void matNf_transpose(float m[], const int n) {
  float tmp;
  for (int row = 0; row < n; row++) {
    for (int col = 0; col < row; col++) {
      int index1 = row + col * n;
      int index2 = col + row * n;
      tmp = m[index1];
      m[index1] = m[index2];
      m[index2] = tmp;
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<matNf_transpose>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    11ae <matNf_transpose+0xae>
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    119b <matNf_transpose+0x9b>
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
imul   -0xc(%rbp),%ecx
add    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
imul   -0xc(%rbp),%ecx
add    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
movss  %xmm0,-0x10(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
movss  %xmm0,(%rax,%rcx,4)
movss  -0x10(%rbp),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
movss  %xmm0,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    1125 <matNf_transpose+0x25>
jmp    11a0 <matNf_transpose+0xa0>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1112 <matNf_transpose+0x12>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<matNf_transpose>:
push   %rbx
test   %esi,%esi
jle    11d7 <matNf_transpose+0xd7>
mov    %esi,%r8d
lea    0x0(,%r8,4),%rcx
lea    0x0(,%r8,8),%r10
lea    0x4(%rdi),%rsi
xor    %r11d,%r11d
mov    %rdi,%r9
jmp    1144 <matNf_transpose+0x44>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%r11
add    $0x4,%r9
add    %rcx,%rsi
cmp    %r8,%r11
je     11d7 <matNf_transpose+0xd7>
test   %r11,%r11
je     1130 <matNf_transpose+0x30>
cmp    $0x1,%r11
jne    1160 <matNf_transpose+0x60>
xor    %edx,%edx
jmp    11a4 <matNf_transpose+0xa4>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
mov    %r11,%rax
and    $0xfffffffffffffffe,%rax
mov    %r9,%rbx
xor    %edx,%edx
nopl   0x0(%rax)
movss  (%rbx),%xmm0
movss  -0x4(%rsi,%rdx,4),%xmm1
movss  %xmm1,(%rbx)
movss  %xmm0,-0x4(%rsi,%rdx,4)
movss  (%rbx,%rcx,1),%xmm0
movss  (%rsi,%rdx,4),%xmm1
movss  %xmm1,(%rbx,%rcx,1)
movss  %xmm0,(%rsi,%rdx,4)
add    $0x2,%rdx
add    %r10,%rbx
cmp    %rdx,%rax
jne    1170 <matNf_transpose+0x70>
test   $0x1,%r11b
je     1130 <matNf_transpose+0x30>
mov    %r11,%rax
imul   %r8,%rax
mov    %rdx,%rbx
imul   %r8,%rbx
add    %r11,%rbx
add    %rdx,%rax
movss  (%rdi,%rbx,4),%xmm0
movss  (%rdi,%rax,4),%xmm1
movss  %xmm1,(%rdi,%rbx,4)
movss  %xmm0,(%rdi,%rax,4)
jmp    1130 <matNf_transpose+0x30>
pop    %rbx
ret

LLVM IR (-O0):
define void @matNf_transpose(float* %0, i32 %1) {
%3 = alloca float*
%4 = alloca i32
%5 = alloca float
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
store float* %0, float** %3
store i32 %1, i32* %4
store i32 0, i32* %6
br label %10
10: ; preds = %53, %2
%11 = load i32, i32* %6
%12 = load i32, i32* %4
%13 = icmp slt i32 %11, %12
br i1 %13, label %14, label %56
14: ; preds = %10
store i32 0, i32* %7
br label %15
15: ; preds = %49, %14
%16 = load i32, i32* %7
%17 = load i32, i32* %6
%18 = icmp slt i32 %16, %17
br i1 %18, label %19, label %52
19: ; preds = %15
%20 = load i32, i32* %6
%21 = load i32, i32* %7
%22 = load i32, i32* %4
%23 = mul nsw i32 %21, %22
%24 = add nsw i32 %20, %23
store i32 %24, i32* %8
%25 = load i32, i32* %7
%26 = load i32, i32* %6
%27 = load i32, i32* %4
%28 = mul nsw i32 %26, %27
%29 = add nsw i32 %25, %28
store i32 %29, i32* %9
%30 = load float*, float** %3
%31 = load i32, i32* %8
%32 = sext i32 %31 to i64
%33 = getelementptr inbounds float, float* %30, i64 %32
%34 = load float, float* %33
store float %34, float* %5
%35 = load float*, float** %3
%36 = load i32, i32* %9
%37 = sext i32 %36 to i64
%38 = getelementptr inbounds float, float* %35, i64 %37
%39 = load float, float* %38
%40 = load float*, float** %3
%41 = load i32, i32* %8
%42 = sext i32 %41 to i64
%43 = getelementptr inbounds float, float* %40, i64 %42
store float %39, float* %43
%44 = load float, float* %5
%45 = load float*, float** %3
%46 = load i32, i32* %9
%47 = sext i32 %46 to i64
%48 = getelementptr inbounds float, float* %45, i64 %47
store float %44, float* %48
br label %49
49: ; preds = %19
%50 = load i32, i32* %7
%51 = add nsw i32 %50, 1
store i32 %51, i32* %7
br label %15
52: ; preds = %15
br label %53
53: ; preds = %52
%54 = load i32, i32* %6
%55 = add nsw i32 %54, 1
store i32 %55, i32* %6
br label %10
56: ; preds = %10
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @matNf_transpose(float* nocapture %0, i32 %1) {
%3 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %3, label %4, label %16
4: ; preds = %2
%5 = zext i32 %1 to i64
%6 = zext i32 %1 to i64
br label %7
7: ; preds = %4, %28
%8 = phi i64 [ 0, %4 ], [ %29, %28 ]
%9 = icmp eq i64 %8, 0
br i1 %9, label %28, label %10
10: ; preds = %7
%11 = mul nsw i64 %8, %5
%12 = and i64 %8, 1
%13 = icmp eq i64 %8, 1
br i1 %13, label %17, label %14
14: ; preds = %10
%15 = and i64 %8, 9223372036854775806
br label %31
16: ; preds = %28, %2
ret void
17: ; preds = %31, %10
%18 = phi i64 [ 0, %10 ], [ %49, %31 ]
%19 = icmp eq i64 %12, 0
br i1 %19, label %28, label %20
20: ; preds = %17
%21 = mul nsw i64 %18, %5
%22 = add nuw nsw i64 %21, %8
%23 = add nuw nsw i64 %18, %11
%24 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %22
%25 = load float, float* %24
%26 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %23
%27 = load float, float* %26
store float %27, float* %24
store float %25, float* %26
br label %28
28: ; preds = %20, %17, %7
%29 = add nuw nsw i64 %8, 1
%30 = icmp eq i64 %29, %6
br i1 %30, label %16, label %7
31: ; preds = %31, %14
%32 = phi i64 [ 0, %14 ], [ %49, %31 ]
%33 = phi i64 [ 0, %14 ], [ %50, %31 ]
%34 = mul nsw i64 %32, %5
%35 = add nuw nsw i64 %34, %8
%36 = add nuw nsw i64 %32, %11
%37 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %35
%38 = load float, float* %37
%39 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %36
%40 = load float, float* %39
store float %40, float* %37
store float %38, float* %39
%41 = or i64 %32, 1
%42 = mul nsw i64 %41, %5
%43 = add nuw nsw i64 %42, %8
%44 = add nuw nsw i64 %41, %11
%45 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %43
%46 = load float, float* %45
%47 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %44
%48 = load float, float* %47
store float %48, float* %45
store float %46, float* %47
%49 = add nuw nsw i64 %32, 2
%50 = add i64 %33, 2
%51 = icmp eq i64 %50, %15
br i1 %51, label %17, label %31
}