#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 */
void transpose(float *a, size_t m, size_t n) {
  size_t i, j, k;
  float t;
  for (k = 0; k < m * n; k++) {
    j = k;
    i = 0;
    do {
      i++;
      j = (j % m) * n + j / m;
    } while (j > k);
    if (j < k || i == 1)
      continue;
    t = a[k];
    j = k;
    do {
      i = (j % m) * n + j / m;
      if (i == k)
        a[j] = t;
      else
        a[j] = a[i];
      j = i;
    } while (j > k);
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<transpose>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
movq   $0x0,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
imul   -0x18(%rbp),%rcx
cmp    %rcx,%rax
jae    1259 <transpose+0x159>
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
movq   $0x0,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
xor    %ecx,%ecx
mov    %ecx,%edx
divq   -0x10(%rbp)
imul   -0x18(%rbp),%rdx
mov    %rdx,-0x40(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
xor    %ecx,%ecx
mov    %ecx,%edx
divq   -0x10(%rbp)
mov    %rax,%rcx
mov    -0x40(%rbp),%rax
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
cmp    -0x30(%rbp),%rax
ja     113e <transpose+0x3e>
mov    -0x28(%rbp),%rax
cmp    -0x30(%rbp),%rax
jb     11a0 <transpose+0xa0>
cmpq   $0x1,-0x20(%rbp)
jne    11a5 <transpose+0xa5>
jmp    1248 <transpose+0x148>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x30(%rbp),%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
movss  %xmm0,-0x34(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
xor    %ecx,%ecx
mov    %ecx,%edx
divq   -0x10(%rbp)
imul   -0x18(%rbp),%rdx
mov    %rdx,-0x48(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
xor    %ecx,%ecx
mov    %ecx,%edx
divq   -0x10(%rbp)
mov    %rax,%rcx
mov    -0x48(%rbp),%rax
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
cmp    -0x30(%rbp),%rax
jne    1213 <transpose+0x113>
movss  -0x34(%rbp),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%rcx
movss  %xmm0,(%rax,%rcx,4)
jmp    122d <transpose+0x12d>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%rcx
movss  (%rax,%rcx,4),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%rcx
movss  %xmm0,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
cmp    -0x30(%rbp),%rax
ja     11bf <transpose+0xbf>
jmp    1248 <transpose+0x148>
mov    -0x30(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
jmp    1118 <transpose+0x18>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<transpose>:
mov    %rdx,%r9
imul   %rsi,%r9
test   %r9,%r9
je     11ec <transpose+0xec>
mov    %rdx,%r8
xor    %r10d,%r10d
jmp    112d <transpose+0x2d>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%r10
cmp    %r9,%r10
je     11ec <transpose+0xec>
mov    $0x1,%ecx
mov    %r10,%rax
jmp    115b <transpose+0x5b>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
xor    %edx,%edx
div    %rsi
mov    %rax,%r11
mov    %rdx,%rax
imul   %r8,%rax
add    %r11,%rax
add    $0xffffffffffffffff,%rcx
cmp    %r10,%rax
jbe    1180 <transpose+0x80>
mov    %rax,%rdx
or     %rsi,%rdx
shr    $0x20,%rdx
jne    1140 <transpose+0x40>
xor    %edx,%edx
div    %esi
mov    %eax,%r11d
mov    %edx,%eax
jmp    114b <transpose+0x4b>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
jb     1120 <transpose+0x20>
test   %rcx,%rcx
je     1120 <transpose+0x20>
movss  (%rdi,%r10,4),%xmm0
mov    %r10,%rcx
jmp    11b1 <transpose+0xb1>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
movss  %xmm1,(%rdi,%rcx,4)
mov    %rdx,%rcx
cmp    %r10,%rdx
jbe    1120 <transpose+0x20>
mov    %rcx,%rax
or     %rsi,%rax
shr    $0x20,%rax
je     11d0 <transpose+0xd0>
mov    %rcx,%rax
xor    %edx,%edx
div    %rsi
jmp    11d6 <transpose+0xd6>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %ecx,%eax
xor    %edx,%edx
div    %esi
imul   %r8,%rdx
add    %rax,%rdx
movaps %xmm0,%xmm1
cmp    %r10,%rdx
je     11a0 <transpose+0xa0>
movss  (%rdi,%rdx,4),%xmm1
jmp    11a0 <transpose+0xa0>
ret

LLVM IR (-O0):
define void @transpose(float* %0, i64 %1, i64 %2) {
%4 = alloca float*
%5 = alloca i64
%6 = alloca i64
%7 = alloca i64
%8 = alloca i64
%9 = alloca i64
%10 = alloca float
store float* %0, float** %4
store i64 %1, i64* %5
store i64 %2, i64* %6
store i64 0, i64* %9
br label %11
11: ; preds = %82, %3
%12 = load i64, i64* %9
%13 = load i64, i64* %5
%14 = load i64, i64* %6
%15 = mul i64 %13, %14
%16 = icmp ult i64 %12, %15
br i1 %16, label %17, label %85
17: ; preds = %11
%18 = load i64, i64* %9
store i64 %18, i64* %8
store i64 0, i64* %7
br label %19
19: ; preds = %31, %17
%20 = load i64, i64* %7
%21 = add i64 %20, 1
store i64 %21, i64* %7
%22 = load i64, i64* %8
%23 = load i64, i64* %5
%24 = urem i64 %22, %23
%25 = load i64, i64* %6
%26 = mul i64 %24, %25
%27 = load i64, i64* %8
%28 = load i64, i64* %5
%29 = udiv i64 %27, %28
%30 = add i64 %26, %29
store i64 %30, i64* %8
br label %31
31: ; preds = %19
%32 = load i64, i64* %8
%33 = load i64, i64* %9
%34 = icmp ugt i64 %32, %33
br i1 %34, label %19, label %35
35: ; preds = %31
%36 = load i64, i64* %8
%37 = load i64, i64* %9
%38 = icmp ult i64 %36, %37
br i1 %38, label %42, label %39
39: ; preds = %35
%40 = load i64, i64* %7
%41 = icmp eq i64 %40, 1
br i1 %41, label %42, label %43
42: ; preds = %39, %35
br label %82
43: ; preds = %39
%44 = load float*, float** %4
%45 = load i64, i64* %9
%46 = getelementptr inbounds float, float* %44, i64 %45
%47 = load float, float* %46
store float %47, float* %10
%48 = load i64, i64* %9
store i64 %48, i64* %8
br label %49
49: ; preds = %77, %43
%50 = load i64, i64* %8
%51 = load i64, i64* %5
%52 = urem i64 %50, %51
%53 = load i64, i64* %6
%54 = mul i64 %52, %53
%55 = load i64, i64* %8
%56 = load i64, i64* %5
%57 = udiv i64 %55, %56
%58 = add i64 %54, %57
store i64 %58, i64* %7
%59 = load i64, i64* %7
%60 = load i64, i64* %9
%61 = icmp eq i64 %59, %60
br i1 %61, label %62, label %67
62: ; preds = %49
%63 = load float, float* %10
%64 = load float*, float** %4
%65 = load i64, i64* %8
%66 = getelementptr inbounds float, float* %64, i64 %65
store float %63, float* %66
br label %75
67: ; preds = %49
%68 = load float*, float** %4
%69 = load i64, i64* %7
%70 = getelementptr inbounds float, float* %68, i64 %69
%71 = load float, float* %70
%72 = load float*, float** %4
%73 = load i64, i64* %8
%74 = getelementptr inbounds float, float* %72, i64 %73
store float %71, float* %74
br label %75
75: ; preds = %67, %62
%76 = load i64, i64* %7
store i64 %76, i64* %8
br label %77
77: ; preds = %75
%78 = load i64, i64* %8
%79 = load i64, i64* %9
%80 = icmp ugt i64 %78, %79
br i1 %80, label %49, label %81
81: ; preds = %77
br label %82
82: ; preds = %81, %42
%83 = load i64, i64* %9
%84 = add i64 %83, 1
store i64 %84, i64* %9
br label %11
85: ; preds = %11
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @transpose(float* nocapture %0, i64 %1, i64 %2) {
%4 = mul i64 %2, %1
%5 = icmp eq i64 %4, 0
br i1 %5, label %41, label %6
6: ; preds = %3, %38
%7 = phi i64 [ %39, %38 ], [ 0, %3 ]
br label %8
8: ; preds = %6, %8
%9 = phi i64 [ %15, %8 ], [ %7, %6 ]
%10 = phi i64 [ %11, %8 ], [ 0, %6 ]
%11 = add i64 %10, 1
%12 = urem i64 %9, %1
%13 = mul i64 %12, %2
%14 = udiv i64 %9, %1
%15 = add i64 %13, %14
%16 = icmp ugt i64 %15, %7
br i1 %16, label %8, label %17
17: ; preds = %8
%18 = icmp ult i64 %15, %7
%19 = icmp eq i64 %10, 0
%20 = select i1 %18, i1 true, i1 %19
br i1 %20, label %38, label %21
21: ; preds = %17
%22 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %7
%23 = load float, float* %22
br label %24
24: ; preds = %34, %21
%25 = phi i64 [ %7, %21 ], [ %29, %34 ]
%26 = urem i64 %25, %1
%27 = mul i64 %26, %2
%28 = udiv i64 %25, %1
%29 = add i64 %27, %28
%30 = icmp eq i64 %29, %7
br i1 %30, label %34, label %31
31: ; preds = %24
%32 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %29
%33 = load float, float* %32
br label %34
34: ; preds = %24, %31
%35 = phi float [ %33, %31 ], [ %23, %24 ]
%36 = getelementptr inbounds float, float* %0, i64 %25
store float %35, float* %36
%37 = icmp ugt i64 %29, %7
br i1 %37, label %24, label %38
38: ; preds = %34, %17
%39 = add nuw i64 %7, 1
%40 = icmp eq i64 %39, %4
br i1 %40, label %41, label %6
41: ; preds = %38, %3
ret void
}