void mtx_transpose(double *A, double *A_prime, int dim_i, int dim_j) {
  int i, j = 0;
  for (i = 0; i < dim_i; i++) {
    for (j = 0; j < dim_j; j++) {
      A_prime[j * dim_i + i] = A[i * dim_j + j];
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<mtx_transpose>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
mov    %ecx,-0x18(%rbp)
movl   $0x0,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    118c <mtx_transpose+0x8c>
movl   $0x0,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jge    1179 <mtx_transpose+0x79>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
imul   -0x18(%rbp),%ecx
add    -0x20(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%ecx
imul   -0x14(%rbp),%ecx
add    -0x1c(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    1133 <mtx_transpose+0x33>
jmp    117e <mtx_transpose+0x7e>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1120 <mtx_transpose+0x20>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<mtx_transpose>:
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
test   %edx,%edx
jle    11b4 <mtx_transpose+0xb4>
mov    %edx,%r13d
movslq %ecx,%r8
mov    %r8d,%r9d
mov    %r9d,%r10d
and    $0xfffffffe,%r10d
lea    0x8(%rdi),%rdx
lea    0x0(,%r8,8),%r11
mov    %r13,%r12
shl    $0x4,%r12
xor    %r14d,%r14d
mov    %rsi,%r15
jmp    1150 <mtx_transpose+0x50>
nopl   0x0(%rax)
add    $0x1,%r14
add    %r11,%rdx
add    $0x8,%r15
cmp    %r13,%r14
je     11b4 <mtx_transpose+0xb4>
test   %ecx,%ecx
jle    1140 <mtx_transpose+0x40>
cmp    $0x1,%ecx
jne    1160 <mtx_transpose+0x60>
xor    %ebx,%ebx
jmp    1191 <mtx_transpose+0x91>
nopl   (%rax)
mov    %r15,%rax
xor    %ebx,%ebx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
movsd  -0x8(%rdx,%rbx,8),%xmm0
movsd  %xmm0,(%rax)
movsd  (%rdx,%rbx,8),%xmm0
movsd  %xmm0,(%rax,%r13,8)
add    $0x2,%rbx
add    %r12,%rax
cmp    %rbx,%r10
jne    1170 <mtx_transpose+0x70>
test   $0x1,%r9b
je     1140 <mtx_transpose+0x40>
mov    %r14,%rax
imul   %r8,%rax
add    %rbx,%rax
movsd  (%rdi,%rax,8),%xmm0
imul   %r13,%rbx
add    %r14,%rbx
movsd  %xmm0,(%rsi,%rbx,8)
jmp    1140 <mtx_transpose+0x40>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
ret

LLVM IR (-O0):
define void @mtx_transpose(double* %0, double* %1, i32 %2, i32 %3) {
%5 = alloca double*
%6 = alloca double*
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
store double* %0, double** %5
store double* %1, double** %6
store i32 %2, i32* %7
store i32 %3, i32* %8
store i32 0, i32* %10
store i32 0, i32* %9
br label %11
11: ; preds = %42, %4
%12 = load i32, i32* %9
%13 = load i32, i32* %7
%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* %8
%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 = load i32, i32* %8
%24 = mul nsw i32 %22, %23
%25 = load i32, i32* %10
%26 = add nsw i32 %24, %25
%27 = sext i32 %26 to i64
%28 = getelementptr inbounds double, double* %21, i64 %27
%29 = load double, double* %28
%30 = load double*, double** %6
%31 = load i32, i32* %10
%32 = load i32, i32* %7
%33 = mul nsw i32 %31, %32
%34 = load i32, i32* %9
%35 = add nsw i32 %33, %34
%36 = sext i32 %35 to i64
%37 = getelementptr inbounds double, double* %30, 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 @mtx_transpose(double* nocapture %0, double* nocapture writeonly %1, i32 %2, i32 %3) {
%5 = icmp sgt i32 %2, 0
br i1 %5, label %6, label %51
6: ; preds = %4
%7 = icmp sgt i32 %3, 0
%8 = zext i32 %2 to i64
%9 = sext i32 %3 to i64
%10 = zext i32 %2 to i64
%11 = zext i32 %3 to i64
%12 = and i64 %11, 1
%13 = icmp eq i32 %3, 1
%14 = and i64 %11, 4294967294
%15 = icmp eq i64 %12, 0
br label %16
16: ; preds = %6, %48
%17 = phi i64 [ 0, %6 ], [ %49, %48 ]
br i1 %7, label %18, label %48
18: ; preds = %16
%19 = mul nsw i64 %17, %9
br i1 %13, label %39, label %20
20: ; preds = %18, %20
%21 = phi i64 [ %36, %20 ], [ 0, %18 ]
%22 = phi i64 [ %37, %20 ], [ 0, %18 ]
%23 = add nsw i64 %21, %19
%24 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %23
%25 = load double, double* %24
%26 = mul nsw i64 %21, %8
%27 = add nuw nsw i64 %26, %17
%28 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %27
store double %25, double* %28
%29 = or i64 %21, 1
%30 = add nsw i64 %29, %19
%31 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %30
%32 = load double, double* %31
%33 = mul nsw i64 %29, %8
%34 = add nuw nsw i64 %33, %17
%35 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %34
store double %32, double* %35
%36 = add nuw nsw i64 %21, 2
%37 = add i64 %22, 2
%38 = icmp eq i64 %37, %14
br i1 %38, label %39, label %20
39: ; preds = %20, %18
%40 = phi i64 [ 0, %18 ], [ %36, %20 ]
br i1 %15, label %48, label %41
41: ; preds = %39
%42 = add nsw i64 %40, %19
%43 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %42
%44 = load double, double* %43
%45 = mul nsw i64 %40, %8
%46 = add nuw nsw i64 %45, %17
%47 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %46
store double %44, double* %47
br label %48
48: ; preds = %41, %39, %16
%49 = add nuw nsw i64 %17, 1
%50 = icmp eq i64 %49, %10
br i1 %50, label %51, label %16
51: ; preds = %48, %4
ret void
}