void transposeMatrix(float dst[16], const float mat[16]) {
  float tmp[16];
  int i, j;
  for (i = 0; i < 4; i++) {
    for (j = 0; j < 4; j++) {
      tmp[i * 4 + j] = mat[j * 4 + i];
    }
  }
  for (i = 0; i < 16; i++) {
    dst[i] = tmp[i];
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<transposeMatrix>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
movl   $0x0,-0x54(%rbp)
cmpl   $0x4,-0x54(%rbp)
jge    1175 <transposeMatrix+0x75>
movl   $0x0,-0x58(%rbp)
cmpl   $0x4,-0x58(%rbp)
jge    1162 <transposeMatrix+0x62>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x58(%rbp),%ecx
shl    $0x2,%ecx
add    -0x54(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
mov    -0x54(%rbp),%eax
shl    $0x2,%eax
add    -0x58(%rbp),%eax
cltq
movss  %xmm0,-0x50(%rbp,%rax,4)
mov    -0x58(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x58(%rbp)
jmp    1124 <transposeMatrix+0x24>
jmp    1167 <transposeMatrix+0x67>
mov    -0x54(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x54(%rbp)
jmp    1113 <transposeMatrix+0x13>
movl   $0x0,-0x54(%rbp)
cmpl   $0x10,-0x54(%rbp)
jge    11ab <transposeMatrix+0xab>
movslq -0x54(%rbp),%rax
movss  -0x50(%rbp,%rax,4),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x54(%rbp),%rcx
movss  %xmm0,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x54(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x54(%rbp)
jmp    117c <transposeMatrix+0x7c>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<transposeMatrix>:
movss  0x10(%rsi),%xmm8
movss  0x20(%rsi),%xmm9
movss  0x30(%rsi),%xmm10
movss  (%rsi),%xmm3
movss  0x4(%rsi),%xmm4
movss  0x14(%rsi),%xmm5
movss  0x24(%rsi),%xmm6
movss  0x34(%rsi),%xmm7
movss  0x8(%rsi),%xmm0
movss  0x18(%rsi),%xmm1
movss  0x28(%rsi),%xmm2
movss  0x38(%rsi),%xmm11
movss  0xc(%rsi),%xmm12
movss  0x1c(%rsi),%xmm13
movss  0x2c(%rsi),%xmm14
movss  0x3c(%rsi),%xmm15
movss  %xmm3,(%rdi)
movss  %xmm8,0x4(%rdi)
movss  %xmm9,0x8(%rdi)
movss  %xmm10,0xc(%rdi)
movss  %xmm4,0x10(%rdi)
movss  %xmm5,0x14(%rdi)
movss  %xmm6,0x18(%rdi)
movss  %xmm7,0x1c(%rdi)
movss  %xmm0,0x20(%rdi)
movss  %xmm1,0x24(%rdi)
movss  %xmm2,0x28(%rdi)
movss  %xmm11,0x2c(%rdi)
movss  %xmm12,0x30(%rdi)
movss  %xmm13,0x34(%rdi)
movss  %xmm14,0x38(%rdi)
movss  %xmm15,0x3c(%rdi)
ret

LLVM IR (-O0):
define void @transposeMatrix(float* %0, float* %1) {
%3 = alloca float*
%4 = alloca float*
%5 = alloca [16 x float]
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
store float* %0, float** %3
store float* %1, float** %4
store i32 0, i32* %6
br label %8
8: ; preds = %34, %2
%9 = load i32, i32* %6
%10 = icmp slt i32 %9, 4
br i1 %10, label %11, label %37
11: ; preds = %8
store i32 0, i32* %7
br label %12
12: ; preds = %30, %11
%13 = load i32, i32* %7
%14 = icmp slt i32 %13, 4
br i1 %14, label %15, label %33
15: ; preds = %12
%16 = load float*, float** %4
%17 = load i32, i32* %7
%18 = mul nsw i32 %17, 4
%19 = load i32, i32* %6
%20 = add nsw i32 %18, %19
%21 = sext i32 %20 to i64
%22 = getelementptr inbounds float, float* %16, i64 %21
%23 = load float, float* %22
%24 = load i32, i32* %6
%25 = mul nsw i32 %24, 4
%26 = load i32, i32* %7
%27 = add nsw i32 %25, %26
%28 = sext i32 %27 to i64
%29 = getelementptr inbounds [16 x float], [16 x float]* %5, i64 0, i64 %28
store float %23, float* %29
br label %30
30: ; preds = %15
%31 = load i32, i32* %7
%32 = add nsw i32 %31, 1
store i32 %32, i32* %7
br label %12
33: ; preds = %12
br label %34
34: ; preds = %33
%35 = load i32, i32* %6
%36 = add nsw i32 %35, 1
store i32 %36, i32* %6
br label %8
37: ; preds = %8
store i32 0, i32* %6
br label %38
38: ; preds = %50, %37
%39 = load i32, i32* %6
%40 = icmp slt i32 %39, 16
br i1 %40, label %41, label %53
41: ; preds = %38
%42 = load i32, i32* %6
%43 = sext i32 %42 to i64
%44 = getelementptr inbounds [16 x float], [16 x float]* %5, i64 0, i64 %43
%45 = load float, float* %44
%46 = load float*, float** %3
%47 = load i32, i32* %6
%48 = sext i32 %47 to i64
%49 = getelementptr inbounds float, float* %46, i64 %48
store float %45, float* %49
br label %50
50: ; preds = %41
%51 = load i32, i32* %6
%52 = add nsw i32 %51, 1
store i32 %52, i32* %6
br label %38
53: ; preds = %38
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @transposeMatrix(float* nocapture writeonly %0, float* nocapture %1) {
%3 = load float, float* %1
%4 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 4
%5 = load float, float* %4
%6 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 8
%7 = load float, float* %6
%8 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 12
%9 = load float, float* %8
%10 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 1
%11 = load float, float* %10
%12 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 5
%13 = load float, float* %12
%14 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 9
%15 = load float, float* %14
%16 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 13
%17 = load float, float* %16
%18 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 2
%19 = load float, float* %18
%20 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 6
%21 = load float, float* %20
%22 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 10
%23 = load float, float* %22
%24 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 14
%25 = load float, float* %24
%26 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 3
%27 = load float, float* %26
%28 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 7
%29 = load float, float* %28
%30 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 11
%31 = load float, float* %30
%32 = getelementptr inbounds float, float* %1, i64 15
%33 = load float, float* %32
store float %3, float* %0
%34 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 1
store float %5, float* %34
%35 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 2
store float %7, float* %35
%36 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 3
store float %9, float* %36
%37 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 4
store float %11, float* %37
%38 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 5
store float %13, float* %38
%39 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 6
store float %15, float* %39
%40 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 7
store float %17, float* %40
%41 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 8
store float %19, float* %41
%42 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 9
store float %21, float* %42
%43 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 10
store float %23, float* %43
%44 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 11
store float %25, float* %44
%45 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 12
store float %27, float* %45
%46 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 13
store float %29, float* %46
%47 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 14
store float %31, float* %47
%48 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 15
store float %33, float* %48
ret void
}