#define NULL ((void *)0)
typedef unsigned long size_t; // Customize by platform.
typedef long intptr_t;
typedef unsigned long uintptr_t;
typedef long scalar_t__; // Either arithmetic or pointer type.
/* By default, we understand bool (as a convenience). */
typedef int bool;
#define false 0
#define true 1

/* Forward declarations */

/* Type definitions */

/* Variables and functions */
float *malloc(int);
float *matrixTranspose(int M, int N, float *A) {
  float *A_trans = malloc(N * M * sizeof(float));
  for (int i = 0; i < N; ++i) {
    for (int j = 0; j < M; ++j) {
      A_trans[i * N + j] = A[j * M + i];
    }
  }
  return A_trans;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<matrixTranspose>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x20,%rsp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %esi,-0x8(%rbp)
mov    %rdx,-0x10(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
imul   -0x4(%rbp),%eax
cltq
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edi
call   1030 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x18(%rbp)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
jge    11ad <matrixTranspose+0x9d>
movl   $0x0,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    119a <matrixTranspose+0x8a>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%ecx
imul   -0x4(%rbp),%ecx
add    -0x1c(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
imul   -0x8(%rbp),%ecx
add    -0x20(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movss  %xmm0,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    1154 <matrixTranspose+0x44>
jmp    119f <matrixTranspose+0x8f>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1141 <matrixTranspose+0x31>
mov    -0x18(%rbp),%rax
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<matrixTranspose>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    %rdx,%r14
mov    %esi,%ebx
mov    %edi,%r15d
imul   %esi,%edi
shl    $0x2,%edi
call   1030 <malloc@plt>
test   %ebx,%ebx
jle    11e8 <matrixTranspose+0xd8>
movslq %r15d,%r13
mov    %ebx,%r10d
mov    %r13d,%r8d
mov    %r8d,%edi
and    $0xfffffffe,%edi
lea    0x0(,%r13,8),%rbx
mov    %rax,%rsi
add    $0x4,%rsi
lea    0x0(,%r10,4),%r9
xor    %r12d,%r12d
mov    %r14,%r11
jmp    1180 <matrixTranspose+0x70>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
add    $0x1,%r12
add    $0x4,%r11
add    %r9,%rsi
cmp    %r10,%r12
je     11e8 <matrixTranspose+0xd8>
test   %r15d,%r15d
jle    1170 <matrixTranspose+0x60>
cmp    $0x1,%r15d
jne    1190 <matrixTranspose+0x80>
xor    %ecx,%ecx
jmp    11c1 <matrixTranspose+0xb1>
nop
mov    %r11,%rdx
xor    %ecx,%ecx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
movss  (%rdx),%xmm0
movss  %xmm0,-0x4(%rsi,%rcx,4)
movss  (%rdx,%r13,4),%xmm0
movss  %xmm0,(%rsi,%rcx,4)
add    $0x2,%rcx
add    %rbx,%rdx
cmp    %rcx,%rdi
jne    11a0 <matrixTranspose+0x90>
test   $0x1,%r8b
je     1170 <matrixTranspose+0x60>
mov    %r12,%rdx
imul   %r10,%rdx
mov    %rcx,%rbp
imul   %r13,%rbp
add    %r12,%rbp
movss  (%r14,%rbp,4),%xmm0
add    %rcx,%rdx
movss  %xmm0,(%rax,%rdx,4)
jmp    1170 <matrixTranspose+0x60>
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define float* @matrixTranspose(i32 %0, i32 %1, float* %2) {
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca float*
%7 = alloca float*
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
store i32 %0, i32* %4
store i32 %1, i32* %5
store float* %2, float** %6
%10 = load i32, i32* %5
%11 = load i32, i32* %4
%12 = mul nsw i32 %10, %11
%13 = sext i32 %12 to i64
%14 = mul i64 %13, 4
%15 = trunc i64 %14 to i32
%16 = call float* @malloc(i32 %15)
store float* %16, float** %7
store i32 0, i32* %8
br label %17
17: ; preds = %48, %3
%18 = load i32, i32* %8
%19 = load i32, i32* %5
%20 = icmp slt i32 %18, %19
br i1 %20, label %21, label %51
21: ; preds = %17
store i32 0, i32* %9
br label %22
22: ; preds = %44, %21
%23 = load i32, i32* %9
%24 = load i32, i32* %4
%25 = icmp slt i32 %23, %24
br i1 %25, label %26, label %47
26: ; preds = %22
%27 = load float*, float** %6
%28 = load i32, i32* %9
%29 = load i32, i32* %4
%30 = mul nsw i32 %28, %29
%31 = load i32, i32* %8
%32 = add nsw i32 %30, %31
%33 = sext i32 %32 to i64
%34 = getelementptr inbounds float, float* %27, i64 %33
%35 = load float, float* %34
%36 = load float*, float** %7
%37 = load i32, i32* %8
%38 = load i32, i32* %5
%39 = mul nsw i32 %37, %38
%40 = load i32, i32* %9
%41 = add nsw i32 %39, %40
%42 = sext i32 %41 to i64
%43 = getelementptr inbounds float, float* %36, i64 %42
store float %35, float* %43
br label %44
44: ; preds = %26
%45 = load i32, i32* %9
%46 = add nsw i32 %45, 1
store i32 %46, i32* %9
br label %22
47: ; preds = %22
br label %48
48: ; preds = %47
%49 = load i32, i32* %8
%50 = add nsw i32 %49, 1
store i32 %50, i32* %8
br label %17
51: ; preds = %17
%52 = load float*, float** %7
ret float* %52
}

LLVM IR (-O2):
define noalias float* @matrixTranspose(i32 %0, i32 %1, float* nocapture %2) {
%4 = shl i32 %0, 2
%5 = mul i32 %4, %1
%6 = tail call float* @malloc(i32 %5)
%7 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %7, label %8, label %22
8: ; preds = %3
%9 = icmp sgt i32 %0, 0
%10 = sext i32 %0 to i64
%11 = zext i32 %1 to i64
%12 = zext i32 %1 to i64
%13 = zext i32 %0 to i64
%14 = and i64 %13, 1
%15 = icmp eq i32 %0, 1
%16 = and i64 %13, 4294967294
%17 = icmp eq i64 %14, 0
br label %18
18: ; preds = %8, %32
%19 = phi i64 [ 0, %8 ], [ %33, %32 ]
br i1 %9, label %20, label %32
20: ; preds = %18
%21 = mul nsw i64 %19, %11
br i1 %15, label %23, label %35
22: ; preds = %32, %3
ret float* %6
23: ; preds = %35, %20
%24 = phi i64 [ 0, %20 ], [ %51, %35 ]
br i1 %17, label %32, label %25
25: ; preds = %23
%26 = mul nsw i64 %24, %10
%27 = add nsw i64 %26, %19
%28 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 %27
%29 = load float, float* %28
%30 = add nuw nsw i64 %24, %21
%31 = getelementptr inbounds float, float* %6, i64 %30
store float %29, float* %31
br label %32
32: ; preds = %25, %23, %18
%33 = add nuw nsw i64 %19, 1
%34 = icmp eq i64 %33, %12
br i1 %34, label %22, label %18
35: ; preds = %20, %35
%36 = phi i64 [ %51, %35 ], [ 0, %20 ]
%37 = phi i64 [ %52, %35 ], [ 0, %20 ]
%38 = mul nsw i64 %36, %10
%39 = add nsw i64 %38, %19
%40 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 %39
%41 = load float, float* %40
%42 = add nuw nsw i64 %36, %21
%43 = getelementptr inbounds float, float* %6, i64 %42
store float %41, float* %43
%44 = or i64 %36, 1
%45 = mul nsw i64 %44, %10
%46 = add nsw i64 %45, %19
%47 = getelementptr inbounds float, float* %2, i64 %46
%48 = load float, float* %47
%49 = add nuw nsw i64 %44, %21
%50 = getelementptr inbounds float, float* %6, i64 %49
store float %48, float* %50
%51 = add nuw nsw i64 %36, 2
%52 = add i64 %37, 2
%53 = icmp eq i64 %52, %16
br i1 %53, label %23, label %35
}