short **transpose(short **R, int n) {
  register short **new_R;
  register short **temp_R;
  register short *nedges;
  register short *sp;
  register int i;
  register int k;
  nedges = ((short *)mallocate((unsigned)((n) * sizeof(short))));
  for (i = 0; i < n; i++) {
    sp = R[i];
    if (sp) {
      while (*sp >= 0)
        nedges[*sp++]++;
    }
  }
  new_R = ((short **)mallocate((unsigned)((n) * sizeof(short *))));
  temp_R = ((short **)mallocate((unsigned)((n) * sizeof(short *))));
  for (i = 0; i < n; i++) {
    k = nedges[i];
    if (k > 0) {
      sp = ((short *)mallocate((unsigned)((k + 1) * sizeof(short))));
      new_R[i] = sp;
      temp_R[i] = sp;
      sp[k] = -1;
    }
  }
  {
    if (nedges)
      free(nedges);
  };
  for (i = 0; i < n; i++) {
    sp = R[i];
    if (sp) {
      while (*sp >= 0)
        *temp_R[*sp++]++ = i;
    }
  }
  {
    if (temp_R)
      free(temp_R);
  };
  return (new_R);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<transpose>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x40,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
movslq -0xc(%rbp),%rax
shl    $0x1,%rax
mov    %eax,%edi
mov    $0x0,%al
call   1040 <mallocate@plt>
cltq
mov    %rax,-0x28(%rbp)
movl   $0x0,-0x34(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    11c9 <transpose+0xa9>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x34(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
cmpq   $0x0,-0x30(%rbp)
je     11b6 <transpose+0x96>
jmp    1179 <transpose+0x59>
mov    -0x30(%rbp),%rax
movswl (%rax),%eax
cmp    $0x0,%eax
jl     11b1 <transpose+0x91>
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    -0x30(%rbp),%rcx
mov    %rcx,%rdx
add    $0x2,%rdx
mov    %rdx,-0x30(%rbp)
movswq (%rcx),%rcx
mov    (%rax,%rcx,2),%dx
add    $0x1,%dx
mov    %dx,(%rax,%rcx,2)
jmp    1179 <transpose+0x59>
jmp    11b6 <transpose+0x96>
jmp    11bb <transpose+0x9b>
mov    -0x34(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
jmp    114d <transpose+0x2d>
movslq -0xc(%rbp),%rax
shl    $0x3,%rax
mov    %eax,%edi
mov    $0x0,%al
call   1040 <mallocate@plt>
cltq
mov    %rax,-0x18(%rbp)
movslq -0xc(%rbp),%rax
shl    $0x3,%rax
mov    %eax,%edi
mov    $0x0,%al
call   1040 <mallocate@plt>
cltq
mov    %rax,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x34(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    127f <transpose+0x15f>
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0x34(%rbp),%rcx
movswl (%rax,%rcx,2),%eax
mov    %eax,-0x38(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x38(%rbp)
jle    126c <transpose+0x14c>
mov    -0x38(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
cltq
shl    $0x1,%rax
mov    %eax,%edi
mov    $0x0,%al
call   1040 <mallocate@plt>
cltq
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rdx
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x34(%rbp),%rcx
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x30(%rbp),%rdx
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x34(%rbp),%rcx
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x30(%rbp),%rax
movslq -0x38(%rbp),%rcx
movw   $0xffff,(%rax,%rcx,2)
jmp    1271 <transpose+0x151>
mov    -0x34(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
jmp    11fe <transpose+0xde>
cmpq   $0x0,-0x28(%rbp)
je     1293 <transpose+0x173>
mov    -0x28(%rbp),%rdi
call   1030 <free@plt>
movl   $0x0,-0x34(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    1322 <transpose+0x202>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x34(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
cmpq   $0x0,-0x30(%rbp)
je     130f <transpose+0x1ef>
jmp    12c6 <transpose+0x1a6>
mov    -0x30(%rbp),%rax
movswl (%rax),%eax
cmp    $0x0,%eax
jl     130a <transpose+0x1ea>
mov    -0x34(%rbp),%eax
mov    %ax,%cx
mov    -0x20(%rbp),%rdx
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    %rax,%rsi
add    $0x2,%rsi
mov    %rsi,-0x30(%rbp)
movswq (%rax),%rsi
mov    (%rdx,%rsi,8),%rax
mov    %rax,%rdi
add    $0x2,%rdi
mov    %rdi,(%rdx,%rsi,8)
mov    %cx,(%rax)
jmp    12c6 <transpose+0x1a6>
jmp    130f <transpose+0x1ef>
jmp    1314 <transpose+0x1f4>
mov    -0x34(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
jmp    129a <transpose+0x17a>
cmpq   $0x0,-0x20(%rbp)
je     1336 <transpose+0x216>
mov    -0x20(%rbp),%rdi
call   1030 <free@plt>
mov    -0x18(%rbp),%rax
add    $0x40,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<transpose>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x18,%rsp
mov    %esi,%r14d
mov    %rdi,%r15
lea    (%r14,%r14,1),%edi
xor    %eax,%eax
call   1040 <mallocate@plt>
mov    %eax,0x4(%rsp)
movslq %eax,%rbx
mov    %r14d,%r13d
test   %r14d,%r14d
jle    1196 <transpose+0x76>
xor    %eax,%eax
jmp    1169 <transpose+0x49>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
add    $0x1,%rax
cmp    %r13,%rax
je     1196 <transpose+0x76>
mov    (%r15,%rax,8),%rcx
test   %rcx,%rcx
je     1160 <transpose+0x40>
movzwl (%rcx),%edx
test   %dx,%dx
js     1160 <transpose+0x40>
add    $0x2,%rcx
xchg   %ax,%ax
movzwl %dx,%edx
addw   $0x1,(%rbx,%rdx,2)
movzwl (%rcx),%edx
add    $0x2,%rcx
test   %dx,%dx
jns    1180 <transpose+0x60>
jmp    1160 <transpose+0x40>
lea    0x0(,%r14,8),%ebp
mov    %ebp,%edi
xor    %eax,%eax
call   1040 <mallocate@plt>
mov    %eax,%r12d
mov    %ebp,%edi
xor    %eax,%eax
call   1040 <mallocate@plt>
mov    %eax,%ecx
movslq %r12d,%rax
mov    %rax,0x8(%rsp)
mov    %ecx,(%rsp)
movslq %ecx,%rbp
mov    %r14,0x10(%rsp)
test   %r14d,%r14d
jle    121d <transpose+0xfd>
xor    %r14d,%r14d
jmp    11e9 <transpose+0xc9>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
add    $0x1,%r14
cmp    %r14,%r13
je     121d <transpose+0xfd>
movzwl (%rbx,%r14,2),%r12d
test   %r12w,%r12w
jle    11e0 <transpose+0xc0>
lea    (%r12,%r12,1),%edi
add    $0x2,%edi
xor    %eax,%eax
call   1040 <mallocate@plt>
cltq
mov    0x8(%rsp),%rcx
mov    %rax,(%rcx,%r14,8)
mov    %rax,0x0(%rbp,%r14,8)
mov    %r12d,%ecx
movw   $0xffff,(%rax,%rcx,2)
jmp    11e0 <transpose+0xc0>
cmpl   $0x0,0x4(%rsp)
je     122c <transpose+0x10c>
mov    %rbx,%rdi
call   1030 <free@plt>
cmpl   $0x0,0x10(%rsp)
jle    1282 <transpose+0x162>
xor    %eax,%eax
jmp    1249 <transpose+0x129>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%rax
cmp    %r13,%rax
je     1282 <transpose+0x162>
mov    (%r15,%rax,8),%rcx
test   %rcx,%rcx
je     1240 <transpose+0x120>
movzwl (%rcx),%edx
test   %dx,%dx
js     1240 <transpose+0x120>
add    $0x2,%rcx
xchg   %ax,%ax
movzwl %dx,%edx
mov    0x0(%rbp,%rdx,8),%rsi
lea    0x2(%rsi),%rdi
mov    %rdi,0x0(%rbp,%rdx,8)
mov    %ax,(%rsi)
movzwl (%rcx),%edx
add    $0x2,%rcx
test   %dx,%dx
jns    1260 <transpose+0x140>
jmp    1240 <transpose+0x120>
cmpl   $0x0,(%rsp)
je     1290 <transpose+0x170>
mov    %rbp,%rdi
call   1030 <free@plt>
mov    0x8(%rsp),%rax
add    $0x18,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define i16** @transpose(i16** %0, i32 %1) {
%3 = alloca i16**
%4 = alloca i32
%5 = alloca i16**
%6 = alloca i16**
%7 = alloca i16*
%8 = alloca i16*
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
store i16** %0, i16*** %3
store i32 %1, i32* %4
%11 = load i32, i32* %4
%12 = sext i32 %11 to i64
%13 = mul i64 %12, 2
%14 = trunc i64 %13 to i32
%15 = call i32 (i32, ...) bitcast (i32 (...)* @mallocate to i32 (i32, ...)*)(i32 %14)
%16 = sext i32 %15 to i64
%17 = inttoptr i64 %16 to i16*
store i16* %17, i16** %7
store i32 0, i32* %9
br label %18
18: ; preds = %47, %2
%19 = load i32, i32* %9
%20 = load i32, i32* %4
%21 = icmp slt i32 %19, %20
br i1 %21, label %22, label %50
22: ; preds = %18
%23 = load i16**, i16*** %3
%24 = load i32, i32* %9
%25 = sext i32 %24 to i64
%26 = getelementptr inbounds i16*, i16** %23, i64 %25
%27 = load i16*, i16** %26
store i16* %27, i16** %8
%28 = load i16*, i16** %8
%29 = icmp ne i16* %28, null
br i1 %29, label %30, label %46
30: ; preds = %22
br label %31
31: ; preds = %36, %30
%32 = load i16*, i16** %8
%33 = load i16, i16* %32
%34 = sext i16 %33 to i32
%35 = icmp sge i32 %34, 0
br i1 %35, label %36, label %45
36: ; preds = %31
%37 = load i16*, i16** %7
%38 = load i16*, i16** %8
%39 = getelementptr inbounds i16, i16* %38, i32 1
store i16* %39, i16** %8
%40 = load i16, i16* %38
%41 = sext i16 %40 to i64
%42 = getelementptr inbounds i16, i16* %37, i64 %41
%43 = load i16, i16* %42
%44 = add i16 %43, 1
store i16 %44, i16* %42
br label %31
45: ; preds = %31
br label %46
46: ; preds = %45, %22
br label %47
47: ; preds = %46
%48 = load i32, i32* %9
%49 = add nsw i32 %48, 1
store i32 %49, i32* %9
br label %18
50: ; preds = %18
%51 = load i32, i32* %4
%52 = sext i32 %51 to i64
%53 = mul i64 %52, 8
%54 = trunc i64 %53 to i32
%55 = call i32 (i32, ...) bitcast (i32 (...)* @mallocate to i32 (i32, ...)*)(i32 %54)
%56 = sext i32 %55 to i64
%57 = inttoptr i64 %56 to i16**
store i16** %57, i16*** %5
%58 = load i32, i32* %4
%59 = sext i32 %58 to i64
%60 = mul i64 %59, 8
%61 = trunc i64 %60 to i32
%62 = call i32 (i32, ...) bitcast (i32 (...)* @mallocate to i32 (i32, ...)*)(i32 %61)
%63 = sext i32 %62 to i64
%64 = inttoptr i64 %63 to i16**
store i16** %64, i16*** %6
store i32 0, i32* %9
br label %65
65: ; preds = %102, %50
%66 = load i32, i32* %9
%67 = load i32, i32* %4
%68 = icmp slt i32 %66, %67
br i1 %68, label %69, label %105
69: ; preds = %65
%70 = load i16*, i16** %7
%71 = load i32, i32* %9
%72 = sext i32 %71 to i64
%73 = getelementptr inbounds i16, i16* %70, i64 %72
%74 = load i16, i16* %73
%75 = sext i16 %74 to i32
store i32 %75, i32* %10
%76 = load i32, i32* %10
%77 = icmp sgt i32 %76, 0
br i1 %77, label %78, label %101
78: ; preds = %69
%79 = load i32, i32* %10
%80 = add nsw i32 %79, 1
%81 = sext i32 %80 to i64
%82 = mul i64 %81, 2
%83 = trunc i64 %82 to i32
%84 = call i32 (i32, ...) bitcast (i32 (...)* @mallocate to i32 (i32, ...)*)(i32 %83)
%85 = sext i32 %84 to i64
%86 = inttoptr i64 %85 to i16*
store i16* %86, i16** %8
%87 = load i16*, i16** %8
%88 = load i16**, i16*** %5
%89 = load i32, i32* %9
%90 = sext i32 %89 to i64
%91 = getelementptr inbounds i16*, i16** %88, i64 %90
store i16* %87, i16** %91
%92 = load i16*, i16** %8
%93 = load i16**, i16*** %6
%94 = load i32, i32* %9
%95 = sext i32 %94 to i64
%96 = getelementptr inbounds i16*, i16** %93, i64 %95
store i16* %92, i16** %96
%97 = load i16*, i16** %8
%98 = load i32, i32* %10
%99 = sext i32 %98 to i64
%100 = getelementptr inbounds i16, i16* %97, i64 %99
store i16 -1, i16* %100
br label %101
101: ; preds = %78, %69
br label %102
102: ; preds = %101
%103 = load i32, i32* %9
%104 = add nsw i32 %103, 1
store i32 %104, i32* %9
br label %65
105: ; preds = %65
%106 = load i16*, i16** %7
%107 = icmp ne i16* %106, null
br i1 %107, label %108, label %111
108: ; preds = %105
%109 = load i16*, i16** %7
%110 = bitcast i16* %109 to i8*
br label %111
111: ; preds = %108, %105
store i32 0, i32* %9
br label %112
112: ; preds = %143, %111
%113 = load i32, i32* %9
%114 = load i32, i32* %4
%115 = icmp slt i32 %113, %114
br i1 %115, label %116, label %146
116: ; preds = %112
%117 = load i16**, i16*** %3
%118 = load i32, i32* %9
%119 = sext i32 %118 to i64
%120 = getelementptr inbounds i16*, i16** %117, i64 %119
%121 = load i16*, i16** %120
store i16* %121, i16** %8
%122 = load i16*, i16** %8
%123 = icmp ne i16* %122, null
br i1 %123, label %124, label %142
124: ; preds = %116
br label %125
125: ; preds = %130, %124
%126 = load i16*, i16** %8
%127 = load i16, i16* %126
%128 = sext i16 %127 to i32
%129 = icmp sge i32 %128, 0
br i1 %129, label %130, label %141
130: ; preds = %125
%131 = load i32, i32* %9
%132 = trunc i32 %131 to i16
%133 = load i16**, i16*** %6
%134 = load i16*, i16** %8
%135 = getelementptr inbounds i16, i16* %134, i32 1
store i16* %135, i16** %8
%136 = load i16, i16* %134
%137 = sext i16 %136 to i64
%138 = getelementptr inbounds i16*, i16** %133, i64 %137
%139 = load i16*, i16** %138
%140 = getelementptr inbounds i16, i16* %139, i32 1
store i16* %140, i16** %138
store i16 %132, i16* %139
br label %125
141: ; preds = %125
br label %142
142: ; preds = %141, %116
br label %143
143: ; preds = %142
%144 = load i32, i32* %9
%145 = add nsw i32 %144, 1
store i32 %145, i32* %9
br label %112
146: ; preds = %112
%147 = load i16**, i16*** %6
%148 = icmp ne i16** %147, null
br i1 %148, label %149, label %152
149: ; preds = %146
%150 = load i16**, i16*** %6
%151 = bitcast i16** %150 to i8*
br label %152
152: ; preds = %149, %146
%153 = load i16**, i16*** %5
ret i16** %153
}

LLVM IR (-O2):
define i16** @transpose(i16** nocapture %0, i32 %1) {
%3 = shl i32 %1, 1
%4 = tail call i32 (i32, ...) bitcast (i32 (...)* @mallocate to i32 (i32, ...)*)(i32 %3)
%5 = sext i32 %4 to i64
%6 = inttoptr i64 %5 to i16*
%7 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %7, label %8, label %31
8: ; preds = %2
%9 = zext i32 %1 to i64
br label %10
10: ; preds = %8, %28
%11 = phi i64 [ 0, %8 ], [ %29, %28 ]
%12 = getelementptr inbounds i16*, i16** %0, i64 %11
%13 = load i16*, i16** %12
%14 = icmp eq i16* %13, null
br i1 %14, label %28, label %15
15: ; preds = %10
%16 = load i16, i16* %13
%17 = icmp sgt i16 %16, -1
br i1 %17, label %18, label %28
18: ; preds = %15, %18
%19 = phi i16 [ %26, %18 ], [ %16, %15 ]
%20 = phi i16* [ %21, %18 ], [ %13, %15 ]
%21 = getelementptr inbounds i16, i16* %20, i64 1
%22 = zext i16 %19 to i64
%23 = getelementptr inbounds i16, i16* %6, i64 %22
%24 = load i16, i16* %23
%25 = add i16 %24, 1
store i16 %25, i16* %23
%26 = load i16, i16* %21
%27 = icmp sgt i16 %26, -1
br i1 %27, label %18, label %28
28: ; preds = %18, %15, %10
%29 = add nuw nsw i64 %11, 1
%30 = icmp eq i64 %29, %9
br i1 %30, label %31, label %10
31: ; preds = %28, %2
%32 = shl i32 %1, 3
%33 = tail call i32 (i32, ...) bitcast (i32 (...)* @mallocate to i32 (i32, ...)*)(i32 %32)
%34 = sext i32 %33 to i64
%35 = inttoptr i64 %34 to i16**
%36 = tail call i32 (i32, ...) bitcast (i32 (...)* @mallocate to i32 (i32, ...)*)(i32 %32)
%37 = sext i32 %36 to i64
%38 = inttoptr i64 %37 to i16**
br i1 %7, label %39, label %60
39: ; preds = %31
%40 = zext i32 %1 to i64
br label %41
41: ; preds = %39, %57
%42 = phi i64 [ 0, %39 ], [ %58, %57 ]
%43 = getelementptr inbounds i16, i16* %6, i64 %42
%44 = load i16, i16* %43
%45 = icmp sgt i16 %44, 0
br i1 %45, label %46, label %57
46: ; preds = %41
%47 = zext i16 %44 to i32
%48 = shl nuw nsw i32 %47, 1
%49 = add nuw nsw i32 %48, 2
%50 = tail call i32 (i32, ...) bitcast (i32 (...)* @mallocate to i32 (i32, ...)*)(i32 %49)
%51 = sext i32 %50 to i64
%52 = inttoptr i64 %51 to i16*
%53 = getelementptr inbounds i16*, i16** %35, i64 %42
store i16* %52, i16** %53
%54 = getelementptr inbounds i16*, i16** %38, i64 %42
store i16* %52, i16** %54
%55 = zext i16 %44 to i64
%56 = getelementptr inbounds i16, i16* %52, i64 %55
store i16 -1, i16* %56
br label %57
57: ; preds = %41, %46
%58 = add nuw nsw i64 %42, 1
%59 = icmp eq i64 %58, %40
br i1 %59, label %60, label %41
60: ; preds = %57, %31
%61 = icmp eq i32 %4, 0
br i1 %61, label %64, label %62
62: ; preds = %60
%63 = inttoptr i64 %5 to i8*
tail call void @free(i8* %63)
br label %64
64: ; preds = %62, %60
br i1 %7, label %65, label %90
65: ; preds = %64
%66 = zext i32 %1 to i64
br label %67
67: ; preds = %65, %87
%68 = phi i64 [ 0, %65 ], [ %88, %87 ]
%69 = getelementptr inbounds i16*, i16** %0, i64 %68
%70 = load i16*, i16** %69
%71 = icmp eq i16* %70, null
br i1 %71, label %87, label %72
72: ; preds = %67
%73 = load i16, i16* %70
%74 = icmp sgt i16 %73, -1
br i1 %74, label %75, label %87
75: ; preds = %72
%76 = trunc i64 %68 to i16
br label %77
77: ; preds = %75, %77
%78 = phi i16 [ %73, %75 ], [ %85, %77 ]
%79 = phi i16* [ %70, %75 ], [ %80, %77 ]
%80 = getelementptr inbounds i16, i16* %79, i64 1
%81 = zext i16 %78 to i64
%82 = getelementptr inbounds i16*, i16** %38, i64 %81
%83 = load i16*, i16** %82
%84 = getelementptr inbounds i16, i16* %83, i64 1
store i16* %84, i16** %82
store i16 %76, i16* %83
%85 = load i16, i16* %80
%86 = icmp sgt i16 %85, -1
br i1 %86, label %77, label %87
87: ; preds = %77, %72, %67
%88 = add nuw nsw i64 %68, 1
%89 = icmp eq i64 %88, %66
br i1 %89, label %90, label %67
90: ; preds = %87, %64
%91 = icmp eq i32 %36, 0
br i1 %91, label %94, label %92
92: ; preds = %90
%93 = inttoptr i64 %37 to i8*
tail call void @free(i8* %93)
br label %94
94: ; preds = %92, %90
ret i16** %35
}