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


x86 assembly (clang, -O0):
<transpose>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
mov    %rcx,-0x18(%rbp)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    1183 <transpose+0x83>
movl   $0x0,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jge    1170 <transpose+0x70>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%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    1175 <transpose+0x75>
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   %rbx
test   %esi,%esi
jle    11cd <transpose+0xcd>
mov    %esi,%r9d
mov    %edx,%r10d
lea    -0x1(%r10),%r8
mov    %r10d,%r11d
and    $0x3,%r11d
and    $0xfffffffc,%r10d
xor    %r15d,%r15d
jmp    113d <transpose+0x3d>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%r15
cmp    %r9,%r15
je     11cd <transpose+0xcd>
test   %edx,%edx
jle    1130 <transpose+0x30>
mov    (%rdi,%r15,8),%rsi
xor    %ebx,%ebx
cmp    $0x3,%r8
jb     119b <transpose+0x9b>
nopl   (%rax)
movsd  (%rsi,%rbx,8),%xmm0
mov    (%rcx,%rbx,8),%rax
movsd  %xmm0,(%rax,%r15,8)
movsd  0x8(%rsi,%rbx,8),%xmm0
mov    0x8(%rcx,%rbx,8),%rax
movsd  %xmm0,(%rax,%r15,8)
movsd  0x10(%rsi,%rbx,8),%xmm0
mov    0x10(%rcx,%rbx,8),%rax
movsd  %xmm0,(%rax,%r15,8)
movsd  0x18(%rsi,%rbx,8),%xmm0
mov    0x18(%rcx,%rbx,8),%rax
movsd  %xmm0,(%rax,%r15,8)
add    $0x4,%rbx
cmp    %rbx,%r10
jne    1150 <transpose+0x50>
test   %r11,%r11
je     1130 <transpose+0x30>
lea    (%rcx,%rbx,8),%r14
lea    (%rsi,%rbx,8),%rsi
xor    %ebx,%ebx
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
movsd  (%rsi,%rbx,8),%xmm0
mov    (%r14,%rbx,8),%rax
movsd  %xmm0,(%rax,%r15,8)
add    $0x1,%rbx
cmp    %rbx,%r11
jne    11b0 <transpose+0xb0>
jmp    1130 <transpose+0x30>
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %r15
ret

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

LLVM IR (-O2):
define void @transpose(double** nocapture %0, i32 %1, i32 %2, double** nocapture %3) {
%5 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %5, label %6, label %65
6: ; preds = %4
%7 = icmp sgt i32 %2, 0
%8 = zext i32 %1 to i64
%9 = zext i32 %2 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, %62
%16 = phi i64 [ 0, %6 ], [ %63, %62 ]
br i1 %7, label %17, label %62
17: ; preds = %15
%18 = getelementptr inbounds double*, double** %0, i64 %16
%19 = load double*, double** %18
br i1 %12, label %49, label %20
20: ; preds = %17, %20
%21 = phi i64 [ %46, %20 ], [ 0, %17 ]
%22 = phi i64 [ %47, %20 ], [ 0, %17 ]
%23 = getelementptr inbounds double, double* %19, i64 %21
%24 = load double, double* %23
%25 = getelementptr inbounds double*, double** %3, i64 %21
%26 = load double*, double** %25
%27 = getelementptr inbounds double, double* %26, i64 %16
store double %24, double* %27
%28 = or i64 %21, 1
%29 = getelementptr inbounds double, double* %19, i64 %28
%30 = load double, double* %29
%31 = getelementptr inbounds double*, double** %3, i64 %28
%32 = load double*, double** %31
%33 = getelementptr inbounds double, double* %32, i64 %16
store double %30, double* %33
%34 = or i64 %21, 2
%35 = getelementptr inbounds double, double* %19, i64 %34
%36 = load double, double* %35
%37 = getelementptr inbounds double*, double** %3, i64 %34
%38 = load double*, double** %37
%39 = getelementptr inbounds double, double* %38, i64 %16
store double %36, double* %39
%40 = or i64 %21, 3
%41 = getelementptr inbounds double, double* %19, i64 %40
%42 = load double, double* %41
%43 = getelementptr inbounds double*, double** %3, i64 %40
%44 = load double*, double** %43
%45 = getelementptr inbounds double, double* %44, i64 %16
store double %42, double* %45
%46 = add nuw nsw i64 %21, 4
%47 = add i64 %22, 4
%48 = icmp eq i64 %47, %13
br i1 %48, label %49, label %20
49: ; preds = %20, %17
%50 = phi i64 [ 0, %17 ], [ %46, %20 ]
br i1 %14, label %62, label %51
51: ; preds = %49, %51
%52 = phi i64 [ %59, %51 ], [ %50, %49 ]
%53 = phi i64 [ %60, %51 ], [ 0, %49 ]
%54 = getelementptr inbounds double, double* %19, i64 %52
%55 = load double, double* %54
%56 = getelementptr inbounds double*, double** %3, i64 %52
%57 = load double*, double** %56
%58 = getelementptr inbounds double, double* %57, i64 %16
store double %55, double* %58
%59 = add nuw nsw i64 %52, 1
%60 = add i64 %53, 1
%61 = icmp eq i64 %60, %11
br i1 %61, label %62, label %51
62: ; preds = %49, %51, %15
%63 = add nuw nsw i64 %16, 1
%64 = icmp eq i64 %63, %8
br i1 %64, label %65, label %15
65: ; preds = %62, %4
ret void
}