#define NULL ((void *)0)
typedef unsigned long size_t; // Customize by platform.
typedef long intptr_t;
typedef unsigned long uintptr_t;
typedef long scalar_t__; // Either arithmetic or pointer type.
/* By default, we understand bool (as a convenience). */
typedef int bool;
#define false 0
#define true 1

/* Forward declarations */

/* Type definitions */

/* Variables and functions */
float *malloc(int);
float *transpose(float *mat, int m, int n) {
  float *result = malloc(m * n * sizeof(float));
  for (long i = 0; i < m; ++i)
    for (long j = 0; j < n; ++j)
      result[j * m + i] = mat[i * n + j];
  return result;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<transpose>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
imul   -0x10(%rbp),%eax
cltq
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edi
call   1030 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x18(%rbp)
movq   $0x0,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0xc(%rbp),%rcx
cmp    %rcx,%rax
jge    11c5 <transpose+0xb5>
movq   $0x0,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
cmp    %rcx,%rax
jge    11af <transpose+0x9f>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%rcx
movslq -0x10(%rbp),%rdx
imul   %rdx,%rcx
add    -0x28(%rbp),%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%rcx
movslq -0xc(%rbp),%rdx
imul   %rdx,%rcx
add    -0x20(%rbp),%rcx
movss  %xmm0,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x28(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
jmp    115b <transpose+0x4b>
jmp    11b4 <transpose+0xa4>
mov    -0x20(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
jmp    1142 <transpose+0x32>
mov    -0x18(%rbp),%rax
add    $0x30,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<transpose>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x58,%rsp
mov    %edx,%ebx
mov    %esi,%r15d
mov    %rdi,0x18(%rsp)
mov    %esi,%edi
imul   %edx,%edi
shl    $0x2,%edi
call   1030 <malloc@plt>
mov    %rax,0x8(%rsp)
test   %r15d,%r15d
jle    1369 <transpose+0x259>
mov    %ebx,%r8d
movslq %r15d,%rsi
movslq %ebx,%rdx
lea    -0x8(%rdx),%rax
mov    %rax,0x40(%rsp)
mov    %rax,%rcx
shr    $0x3,%rcx
add    $0x1,%rcx
cmp    $0x8,%edx
setae  %al
cmp    $0x1,%r15d
sete   %bl
and    %al,%bl
mov    %bl,0x7(%rsp)
mov    %rdx,%rax
and    $0xfffffffffffffff8,%rax
mov    %rax,0x30(%rsp)
mov    %rcx,%rax
mov    %rcx,0x38(%rsp)
and    $0xfffffffffffffffe,%rcx
mov    %rcx,0x28(%rsp)
mov    %rdx,%rax
neg    %rax
mov    %rax,0x48(%rsp)
mov    0x18(%rsp),%r14
lea    0x30(%r14),%rdi
lea    0x0(,%rdx,4),%rax
mov    %rax,0x50(%rsp)
mov    %rsi,%rcx
shl    $0x5,%rcx
mov    0x8(%rsp),%r12
mov    %r12,%r13
add    $0x10,%r13
mov    %rsi,%r9
shl    $0x6,%r9
mov    %rsi,0x10(%rsp)
lea    0x0(,%rsi,8),%r10
xor    %r11d,%r11d
mov    %r8d,0x24(%rsp)
jmp    1212 <transpose+0x102>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
add    $0x1,%r11
mov    0x50(%rsp),%rax
add    %rax,%rdi
add    $0x4,%r13
add    $0x4,%r12
add    %rax,%r14
cmp    0x10(%rsp),%r11
je     1369 <transpose+0x259>
test   %r8d,%r8d
jle    11f0 <transpose+0xe0>
mov    %r11,%r15
imul   %rdx,%r15
cmpb   $0x0,0x7(%rsp)
je     1240 <transpose+0x130>
cmpq   $0x8,0x40(%rsp)
jae    1247 <transpose+0x137>
xor    %r8d,%r8d
jmp    1296 <transpose+0x186>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
xor    %ebp,%ebp
jmp    12de <transpose+0x1ce>
mov    0x28(%rsp),%rsi
mov    %r13,%rbp
xor    %r8d,%r8d
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
movups -0x30(%rdi,%r8,4),%xmm0
movups -0x20(%rdi,%r8,4),%xmm1
movups %xmm0,-0x10(%rbp)
movups %xmm1,0x0(%rbp)
movups -0x10(%rdi,%r8,4),%xmm0
movups (%rdi,%r8,4),%xmm1
movups %xmm0,-0x10(%rbp,%rcx,1)
movups %xmm1,0x0(%rbp,%rcx,1)
add    $0x10,%r8
add    %r9,%rbp
add    $0xfffffffffffffffe,%rsi
jne    1260 <transpose+0x150>
testb  $0x1,0x38(%rsp)
je     12c8 <transpose+0x1b8>
lea    (%r8,%r15,1),%rax
mov    0x18(%rsp),%rsi
movups (%rsi,%rax,4),%xmm0
movups 0x10(%rsi,%rax,4),%xmm1
imul   0x10(%rsp),%r8
add    %r11,%r8
mov    0x8(%rsp),%rax
movups %xmm0,(%rax,%r8,4)
movups %xmm1,0x10(%rax,%r8,4)
mov    0x30(%rsp),%rax
mov    %rax,%rbp
cmp    %rdx,%rax
mov    0x24(%rsp),%r8d
je     11f0 <transpose+0xe0>
mov    %rbp,%rsi
test   $0x1,%dl
je     1311 <transpose+0x201>
add    %rbp,%r15
mov    0x18(%rsp),%rax
movss  (%rax,%r15,4),%xmm0
mov    %rbp,%rax
imul   0x10(%rsp),%rax
add    %r11,%rax
mov    0x8(%rsp),%rsi
movss  %xmm0,(%rsi,%rax,4)
mov    %rbp,%rsi
or     $0x1,%rsi
not    %rbp
cmp    0x48(%rsp),%rbp
je     11f0 <transpose+0xe0>
lea    0x1(%rsi),%rax
mov    0x10(%rsp),%rbx
imul   %rbx,%rax
lea    (%r12,%rax,4),%rbp
mov    %rbx,%rax
imul   %rsi,%rax
lea    (%r12,%rax,4),%rbx
xor    %eax,%eax
nopl   (%rax)
movss  (%r14,%rsi,4),%xmm0
movss  %xmm0,(%rbx,%rax,1)
movss  0x4(%r14,%rsi,4),%xmm0
movss  %xmm0,0x0(%rbp,%rax,1)
add    $0x2,%rsi
add    %r10,%rax
cmp    %rsi,%rdx
jne    1340 <transpose+0x230>
jmp    11f0 <transpose+0xe0>
mov    0x8(%rsp),%rax
add    $0x58,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

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

LLVM IR (-O2):
define noalias float* @transpose(float* nocapture %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = shl i32 %1, 2
%5 = mul i32 %4, %2
%6 = tail call float* @malloc(i32 %5)
%7 = sext i32 %1 to i64
%8 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %8, label %9, label %96
9: ; preds = %3
%10 = sext i32 %2 to i64
%11 = icmp sgt i32 %2, 0
%12 = add nsw i64 %10, -8
%13 = lshr i64 %12, 3
%14 = add nuw nsw i64 %13, 1
%15 = icmp ugt i32 %2, 7
%16 = icmp eq i32 %1, 1
%17 = and i1 %15, %16
%18 = and i64 %10, -8
%19 = and i64 %14, 1
%20 = icmp ult i64 %12, 8
%21 = and i64 %14, 4611686018427387902
%22 = icmp eq i64 %19, 0
%23 = icmp eq i64 %18, %10
%24 = and i64 %10, 1
%25 = icmp eq i64 %24, 0
%26 = sub nsw i64 0, %10
br label %27
27: ; preds = %9, %97
%28 = phi i64 [ 0, %9 ], [ %98, %97 ]
br i1 %11, label %29, label %97
29: ; preds = %27
%30 = mul nsw i64 %28, %10
br i1 %17, label %31, label %82
31: ; preds = %29
br i1 %20, label %65, label %32
32: ; preds = %31, %32
%33 = phi i64 [ %62, %32 ], [ 0, %31 ]
%34 = phi i64 [ %63, %32 ], [ 0, %31 ]
%35 = add nsw i64 %33, %30
%36 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %35
%37 = bitcast float* %36 to <4 x float>*
%38 = load <4 x float>, <4 x float>* %37
%39 = getelementptr inbounds float, float* %36, i64 4
%40 = bitcast float* %39 to <4 x float>*
%41 = load <4 x float>, <4 x float>* %40
%42 = mul nsw i64 %33, %7
%43 = add nsw i64 %42, %28
%44 = getelementptr inbounds float, float* %6, i64 %43
%45 = bitcast float* %44 to <4 x float>*
store <4 x float> %38, <4 x float>* %45
%46 = getelementptr inbounds float, float* %44, i64 4
%47 = bitcast float* %46 to <4 x float>*
store <4 x float> %41, <4 x float>* %47
%48 = or i64 %33, 8
%49 = add nsw i64 %48, %30
%50 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %49
%51 = bitcast float* %50 to <4 x float>*
%52 = load <4 x float>, <4 x float>* %51
%53 = getelementptr inbounds float, float* %50, i64 4
%54 = bitcast float* %53 to <4 x float>*
%55 = load <4 x float>, <4 x float>* %54
%56 = mul nsw i64 %48, %7
%57 = add nsw i64 %56, %28
%58 = getelementptr inbounds float, float* %6, i64 %57
%59 = bitcast float* %58 to <4 x float>*
store <4 x float> %52, <4 x float>* %59
%60 = getelementptr inbounds float, float* %58, i64 4
%61 = bitcast float* %60 to <4 x float>*
store <4 x float> %55, <4 x float>* %61
%62 = add nuw i64 %33, 16
%63 = add i64 %34, 2
%64 = icmp eq i64 %63, %21
br i1 %64, label %65, label %32
65: ; preds = %32, %31
%66 = phi i64 [ 0, %31 ], [ %62, %32 ]
br i1 %22, label %81, label %67
67: ; preds = %65
%68 = add nsw i64 %66, %30
%69 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %68
%70 = bitcast float* %69 to <4 x float>*
%71 = load <4 x float>, <4 x float>* %70
%72 = getelementptr inbounds float, float* %69, i64 4
%73 = bitcast float* %72 to <4 x float>*
%74 = load <4 x float>, <4 x float>* %73
%75 = mul nsw i64 %66, %7
%76 = add nsw i64 %75, %28
%77 = getelementptr inbounds float, float* %6, i64 %76
%78 = bitcast float* %77 to <4 x float>*
store <4 x float> %71, <4 x float>* %78
%79 = getelementptr inbounds float, float* %77, i64 4
%80 = bitcast float* %79 to <4 x float>*
store <4 x float> %74, <4 x float>* %80
br label %81
81: ; preds = %65, %67
br i1 %23, label %97, label %82
82: ; preds = %29, %81
%83 = phi i64 [ 0, %29 ], [ %18, %81 ]
%84 = xor i64 %83, -1
br i1 %25, label %93, label %85
85: ; preds = %82
%86 = add nsw i64 %83, %30
%87 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %86
%88 = load float, float* %87
%89 = mul nsw i64 %83, %7
%90 = add nsw i64 %89, %28
%91 = getelementptr inbounds float, float* %6, i64 %90
store float %88, float* %91
%92 = or i64 %83, 1
br label %93
93: ; preds = %85, %82
%94 = phi i64 [ %83, %82 ], [ %92, %85 ]
%95 = icmp eq i64 %84, %26
br i1 %95, label %97, label %100
96: ; preds = %97, %3
ret float* %6
97: ; preds = %93, %100, %81, %27
%98 = add nuw nsw i64 %28, 1
%99 = icmp eq i64 %98, %7
br i1 %99, label %96, label %27
100: ; preds = %93, %100
%101 = phi i64 [ %115, %100 ], [ %94, %93 ]
%102 = add nsw i64 %101, %30
%103 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %102
%104 = load float, float* %103
%105 = mul nsw i64 %101, %7
%106 = add nsw i64 %105, %28
%107 = getelementptr inbounds float, float* %6, i64 %106
store float %104, float* %107
%108 = add nuw nsw i64 %101, 1
%109 = add nsw i64 %108, %30
%110 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %109
%111 = load float, float* %110
%112 = mul nsw i64 %108, %7
%113 = add nsw i64 %112, %28
%114 = getelementptr inbounds float, float* %6, i64 %113
store float %111, float* %114
%115 = add nuw nsw i64 %101, 2
%116 = icmp eq i64 %115, %10
br i1 %116, label %97, label %100
}