void transpose(int n, double *a) {
  int i, j;
  double tmp;
  for (i = 0; i < n; i++) {
    for (j = 0; j <= i; j++) {
      tmp = a[i + j * n];
      a[i + j * n] = a[j + i * n];
      a[j + i * n] = tmp;
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<transpose>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    11bc <transpose+0xbc>
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jg     11a9 <transpose+0xa9>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
mov    -0x18(%rbp),%edx
imul   -0x4(%rbp),%edx
add    %edx,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x20(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
mov    -0x14(%rbp),%edx
imul   -0x4(%rbp),%edx
add    %edx,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
mov    -0x18(%rbp),%edx
imul   -0x4(%rbp),%edx
add    %edx,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
movsd  -0x20(%rbp),%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
mov    -0x14(%rbp),%edx
imul   -0x4(%rbp),%edx
add    %edx,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    1125 <transpose+0x25>
jmp    11ae <transpose+0xae>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1112 <transpose+0x12>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<transpose>:
push   %r14
push   %rbx
test   %edi,%edi
jle    11d5 <transpose+0xd5>
mov    %edi,%r8d
lea    0x0(,%r8,8),%rcx
mov    %r8,%r14
shl    $0x4,%r14
lea    0x8(%rsi),%rdi
mov    $0x1,%r9d
xor    %r11d,%r11d
mov    %rsi,%r10
jmp    1148 <transpose+0x48>
nop
add    $0x1,%r11
add    $0x1,%r9
add    $0x8,%r10
add    %rcx,%rdi
cmp    %r8,%r11
je     11d5 <transpose+0xd5>
test   %r11,%r11
je     11a0 <transpose+0xa0>
mov    %r9,%rbx
and    $0xfffffffffffffffe,%rbx
mov    %r10,%rdx
xor    %eax,%eax
nopl   0x0(%rax)
movsd  (%rdx),%xmm0
movsd  -0x8(%rdi,%rax,8),%xmm1
movsd  %xmm1,(%rdx)
movsd  %xmm0,-0x8(%rdi,%rax,8)
movsd  (%rdx,%rcx,1),%xmm0
movsd  (%rdi,%rax,8),%xmm1
movsd  %xmm1,(%rdx,%rcx,1)
movsd  %xmm0,(%rdi,%rax,8)
add    $0x2,%rax
add    %r14,%rdx
cmp    %rax,%rbx
jne    1160 <transpose+0x60>
test   $0x1,%r9b
je     1130 <transpose+0x30>
jmp    11a8 <transpose+0xa8>
nopl   0x0(%rax)
xor    %eax,%eax
test   $0x1,%r9b
je     1130 <transpose+0x30>
mov    %r11,%rdx
imul   %r8,%rdx
mov    %rax,%rbx
imul   %r8,%rbx
add    %r11,%rbx
movsd  (%rsi,%rbx,8),%xmm0
add    %rax,%rdx
movsd  (%rsi,%rdx,8),%xmm1
movsd  %xmm1,(%rsi,%rbx,8)
movsd  %xmm0,(%rsi,%rdx,8)
jmp    1130 <transpose+0x30>
pop    %rbx
pop    %r14
ret

LLVM IR (-O0):
define void @transpose(i32 %0, double* %1) {
%3 = alloca i32
%4 = alloca double*
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca double
store i32 %0, i32* %3
store double* %1, double** %4
store i32 0, i32* %5
br label %8
8: ; preds = %57, %2
%9 = load i32, i32* %5
%10 = load i32, i32* %3
%11 = icmp slt i32 %9, %10
br i1 %11, label %12, label %60
12: ; preds = %8
store i32 0, i32* %6
br label %13
13: ; preds = %53, %12
%14 = load i32, i32* %6
%15 = load i32, i32* %5
%16 = icmp sle i32 %14, %15
br i1 %16, label %17, label %56
17: ; preds = %13
%18 = load double*, double** %4
%19 = load i32, i32* %5
%20 = load i32, i32* %6
%21 = load i32, i32* %3
%22 = mul nsw i32 %20, %21
%23 = add nsw i32 %19, %22
%24 = sext i32 %23 to i64
%25 = getelementptr inbounds double, double* %18, i64 %24
%26 = load double, double* %25
store double %26, double* %7
%27 = load double*, double** %4
%28 = load i32, i32* %6
%29 = load i32, i32* %5
%30 = load i32, i32* %3
%31 = mul nsw i32 %29, %30
%32 = add nsw i32 %28, %31
%33 = sext i32 %32 to i64
%34 = getelementptr inbounds double, double* %27, i64 %33
%35 = load double, double* %34
%36 = load double*, double** %4
%37 = load i32, i32* %5
%38 = load i32, i32* %6
%39 = load i32, i32* %3
%40 = mul nsw i32 %38, %39
%41 = add nsw i32 %37, %40
%42 = sext i32 %41 to i64
%43 = getelementptr inbounds double, double* %36, i64 %42
store double %35, double* %43
%44 = load double, double* %7
%45 = load double*, double** %4
%46 = load i32, i32* %6
%47 = load i32, i32* %5
%48 = load i32, i32* %3
%49 = mul nsw i32 %47, %48
%50 = add nsw i32 %46, %49
%51 = sext i32 %50 to i64
%52 = getelementptr inbounds double, double* %45, i64 %51
store double %44, double* %52
br label %53
53: ; preds = %17
%54 = load i32, i32* %6
%55 = add nsw i32 %54, 1
store i32 %55, i32* %6
br label %13
56: ; preds = %13
br label %57
57: ; preds = %56
%58 = load i32, i32* %5
%59 = add nsw i32 %58, 1
store i32 %59, i32* %5
br label %8
60: ; preds = %8
ret void
}

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