, i64** %52, i64 %54
%56 = load i64*, i64** %55
%57 = load i32, i32* %11
%58 = sext i32 %57 to i64
%59 = getelementptr inbounds i64, i64* %56, i64 %58
store i64 %51, i64* %59
br label %60
60: ; preds = %22
%61 = load i32, i32* %12
%62 = add nsw i32 %61, 1
store i32 %62, i32* %12
br label %18
63: ; preds = %18
store i32 1, i32* %12
br label %64
64: ; preds = %126, %63
%65 = load i32, i32* %12
%66 = load i32, i32* %10
%67 = icmp slt i32 %65, %66
br i1 %67, label %68, label %129
68: ; preds = %64
%69 = load i64**, i64*** %6
%70 = load i32, i32* %12
%71 = sext i32 %70 to i64
%72 = getelementptr inbounds i64*, i64** %69, i64 %71
%73 = load i64*, i64** %72
%74 = load i32, i32* %11
%75 = sext i32 %74 to i64
%76 = getelementptr inbounds i64, i64* %73, i64 %75
%77 = load i64, i64* %76
%78 = load i64**, i64*** %7
%79 = load i32, i32* %12
%80 = sext i32 %79 to i64
%81 = getelementptr inbounds i64*, i64** %78, i64 %80
%82 = load i64*, i64** %81
%83 = load i32, i32* %11
%84 = sext i32 %83 to i64
%85 = getelementptr inbounds i64, i64* %82, i64 %84
%86 = load i64, i64* %85
%87 = mul i64 %77, %86
%88 = load i64**, i64*** %6
%89 = load i32, i32* %12
%90 = sext i32 %89 to i64
%91 = getelementptr inbounds i64*, i64** %88, i64 %90
%92 = load i64*, i64** %91
%93 = load i32, i32* %11
%94 = sext i32 %93 to i64
%95 = getelementptr inbounds i64, i64* %92, i64 %94
store i64 %87, i64* %95
%96 = load i64**, i64*** %6
%97 = load i32, i32* %12
%98 = sext i32 %97 to i64
%99 = getelementptr inbounds i64*, i64** %96, i64 %98
%100 = load i64*, i64** %99
%101 = load i32, i32* %11
%102 = sext i32 %101 to i64
%103 = getelementptr inbounds i64, i64* %100, i64 %102
%104 = load i64, i64* %103
%105 = mul i64 2, %104
%106 = load i64**, i64*** %8
%107 = load i32, i32* %12
%108 = sub nsw i32 %107, 1
%109 = sext i32 %108 to i64
%110 = getelementptr inbounds i64*, i64** %106, i64 %109
%111 = load i64*, i64** %110
%112 = load i32, i32* %11
%113 = sext i32 %112 to i64
%114 = getelementptr inbounds i64, i64* %111, i64 %113
%115 = load i64, i64* %114
%116 = mul i64 %105, %115
%117 = load i64**, i64*** %7
%118 = load i32, i32* %12
%119 = sext i32 %118 to i64
%120 = getelementptr inbounds i64*, i64** %117, i64 %119
%121 = load i64*, i64** %120
%122 = load i32, i32* %11
%123 = add nsw i32 %122, 1
%124 = sext i32 %123 to i64
%125 = getelementptr inbounds i64, i64* %121, i64 %124
store i64 %116, i64* %125
br label %126
126: ; preds = %68
%127 = load i32, i32* %12
%128 = add nsw i32 %127, 1
store i32 %128, i32* %12
br label %64
129: ; preds = %64
br label %130
130: ; preds = %129
%131 = load i32, i32* %11
%132 = add nsw i32 %131, 1
store i32 %132, i32* %11
br label %13
133: ; preds = %13
ret void
}

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