void matrixTranspose(float m[16]) {
  int i, j;
  float tmp;
  for (j = 0; j < 4; ++j) {
    for (i = 0; i < j; ++i) {
      tmp = m[4 * j + i];
      m[4 * j + i] = m[4 * i + j];
      m[4 * i + j] = tmp;
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<matrixTranspose>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
movl   $0x0,-0x10(%rbp)
cmpl   $0x4,-0x10(%rbp)
jge    11ab <matrixTranspose+0xab>
movl   $0x0,-0xc(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jge    1198 <matrixTranspose+0x98>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x10(%rbp),%ecx
shl    $0x2,%ecx
add    -0xc(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
movss  %xmm0,-0x14(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
shl    $0x2,%ecx
add    -0x10(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x10(%rbp),%ecx
shl    $0x2,%ecx
add    -0xc(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movss  %xmm0,(%rax,%rcx,4)
movss  -0x14(%rbp),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
shl    $0x2,%ecx
add    -0x10(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movss  %xmm0,(%rax,%rcx,4)
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
jmp    1120 <matrixTranspose+0x20>
jmp    119d <matrixTranspose+0x9d>
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    110f <matrixTranspose+0xf>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<matrixTranspose>:
movss  0x10(%rdi),%xmm0
movss  0x4(%rdi),%xmm1
movss  0x8(%rdi),%xmm2
movss  %xmm1,0x10(%rdi)
movss  %xmm0,0x4(%rdi)
movss  0x20(%rdi),%xmm0
movss  %xmm2,0x20(%rdi)
movss  %xmm0,0x8(%rdi)
movss  0x24(%rdi),%xmm0
movss  0x18(%rdi),%xmm1
movss  %xmm1,0x24(%rdi)
movss  %xmm0,0x18(%rdi)
movss  0x30(%rdi),%xmm0
movss  0xc(%rdi),%xmm1
movss  %xmm1,0x30(%rdi)
movss  %xmm0,0xc(%rdi)
movss  0x34(%rdi),%xmm0
movss  0x1c(%rdi),%xmm1
movss  %xmm1,0x34(%rdi)
movss  %xmm0,0x1c(%rdi)
movss  0x2c(%rdi),%xmm0
movss  0x38(%rdi),%xmm1
movss  %xmm0,0x38(%rdi)
movss  %xmm1,0x2c(%rdi)
ret

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

LLVM IR (-O2):
define void @matrixTranspose(float* nocapture %0) {
%2 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 4
%3 = load float, float* %2
%4 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 1
%5 = load float, float* %4
store float %5, float* %2
store float %3, float* %4
%6 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 8
%7 = load float, float* %6
%8 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 2
%9 = load float, float* %8
store float %9, float* %6
store float %7, float* %8
%10 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 9
%11 = load float, float* %10
%12 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 6
%13 = load float, float* %12
store float %13, float* %10
store float %11, float* %12
%14 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 12
%15 = load float, float* %14
%16 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 3
%17 = load float, float* %16
store float %17, float* %14
store float %15, float* %16
%18 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 13
%19 = load float, float* %18
%20 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 7
%21 = load float, float* %20
store float %21, float* %18
store float %19, float* %20
%22 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 14
%23 = load float, float* %22
%24 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 11
%25 = load float, float* %24
store float %25, float* %22
store float %23, float* %24
ret void
}