void replace(float (*a)[4][4], float (*b)[4], int k) {
  int i, j;
  for (i = 0; i < 4; i++)
    for (j = 0; j < 4; j++)
      a[j][i][k] = b[i][j];
}


x86 assembly (clang, -O0):
<replace>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
cmpl   $0x4,-0x18(%rbp)
jge    118d <replace+0x8d>
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
cmpl   $0x4,-0x1c(%rbp)
jge    117a <replace+0x7a>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
shl    $0x4,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
shl    $0x6,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
shl    $0x4,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
movss  %xmm0,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1127 <replace+0x27>
jmp    117f <replace+0x7f>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    1116 <replace+0x16>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<replace>:
movslq %edx,%rax
movss  (%rsi),%xmm0
movss  %xmm0,(%rdi,%rax,4)
movss  0x4(%rsi),%xmm0
movss  %xmm0,0x40(%rdi,%rax,4)
movss  0x8(%rsi),%xmm0
movss  %xmm0,0x80(%rdi,%rax,4)
movss  0xc(%rsi),%xmm0
movss  %xmm0,0xc0(%rdi,%rax,4)
movss  0x10(%rsi),%xmm0
movss  %xmm0,0x10(%rdi,%rax,4)
movss  0x14(%rsi),%xmm0
movss  %xmm0,0x50(%rdi,%rax,4)
movss  0x18(%rsi),%xmm0
movss  %xmm0,0x90(%rdi,%rax,4)
movss  0x1c(%rsi),%xmm0
movss  %xmm0,0xd0(%rdi,%rax,4)
movss  0x20(%rsi),%xmm0
movss  %xmm0,0x20(%rdi,%rax,4)
movss  0x24(%rsi),%xmm0
movss  %xmm0,0x60(%rdi,%rax,4)
movss  0x28(%rsi),%xmm0
movss  %xmm0,0xa0(%rdi,%rax,4)
movss  0x2c(%rsi),%xmm0
movss  %xmm0,0xe0(%rdi,%rax,4)
movss  0x30(%rsi),%xmm0
movss  %xmm0,0x30(%rdi,%rax,4)
movss  0x34(%rsi),%xmm0
movss  %xmm0,0x70(%rdi,%rax,4)
movss  0x38(%rsi),%xmm0
movss  %xmm0,0xb0(%rdi,%rax,4)
movss  0x3c(%rsi),%xmm0
movss  %xmm0,0xf0(%rdi,%rax,4)
ret

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

LLVM IR (-O2):
define void @replace([4 x [4 x float]]* nocapture writeonly %0, [4 x float]* nocapture %1, i32 %2) {
%4 = sext i32 %2 to i64
%5 = getelementptr inbounds [4 x float], [4 x float]* %1, i64 0, i64 0
%6 = load float, float* %5
%7 = getelementptr inbounds [4 x [4 x float]], [4 x [4 x float]]* %0, i64 0, i64 0, i64 %4
store float %6, float* %7
%8 = getelementptr inbounds [4 x float], [4 x float]* %1, i64 0, i64 1
%9 = load float, float* %8
%10 = getelementptr inbounds [4 x [4 x float]], [4 x [4 x float]]* %0, i64 1, i64 0, i64 %4
store float %9, float* %10
%11 = getelementptr inbounds [4 x float], [4 x float]* %1, i64 0, i64 2
%12 = load float, float* %11
%13 = getelementptr inbounds [4 x [4 x float]], [4 x [4 x float]]* %0, i64 2, i64 0, i64 %4
store float %12, float* %13
%14 = getelementptr inbounds [4 x float], [4 x float]* %1, i64 0, i64 3
%15 = load float, float* %14
%16 = getelementptr inbounds [4 x [4 x float]], [4 x [4 x float]]* %0, i64 3, i64 0, i64 %4
store float %15, float* %16
%17 = getelementptr inbounds [4 x float], [4 x float]* %1, i64 1, i64 0
%18 = load float, float* %17
%19 = getelementptr inbounds [4 x [4 x float]], [4 x [4 x float]]* %0, i64 0, i64 1, i64 %4
store float %18, float* %19
%20 = getelementptr inbounds [4 x float], [4 x float]* %1, i64 1, i64 1
%21 = load float, float* %20
%22 = getelementptr inbounds [4 x [4 x float]], [4 x [4 x float]]* %0, i64 1, i64 1, i64 %4
store float %21, float* %22
%23 = getelementptr inbounds [4 x float], [4 x float]* %1, i64 1, i64 2
%24 = load float, float* %23
%25 = getelementptr inbounds [4 x [4 x float]], [4 x [4 x float]]* %0, i64 2, i64 1, i64 %4
store float %24, float* %25
%26 = getelementptr inbounds [4 x float], [4 x float]* %1, i64 1, i64 3
%27 = load float, float* %26
%28 = getelementptr inbounds [4 x [4 x float]], [4 x [4 x float]]* %0, i64 3, i64 1, i64 %4
store float %27, float* %28
%29 = getelementptr inbounds [4 x float], [4 x float]* %1, i64 2, i64 0
%30 = load float, float* %29
%31 = getelementptr inbounds [4 x [4 x float]], [4 x [4 x float]]* %0, i64 0, i64 2, i64 %4
store float %30, float* %31
%32 = getelementptr inbounds [4 x float], [4 x float]* %1, i64 2, i64 1
%33 = load float, float* %32
%34 = getelementptr inbounds [4 x [4 x float]], [4 x [4 x float]]* %0, i64 1, i64 2, i64 %4
store float %33, float* %34
%35 = getelementptr inbounds [4 x float], [4 x float]* %1, i64 2, i64 2
%36 = load float, float* %35
%37 = getelementptr inbounds [4 x [4 x float]], [4 x [4 x float]]* %0, i64 2, i64 2, i64 %4
store float %36, float* %37
%38 = getelementptr inbounds [4 x float], [4 x float]* %1, i64 2, i64 3
%39 = load float, float* %38
%40 = getelementptr inbounds [4 x [4 x float]], [4 x [4 x float]]* %0, i64 3, i64 2, i64 %4
store float %39, float* %40
%41 = getelementptr inbounds [4 x float], [4 x float]* %1, i64 3, i64 0
%42 = load float, float* %41
%43 = getelementptr inbounds [4 x [4 x float]], [4 x [4 x float]]* %0, i64 0, i64 3, i64 %4
store float %42, float* %43
%44 = getelementptr inbounds [4 x float], [4 x float]* %1, i64 3, i64 1
%45 = load float, float* %44
%46 = getelementptr inbounds [4 x [4 x float]], [4 x [4 x float]]* %0, i64 1, i64 3, i64 %4
store float %45, float* %46
%47 = getelementptr inbounds [4 x float], [4 x float]* %1, i64 3, i64 2
%48 = load float, float* %47
%49 = getelementptr inbounds [4 x [4 x float]], [4 x [4 x float]]* %0, i64 2, i64 3, i64 %4
store float %48, float* %49
%50 = getelementptr inbounds [4 x float], [4 x float]* %1, i64 3, i64 3
%51 = load float, float* %50
%52 = getelementptr inbounds [4 x [4 x float]], [4 x [4 x float]]* %0, i64 3, i64 3, i64 %4
store float %51, float* %52
ret void
}