#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 */
void transpose_in_place(unsigned *array, size_t N) {
  for (size_t y = 0; y < N; ++y) {
    for (size_t x = y + 1; x < N; ++x) {
      unsigned *ptr_a = &array[y * N + x], *ptr_b = &array[x * N + y];
      unsigned tmp = *ptr_a;
      *ptr_a = *ptr_b;
      *ptr_b = tmp;
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<transpose_in_place>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
movq   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
cmp    -0x10(%rbp),%rax
jae    11b9 <transpose_in_place+0xb9>
mov    -0x18(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
cmp    -0x10(%rbp),%rax
jae    11a3 <transpose_in_place+0xa3>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%rcx
imul   -0x10(%rbp),%rcx
add    -0x20(%rbp),%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%rcx
imul   -0x10(%rbp),%rcx
add    -0x18(%rbp),%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    (%rax),%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    (%rax),%ecx
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    %ecx,(%rax)
mov    -0x34(%rbp),%ecx
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    %ecx,(%rax)
mov    -0x20(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
jmp    112e <transpose_in_place+0x2e>
jmp    11a8 <transpose_in_place+0xa8>
mov    -0x18(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x18(%rbp)
jmp    1114 <transpose_in_place+0x14>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<transpose_in_place>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
test   %rsi,%rsi
je     12cd <transpose_in_place+0x1cd>
lea    (%rsi,%rsi,8),%rax
lea    (%rdi,%rax,4),%r8
add    $0x10,%r8
lea    0x0(,%rsi,4),%r13
lea    0x4(,%rsi,4),%rax
mov    %rax,-0x8(%rsp)
mov    %rsi,%r9
shl    $0x6,%r9
lea    0x34(%rdi),%r10
lea    (%rdi,%rsi,4),%rdx
add    $0x10,%rdx
lea    -0x9(%rsi),%r11
xor    %r15d,%r15d
mov    %rdi,%rbx
mov    %rdi,-0x18(%rsp)
jmp    117e <transpose_in_place+0x7e>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    -0x8(%rsp),%rax
add    %rax,%r8
add    %rax,%r10
add    %rax,%rdx
add    $0xffffffffffffffff,%r11
add    %r13,%rbx
cmp    %rsi,%r15
je     12cd <transpose_in_place+0x1cd>
mov    %r15,%r12
add    $0x1,%r15
cmp    %rsi,%r15
jae    1160 <transpose_in_place+0x60>
mov    %r12,%rax
not    %rax
lea    (%rax,%rsi,1),%rcx
mov    %r15,%r14
cmp    $0x8,%rcx
jb     12a0 <transpose_in_place+0x1a0>
mov    %r15,%r14
cmp    $0x1,%rsi
jne    12a0 <transpose_in_place+0x1a0>
add    %rsi,%rax
add    $0xfffffffffffffff8,%rax
mov    %rax,%rdi
shr    $0x3,%rdi
add    $0x1,%rdi
cmp    $0x8,%rax
mov    %rdi,-0x10(%rsp)
mov    %rcx,%r14
jae    11d2 <transpose_in_place+0xd2>
xor    %ecx,%ecx
jmp    1249 <transpose_in_place+0x149>
mov    %r11,%rdi
shr    $0x3,%rdi
add    $0x1,%rdi
and    $0xfffffffffffffffe,%rdi
mov    %r10,%rbp
xor    %eax,%eax
xor    %ecx,%ecx
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movups -0x30(%rbp),%xmm0
movups -0x20(%rbp),%xmm1
movups -0x10(%rdx,%rax,1),%xmm2
movups (%rdx,%rax,1),%xmm3
movups %xmm2,-0x30(%rbp)
movups %xmm3,-0x20(%rbp)
movups %xmm0,-0x10(%rdx,%rax,1)
movups %xmm1,(%rdx,%rax,1)
movups -0x10(%rbp),%xmm0
movups 0x0(%rbp),%xmm1
movups -0x10(%r8,%rax,1),%xmm2
movups (%r8,%rax,1),%xmm3
movups %xmm2,-0x10(%rbp)
movups %xmm3,0x0(%rbp)
movups %xmm0,-0x10(%r8,%rax,1)
movups %xmm1,(%r8,%rax,1)
add    $0x10,%rcx
add    %r9,%rax
add    $0x40,%rbp
add    $0xfffffffffffffffe,%rdi
jne    11f0 <transpose_in_place+0xf0>
mov    %r14,%rbp
and    $0xfffffffffffffff8,%r14
testb  $0x1,-0x10(%rsp)
mov    -0x18(%rsp),%rdi
je     1294 <transpose_in_place+0x194>
mov    %r12,%rax
imul   %rsi,%rax
add    %r15,%rcx
add    %rcx,%rax
imul   %rsi,%rcx
add    %r12,%rcx
movups (%rdi,%rax,4),%xmm0
movups 0x10(%rdi,%rax,4),%xmm1
movups (%rdi,%rcx,4),%xmm2
movups 0x10(%rdi,%rcx,4),%xmm3
movups %xmm2,(%rdi,%rax,4)
movups %xmm3,0x10(%rdi,%rax,4)
movups %xmm0,(%rdi,%rcx,4)
movups %xmm1,0x10(%rdi,%rcx,4)
cmp    %r14,%rbp
je     1160 <transpose_in_place+0x60>
add    %r15,%r14
mov    %rsi,%rax
imul   %r14,%rax
add    %rax,%r12
lea    (%rdi,%r12,4),%rax
xchg   %ax,%ax
mov    (%rbx,%r14,4),%ecx
mov    (%rax),%ebp
mov    %ebp,(%rbx,%r14,4)
mov    %ecx,(%rax)
add    $0x1,%r14
add    %r13,%rax
cmp    %rsi,%r14
jb     12b0 <transpose_in_place+0x1b0>
jmp    1160 <transpose_in_place+0x60>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

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

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