void transpose(int *dst, int *src, int N) {
  int i, j;
  for (i = 0; i <= N - 1; i++)
    for (j = 0; j <= N - 1; j++)
      dst[j * N + i] = src[i * N + j];
}


x86 assembly (clang, -O0):
<transpose>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jg     1188 <transpose+0x88>
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jg     1175 <transpose+0x75>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
imul   -0x14(%rbp),%ecx
add    -0x1c(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
imul   -0x14(%rbp),%ecx
add    -0x18(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    112e <transpose+0x2e>
jmp    117a <transpose+0x7a>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    1116 <transpose+0x16>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<transpose>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %rbx
test   %edx,%edx
jle    11a8 <transpose+0xa8>
mov    %edx,%r8d
mov    %r8d,%r9d
and    $0xfffffffe,%r9d
lea    0x4(%rsi),%rax
lea    0x0(,%r8,4),%r15
lea    0x0(,%r8,8),%r10
xor    %r11d,%r11d
mov    %rdi,%r14
jmp    1150 <transpose+0x50>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
add    $0x1,%r11
add    %r15,%rax
add    $0x4,%r14
cmp    %r8,%r11
je     11a8 <transpose+0xa8>
cmp    $0x1,%edx
jne    1160 <transpose+0x60>
xor    %ebx,%ebx
jmp    1189 <transpose+0x89>
nopl   0x0(%rax)
mov    %r14,%rcx
xor    %ebx,%ebx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
mov    -0x4(%rax,%rbx,4),%ebp
mov    %ebp,(%rcx)
mov    (%rax,%rbx,4),%ebp
mov    %ebp,(%rcx,%r15,1)
add    $0x2,%rbx
add    %r10,%rcx
cmp    %rbx,%r9
jne    1170 <transpose+0x70>
test   $0x1,%r8b
je     1140 <transpose+0x40>
mov    %r11,%rcx
imul   %r8,%rcx
add    %rbx,%rcx
mov    (%rsi,%rcx,4),%ecx
imul   %r8,%rbx
add    %r11,%rbx
mov    %ecx,(%rdi,%rbx,4)
jmp    1140 <transpose+0x40>
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

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

LLVM IR (-O2):
define void @transpose(i32* nocapture writeonly %0, i32* nocapture %1, i32 %2) {
%4 = icmp sgt i32 %2, 0
br i1 %4, label %5, label %46
5: ; preds = %3
%6 = zext i32 %2 to i64
%7 = zext i32 %2 to i64
%8 = and i64 %7, 1
%9 = icmp eq i32 %2, 1
%10 = and i64 %7, 4294967294
%11 = icmp eq i64 %8, 0
br label %12
12: ; preds = %43, %5
%13 = phi i64 [ 0, %5 ], [ %44, %43 ]
%14 = mul nsw i64 %13, %6
br i1 %9, label %34, label %15
15: ; preds = %12, %15
%16 = phi i64 [ %31, %15 ], [ 0, %12 ]
%17 = phi i64 [ %32, %15 ], [ 0, %12 ]
%18 = add nuw nsw i64 %16, %14
%19 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %18
%20 = load i32, i32* %19
%21 = mul nsw i64 %16, %6
%22 = add nuw nsw i64 %21, %13
%23 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %22
store i32 %20, i32* %23
%24 = or i64 %16, 1
%25 = add nuw nsw i64 %24, %14
%26 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %25
%27 = load i32, i32* %26
%28 = mul nsw i64 %24, %6
%29 = add nuw nsw i64 %28, %13
%30 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %29
store i32 %27, i32* %30
%31 = add nuw nsw i64 %16, 2
%32 = add i64 %17, 2
%33 = icmp eq i64 %32, %10
br i1 %33, label %34, label %15
34: ; preds = %15, %12
%35 = phi i64 [ 0, %12 ], [ %31, %15 ]
br i1 %11, label %43, label %36
36: ; preds = %34
%37 = add nuw nsw i64 %35, %14
%38 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %37
%39 = load i32, i32* %38
%40 = mul nsw i64 %35, %6
%41 = add nuw nsw i64 %40, %13
%42 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %41
store i32 %39, i32* %42
br label %43
43: ; preds = %34, %36
%44 = add nuw nsw i64 %13, 1
%45 = icmp eq i64 %44, %7
br i1 %45, label %46, label %12
46: ; preds = %43, %3
ret void
}