void transpose_matrix(int *array, int rows, int cols) {
  int i, j, tmp;
  for (i = 0; i < rows; i++)
    for (j = i; j < cols; j++) {
      tmp = array[i * cols + j];
      array[i * cols + j] = array[j * cols + i];
      array[j * cols + i] = tmp;
    }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<transpose_matrix>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    11aa <transpose_matrix+0xaa>
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jge    1197 <transpose_matrix+0x97>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
imul   -0x10(%rbp),%ecx
add    -0x18(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
imul   -0x10(%rbp),%ecx
add    -0x14(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
imul   -0x10(%rbp),%ecx
add    -0x18(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x1c(%rbp),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
imul   -0x10(%rbp),%ecx
add    -0x14(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    1127 <transpose_matrix+0x27>
jmp    119c <transpose_matrix+0x9c>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1115 <transpose_matrix+0x15>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<transpose_matrix>:
push   %rbp
push   %rbx
test   %esi,%esi
jle    1168 <transpose_matrix+0x68>
movslq %edx,%r9
mov    %esi,%r8d
mov    %r9d,%edx
lea    0x0(,%r9,4),%rsi
lea    0x4(,%r9,4),%r10
xor    %r11d,%r11d
jmp    1140 <transpose_matrix+0x40>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
add    $0x1,%r11
add    %r10,%rdi
add    $0xffffffffffffffff,%rdx
cmp    %r8,%r11
je     1168 <transpose_matrix+0x68>
cmp    %r9,%r11
jge    1130 <transpose_matrix+0x30>
xor    %ecx,%ecx
mov    %rdi,%rax
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    (%rdi,%rcx,4),%ebx
mov    (%rax),%ebp
mov    %ebp,(%rdi,%rcx,4)
mov    %ebx,(%rax)
add    %rsi,%rax
add    $0x1,%rcx
cmp    %rcx,%rdx
jne    1150 <transpose_matrix+0x50>
jmp    1130 <transpose_matrix+0x30>
pop    %rbx
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @transpose_matrix(i32* %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = alloca i32*
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
store i32* %0, i32** %4
store i32 %1, i32* %5
store i32 %2, i32* %6
store i32 0, i32* %7
br label %10
10: ; preds = %60, %3
%11 = load i32, i32* %7
%12 = load i32, i32* %5
%13 = icmp slt i32 %11, %12
br i1 %13, label %14, label %63
14: ; preds = %10
%15 = load i32, i32* %7
store i32 %15, i32* %8
br label %16
16: ; preds = %56, %14
%17 = load i32, i32* %8
%18 = load i32, i32* %6
%19 = icmp slt i32 %17, %18
br i1 %19, label %20, label %59
20: ; preds = %16
%21 = load i32*, i32** %4
%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
store i32 %29, i32* %9
%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
%38 = load i32, i32* %37
%39 = load i32*, i32** %4
%40 = load i32, i32* %7
%41 = load i32, i32* %6
%42 = mul nsw i32 %40, %41
%43 = load i32, i32* %8
%44 = add nsw i32 %42, %43
%45 = sext i32 %44 to i64
%46 = getelementptr inbounds i32, i32* %39, i64 %45
store i32 %38, i32* %46
%47 = load i32, i32* %9
%48 = load i32*, i32** %4
%49 = load i32, i32* %8
%50 = load i32, i32* %6
%51 = mul nsw i32 %49, %50
%52 = load i32, i32* %7
%53 = add nsw i32 %51, %52
%54 = sext i32 %53 to i64
%55 = getelementptr inbounds i32, i32* %48, i64 %54
store i32 %47, i32* %55
br label %56
56: ; preds = %20
%57 = load i32, i32* %8
%58 = add nsw i32 %57, 1
store i32 %58, i32* %8
br label %16
59: ; preds = %16
br label %60
60: ; preds = %59
%61 = load i32, i32* %7
%62 = add nsw i32 %61, 1
store i32 %62, i32* %7
br label %10
63: ; preds = %10
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @transpose_matrix(i32* nocapture %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %4, label %5, label %28
5: ; preds = %3
%6 = sext i32 %2 to i64
%7 = zext i32 %1 to i64
%8 = zext i32 %2 to i64
br label %9
9: ; preds = %5, %25
%10 = phi i64 [ 0, %5 ], [ %26, %25 ]
%11 = icmp slt i64 %10, %6
br i1 %11, label %12, label %25
12: ; preds = %9
%13 = mul nsw i64 %10, %6
br label %14
14: ; preds = %12, %14
%15 = phi i64 [ %10, %12 ], [ %23, %14 ]
%16 = add nsw i64 %15, %13
%17 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %16
%18 = load i32, i32* %17
%19 = mul nsw i64 %15, %6
%20 = add nsw i64 %19, %10
%21 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %20
%22 = load i32, i32* %21
store i32 %22, i32* %17
store i32 %18, i32* %21
%23 = add nuw nsw i64 %15, 1
%24 = icmp eq i64 %23, %8
br i1 %24, label %25, label %14
25: ; preds = %14, %9
%26 = add nuw nsw i64 %10, 1
%27 = icmp eq i64 %26, %7
br i1 %27, label %28, label %9
28: ; preds = %25, %3
ret void
}