void transpose(double a[4][4], double b[4][4], int n, int m) {
  int i, j;
  for (i = 0; i < n; i++) {
    for (j = 0; j < m; j++) {
      b[j][i] = a[i][j];
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<transpose>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
mov    %ecx,-0x18(%rbp)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    1189 <transpose+0x89>
movl   $0x0,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jge    1176 <transpose+0x76>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
shl    $0x5,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
shl    $0x5,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    112c <transpose+0x2c>
jmp    117b <transpose+0x7b>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1119 <transpose+0x19>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<transpose>:
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
test   %edx,%edx
jle    11ea <transpose+0xea>
mov    %edx,%r10d
mov    %ecx,%r15d
lea    -0x1(%r15),%r8
mov    %r15d,%r9d
and    $0x3,%r9d
and    $0xfffffffc,%r15d
lea    0x18(%rdi),%rax
lea    0x60(%rsi),%r11
lea    0x0(,%r9,8),%r12
xor    %r14d,%r14d
jmp    115d <transpose+0x5d>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%r14
add    $0x20,%rax
add    $0x8,%r11
add    $0x8,%rsi
add    $0x20,%rdi
cmp    %r10,%r14
je     11ea <transpose+0xea>
test   %ecx,%ecx
jle    1140 <transpose+0x40>
cmp    $0x3,%r8
jae    1170 <transpose+0x70>
xor    %edx,%edx
jmp    11b7 <transpose+0xb7>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %r11,%rbx
xor    %edx,%edx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
movsd  -0x18(%rax,%rdx,8),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x60(%rbx)
movsd  -0x10(%rax,%rdx,8),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x40(%rbx)
movsd  -0x8(%rax,%rdx,8),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x20(%rbx)
movsd  (%rax,%rdx,8),%xmm0
movsd  %xmm0,(%rbx)
add    $0x4,%rdx
sub    $0xffffffffffffff80,%rbx
cmp    %rdx,%r15
jne    1180 <transpose+0x80>
test   %r9,%r9
je     1140 <transpose+0x40>
lea    (%rdi,%rdx,8),%r13
shl    $0x5,%rdx
add    %rsi,%rdx
xor    %ebx,%ebx
nopl   0x0(%rax)
movsd  0x0(%r13,%rbx,1),%xmm0
movsd  %xmm0,(%rdx,%rbx,4)
add    $0x8,%rbx
cmp    %rbx,%r12
jne    11d0 <transpose+0xd0>
jmp    1140 <transpose+0x40>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
ret

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

LLVM IR (-O2):
define void @transpose([4 x double]* nocapture %0, [4 x double]* nocapture writeonly %1, i32 %2, i32 %3) {
%5 = icmp sgt i32 %2, 0
br i1 %5, label %6, label %53
6: ; preds = %4
%7 = icmp sgt i32 %3, 0
%8 = zext i32 %2 to i64
%9 = zext i32 %3 to i64
%10 = add nsw i64 %9, -1
%11 = and i64 %9, 3
%12 = icmp ult i64 %10, 3
%13 = and i64 %9, 4294967292
%14 = icmp eq i64 %11, 0
br label %15
15: ; preds = %6, %50
%16 = phi i64 [ 0, %6 ], [ %51, %50 ]
br i1 %7, label %17, label %50
17: ; preds = %15
br i1 %12, label %39, label %18
18: ; preds = %17, %18
%19 = phi i64 [ %36, %18 ], [ 0, %17 ]
%20 = phi i64 [ %37, %18 ], [ 0, %17 ]
%21 = getelementptr inbounds [4 x double], [4 x double]* %0, i64 %16, i64 %19
%22 = load double, double* %21
%23 = getelementptr inbounds [4 x double], [4 x double]* %1, i64 %19, i64 %16
store double %22, double* %23
%24 = or i64 %19, 1
%25 = getelementptr inbounds [4 x double], [4 x double]* %0, i64 %16, i64 %24
%26 = load double, double* %25
%27 = getelementptr inbounds [4 x double], [4 x double]* %1, i64 %24, i64 %16
store double %26, double* %27
%28 = or i64 %19, 2
%29 = getelementptr inbounds [4 x double], [4 x double]* %0, i64 %16, i64 %28
%30 = load double, double* %29
%31 = getelementptr inbounds [4 x double], [4 x double]* %1, i64 %28, i64 %16
store double %30, double* %31
%32 = or i64 %19, 3
%33 = getelementptr inbounds [4 x double], [4 x double]* %0, i64 %16, i64 %32
%34 = load double, double* %33
%35 = getelementptr inbounds [4 x double], [4 x double]* %1, i64 %32, i64 %16
store double %34, double* %35
%36 = add nuw nsw i64 %19, 4
%37 = add i64 %20, 4
%38 = icmp eq i64 %37, %13
br i1 %38, label %39, label %18
39: ; preds = %18, %17
%40 = phi i64 [ 0, %17 ], [ %36, %18 ]
br i1 %14, label %50, label %41
41: ; preds = %39, %41
%42 = phi i64 [ %47, %41 ], [ %40, %39 ]
%43 = phi i64 [ %48, %41 ], [ 0, %39 ]
%44 = getelementptr inbounds [4 x double], [4 x double]* %0, i64 %16, i64 %42
%45 = load double, double* %44
%46 = getelementptr inbounds [4 x double], [4 x double]* %1, i64 %42, i64 %16
store double %45, double* %46
%47 = add nuw nsw i64 %42, 1
%48 = add i64 %43, 1
%49 = icmp eq i64 %48, %11
br i1 %49, label %50, label %41
50: ; preds = %39, %41, %15
%51 = add nuw nsw i64 %16, 1
%52 = icmp eq i64 %51, %8
br i1 %52, label %53, label %15
53: ; preds = %50, %4
ret void
}