void mat4_transpose(const float m[4][4], float out[4][4]) {
  int i, j;
  float ret[4][4] = {};
  for (i = 0; i < 4; i++)
    for (j = 0; j < 4; j++)
      ret[i][j] = m[j][i];
  mat4_copy(ret, out);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<mat4_transpose>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x60,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
lea    -0x60(%rbp),%rdi
xor    %esi,%esi
mov    $0x40,%edx
call   1030 <memset@plt>
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
cmpl   $0x4,-0x14(%rbp)
jge    11b3 <mat4_transpose+0x93>
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
cmpl   $0x4,-0x18(%rbp)
jge    11a0 <mat4_transpose+0x80>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
shl    $0x4,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
movslq -0x14(%rbp),%rcx
lea    -0x60(%rbp),%rax
shl    $0x4,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
movss  %xmm0,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    1158 <mat4_transpose+0x38>
jmp    11a5 <mat4_transpose+0x85>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1147 <mat4_transpose+0x27>
lea    -0x60(%rbp),%rdi
mov    -0x10(%rbp),%rsi
mov    $0x0,%al
call   1040 <mat4_copy@plt>
add    $0x60,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<mat4_transpose>:
sub    $0x48,%rsp
movss  (%rdi),%xmm0
movss  %xmm0,(%rsp)
movss  0x10(%rdi),%xmm0
movss  %xmm0,0x4(%rsp)
movss  0x20(%rdi),%xmm0
movss  %xmm0,0x8(%rsp)
movss  0x30(%rdi),%xmm0
movss  %xmm0,0xc(%rsp)
movss  0x4(%rdi),%xmm0
movss  %xmm0,0x10(%rsp)
movss  0x14(%rdi),%xmm0
movss  %xmm0,0x14(%rsp)
movss  0x24(%rdi),%xmm0
movss  %xmm0,0x18(%rsp)
movss  0x34(%rdi),%xmm0
movss  %xmm0,0x1c(%rsp)
movss  0x8(%rdi),%xmm0
movss  %xmm0,0x20(%rsp)
movss  0x18(%rdi),%xmm0
movss  %xmm0,0x24(%rsp)
movss  0x28(%rdi),%xmm0
movss  %xmm0,0x28(%rsp)
movss  0x38(%rdi),%xmm0
movss  %xmm0,0x2c(%rsp)
movss  0xc(%rdi),%xmm0
movss  %xmm0,0x30(%rsp)
movss  0x1c(%rdi),%xmm0
movss  %xmm0,0x34(%rsp)
movss  0x2c(%rdi),%xmm0
movss  %xmm0,0x38(%rsp)
movss  0x3c(%rdi),%xmm0
movss  %xmm0,0x3c(%rsp)
mov    %rsp,%rdi
xor    %eax,%eax
call   1030 <mat4_copy@plt>
add    $0x48,%rsp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @mat4_transpose([4 x float]* %0, [4 x float]* %1) {
%3 = alloca [4 x float]*
%4 = alloca [4 x float]*
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca [4 x [4 x float]]
store [4 x float]* %0, [4 x float]** %3
store [4 x float]* %1, [4 x float]** %4
%8 = bitcast [4 x [4 x float]]* %7 to i8*
store i32 0, i32* %5
br label %9
9: ; preds = %35, %2
%10 = load i32, i32* %5
%11 = icmp slt i32 %10, 4
br i1 %11, label %12, label %38
12: ; preds = %9
store i32 0, i32* %6
br label %13
13: ; preds = %31, %12
%14 = load i32, i32* %6
%15 = icmp slt i32 %14, 4
br i1 %15, label %16, label %34
16: ; preds = %13
%17 = load [4 x float]*, [4 x float]** %3
%18 = load i32, i32* %6
%19 = sext i32 %18 to i64
%20 = getelementptr inbounds [4 x float], [4 x float]* %17, i64 %19
%21 = load i32, i32* %5
%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 i32, i32* %5
%26 = sext i32 %25 to i64
%27 = getelementptr inbounds [4 x [4 x float]], [4 x [4 x float]]* %7, i64 0, i64 %26
%28 = load i32, i32* %6
%29 = sext i32 %28 to i64
%30 = getelementptr inbounds [4 x float], [4 x float]* %27, i64 0, i64 %29
store float %24, float* %30
br label %31
31: ; preds = %16
%32 = load i32, i32* %6
%33 = add nsw i32 %32, 1
store i32 %33, i32* %6
br label %13
34: ; preds = %13
br label %35
35: ; preds = %34
%36 = load i32, i32* %5
%37 = add nsw i32 %36, 1
store i32 %37, i32* %5
br label %9
38: ; preds = %9
%39 = getelementptr inbounds [4 x [4 x float]], [4 x [4 x float]]* %7, i64 0, i64 0
%40 = load [4 x float]*, [4 x float]** %4
%41 = call i32 ([4 x float]*, [4 x float]*, ...) bitcast (i32 (...)* @mat4_copy to i32 ([4 x float]*, [4 x float]*, ...)*)([4 x float]* %39, [4 x float]* %40)
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @mat4_transpose([4 x float]* nocapture %0, [4 x float]* %1) {
%3 = alloca [4 x [4 x float]]
%4 = bitcast [4 x [4 x float]]* %3 to i8*
%5 = getelementptr inbounds [4 x float], [4 x float]* %0, i64 0, i64 0
%6 = load float, float* %5
%7 = getelementptr inbounds [4 x [4 x float]], [4 x [4 x float]]* %3, i64 0, i64 0, i64 0
store float %6, float* %7
%8 = getelementptr inbounds [4 x float], [4 x float]* %0, i64 1, i64 0
%9 = load float, float* %8
%10 = getelementptr inbounds [4 x [4 x float]], [4 x [4 x float]]* %3, i64 0, i64 0, i64 1
store float %9, float* %10
%11 = getelementptr inbounds [4 x float], [4 x float]* %0, i64 2, i64 0
%12 = load float, float* %11
%13 = getelementptr inbounds [4 x [4 x float]], [4 x [4 x float]]* %3, i64 0, i64 0, i64 2
store float %12, float* %13
%14 = getelementptr inbounds [4 x float], [4 x float]* %0, i64 3, i64 0
%15 = load float, float* %14
%16 = getelementptr inbounds [4 x [4 x float]], [4 x [4 x float]]* %3, i64 0, i64 0, i64 3
store float %15, float* %16
%17 = getelementptr inbounds [4 x float], [4 x float]* %0, i64 0, i64 1
%18 = load float, float* %17
%19 = getelementptr inbounds [4 x [4 x float]], [4 x [4 x float]]* %3, i64 0, i64 1, i64 0
store float %18, float* %19
%20 = getelementptr inbounds [4 x float], [4 x float]* %0, i64 1, i64 1
%21 = load float, float* %20
%22 = getelementptr inbounds [4 x [4 x float]], [4 x [4 x float]]* %3, i64 0, i64 1, i64 1
store float %21, float* %22
%23 = getelementptr inbounds [4 x float], [4 x float]* %0, i64 2, i64 1
%24 = load float, float* %23
%25 = getelementptr inbounds [4 x [4 x float]], [4 x [4 x float]]* %3, i64 0, i64 1, i64 2
store float %24, float* %25
%26 = getelementptr inbounds [4 x float], [4 x float]* %0, i64 3, i64 1
%27 = load float, float* %26
%28 = getelementptr inbounds [4 x [4 x float]], [4 x [4 x float]]* %3, i64 0, i64 1, i64 3
store float %27, float* %28
%29 = getelementptr inbounds [4 x float], [4 x float]* %0, i64 0, i64 2
%30 = load float, float* %29
%31 = getelementptr inbounds [4 x [4 x float]], [4 x [4 x float]]* %3, i64 0, i64 2, i64 0
store float %30, float* %31
%32 = getelementptr inbounds [4 x float], [4 x float]* %0, i64 1, i64 2
%33 = load float, float* %32
%34 = getelementptr inbounds [4 x [4 x float]], [4 x [4 x float]]* %3, i64 0, i64 2, i64 1
store float %33, float* %34
%35 = getelementptr inbounds [4 x float], [4 x float]* %0, i64 2, i64 2
%36 = load float, float* %35
%37 = getelementptr inbounds [4 x [4 x float]], [4 x [4 x float]]* %3, i64 0, i64 2, i64 2
store float %36, float* %37
%38 = getelementptr inbounds [4 x float], [4 x float]* %0, i64 3, i64 2
%39 = load float, float* %38
%40 = getelementptr inbounds [4 x [4 x float]], [4 x [4 x float]]* %3, i64 0, i64 2, i64 3
store float %39, float* %40
%41 = getelementptr inbounds [4 x float], [4 x float]* %0, i64 0, i64 3
%42 = load float, float* %41
%43 = getelementptr inbounds [4 x [4 x float]], [4 x [4 x float]]* %3, i64 0, i64 3, i64 0
store float %42, float* %43
%44 = getelementptr inbounds [4 x float], [4 x float]* %0, i64 1, i64 3
%45 = load float, float* %44
%46 = getelementptr inbounds [4 x [4 x float]], [4 x [4 x float]]* %3, i64 0, i64 3, i64 1
store float %45, float* %46
%47 = getelementptr inbounds [4 x float], [4 x float]* %0, i64 2, i64 3
%48 = load float, float* %47
%49 = getelementptr inbounds [4 x [4 x float]], [4 x [4 x float]]* %3, i64 0, i64 3, i64 2
store float %48, float* %49
%50 = getelementptr inbounds [4 x float], [4 x float]* %0, i64 3, i64 3
%51 = load float, float* %50
%52 = getelementptr inbounds [4 x [4 x float]], [4 x [4 x float]]* %3, i64 0, i64 3, i64 3
store float %51, float* %52
%53 = getelementptr inbounds [4 x [4 x float]], [4 x [4 x float]]* %3, i64 0, i64 0
%54 = call i32 ([4 x float]*, [4 x float]*, ...) bitcast (i32 (...)* @mat4_copy to i32 ([4 x float]*, [4 x float]*, ...)*)([4 x float]* %53, [4 x float]* %1)
ret void
}