void transpose44(char *out, const char *in) {
  for (int i = 0; i < 16; i++) {
    out[i] = in[(i % 4) * 4 + (i / 4)];
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<transpose44>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
cmpl   $0x10,-0x14(%rbp)
jge    1167 <transpose44+0x67>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    $0x4,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %edx,%ecx
shl    $0x2,%ecx
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    $0x4,%esi
cltd
idiv   %esi
mov    %eax,%edx
mov    -0x20(%rbp),%rax
add    %edx,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,1),%dl
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    %dl,(%rax,%rcx,1)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1113 <transpose44+0x13>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<transpose44>:
mov    (%rsi),%al
mov    %al,(%rdi)
mov    0x4(%rsi),%al
mov    %al,0x1(%rdi)
mov    0x8(%rsi),%al
mov    %al,0x2(%rdi)
mov    0xc(%rsi),%al
mov    %al,0x3(%rdi)
mov    0x1(%rsi),%al
mov    %al,0x4(%rdi)
mov    0x5(%rsi),%al
mov    %al,0x5(%rdi)
mov    0x9(%rsi),%al
mov    %al,0x6(%rdi)
mov    0xd(%rsi),%al
mov    %al,0x7(%rdi)
mov    0x2(%rsi),%al
mov    %al,0x8(%rdi)
mov    0x6(%rsi),%al
mov    %al,0x9(%rdi)
mov    0xa(%rsi),%al
mov    %al,0xa(%rdi)
mov    0xe(%rsi),%al
mov    %al,0xb(%rdi)
mov    0x3(%rsi),%al
mov    %al,0xc(%rdi)
mov    0x7(%rsi),%al
mov    %al,0xd(%rdi)
mov    0xb(%rsi),%al
mov    %al,0xe(%rdi)
mov    0xf(%rsi),%al
mov    %al,0xf(%rdi)
ret

LLVM IR (-O0):
define void @transpose44(i8* %0, i8* %1) {
%3 = alloca i8*
%4 = alloca i8*
%5 = alloca i32
store i8* %0, i8** %3
store i8* %1, i8** %4
store i32 0, i32* %5
br label %6
6: ; preds = %24, %2
%7 = load i32, i32* %5
%8 = icmp slt i32 %7, 16
br i1 %8, label %9, label %27
9: ; preds = %6
%10 = load i8*, i8** %4
%11 = load i32, i32* %5
%12 = srem i32 %11, 4
%13 = mul nsw i32 %12, 4
%14 = load i32, i32* %5
%15 = sdiv i32 %14, 4
%16 = add nsw i32 %13, %15
%17 = sext i32 %16 to i64
%18 = getelementptr inbounds i8, i8* %10, i64 %17
%19 = load i8, i8* %18
%20 = load i8*, i8** %3
%21 = load i32, i32* %5
%22 = sext i32 %21 to i64
%23 = getelementptr inbounds i8, i8* %20, i64 %22
store i8 %19, i8* %23
br label %24
24: ; preds = %9
%25 = load i32, i32* %5
%26 = add nsw i32 %25, 1
store i32 %26, i32* %5
br label %6
27: ; preds = %6
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @transpose44(i8* nocapture writeonly %0, i8* nocapture %1) {
%3 = load i8, i8* %1
store i8 %3, i8* %0
%4 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 4
%5 = load i8, i8* %4
%6 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 1
store i8 %5, i8* %6
%7 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 8
%8 = load i8, i8* %7
%9 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 2
store i8 %8, i8* %9
%10 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 12
%11 = load i8, i8* %10
%12 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 3
store i8 %11, i8* %12
%13 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 1
%14 = load i8, i8* %13
%15 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 4
store i8 %14, i8* %15
%16 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 5
%17 = load i8, i8* %16
%18 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 5
store i8 %17, i8* %18
%19 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 9
%20 = load i8, i8* %19
%21 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 6
store i8 %20, i8* %21
%22 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 13
%23 = load i8, i8* %22
%24 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 7
store i8 %23, i8* %24
%25 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 2
%26 = load i8, i8* %25
%27 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 8
store i8 %26, i8* %27
%28 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 6
%29 = load i8, i8* %28
%30 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 9
store i8 %29, i8* %30
%31 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 10
%32 = load i8, i8* %31
%33 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 10
store i8 %32, i8* %33
%34 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 14
%35 = load i8, i8* %34
%36 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 11
store i8 %35, i8* %36
%37 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 3
%38 = load i8, i8* %37
%39 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 12
store i8 %38, i8* %39
%40 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 7
%41 = load i8, i8* %40
%42 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 13
store i8 %41, i8* %42
%43 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 11
%44 = load i8, i8* %43
%45 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 14
store i8 %44, i8* %45
%46 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 15
%47 = load i8, i8* %46
%48 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 15
store i8 %47, i8* %48
ret void
}