void transpose_double(double *m, int w, int h) {
  int start, next, i;
  double tmp;
  for (start = 0; start <= w * h - 1; start++) {
    next = start;
    i = 0;
    do {
      i++;
      next = (next % h) * w + next / h;
    } while (next > start);
    if (next < start || i == 1)
      continue;
    tmp = m[next = start];
    do {
      i = (next % h) * w + next / h;
      m[next] = (i == start) ? tmp : m[i];
      next = i;
    } while (next > start);
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<transpose_double>:
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
mov    -0xc(%rbp),%ecx
imul   -0x10(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jg     1220 <transpose_double+0x120>
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cltd
idivl  -0x10(%rbp)
imul   -0xc(%rbp),%edx
mov    %edx,-0x2c(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cltd
idivl  -0x10(%rbp)
mov    %eax,%ecx
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jg     1137 <transpose_double+0x37>
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jl     1181 <transpose_double+0x81>
cmpl   $0x1,-0x1c(%rbp)
jne    1186 <transpose_double+0x86>
jmp    1212 <transpose_double+0x112>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
mov    %ecx,-0x18(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x28(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cltd
idivl  -0x10(%rbp)
imul   -0xc(%rbp),%edx
mov    %edx,-0x30(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cltd
idivl  -0x10(%rbp)
mov    %eax,%ecx
mov    -0x30(%rbp),%eax
add    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jne    11d7 <transpose_double+0xd7>
movsd  -0x28(%rbp),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x38(%rbp)
jmp    11e9 <transpose_double+0xe9>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x38(%rbp)
movsd  -0x38(%rbp),%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jg     119d <transpose_double+0x9d>
jmp    1212 <transpose_double+0x112>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1115 <transpose_double+0x15>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<transpose_double>:
mov    %edx,%eax
imul   %esi,%eax
test   %eax,%eax
jle    119c <transpose_double+0x9c>
mov    %edx,%r8d
mov    %eax,%r9d
xor    %r10d,%r10d
jmp    1129 <transpose_double+0x29>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%r10
cmp    %r9,%r10
je     119c <transpose_double+0x9c>
mov    $0x1,%ecx
mov    %r10d,%edx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %edx,%eax
cltd
idiv   %r8d
imul   %esi,%edx
add    %eax,%edx
movslq %edx,%rax
add    $0xffffffff,%ecx
cmp    %rax,%r10
jl     1140 <transpose_double+0x40>
jg     1120 <transpose_double+0x20>
test   %ecx,%ecx
je     1120 <transpose_double+0x20>
movsd  (%rdi,%r10,8),%xmm0
mov    %r10d,%ecx
jmp    117f <transpose_double+0x7f>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
movslq %ecx,%rcx
movsd  %xmm1,(%rdi,%rcx,8)
mov    %edx,%ecx
cmp    %rax,%r10
jge    1120 <transpose_double+0x20>
mov    %ecx,%eax
cltd
idiv   %r8d
imul   %esi,%edx
add    %eax,%edx
movslq %edx,%rax
movaps %xmm0,%xmm1
cmp    %rdx,%r10
je     1170 <transpose_double+0x70>
movsd  (%rdi,%rax,8),%xmm1
jmp    1170 <transpose_double+0x70>
ret

LLVM IR (-O0):
define void @transpose_double(double* %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = alloca double*
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca double
store double* %0, double** %4
store i32 %1, i32* %5
store i32 %2, i32* %6
store i32 0, i32* %7
br label %11
11: ; preds = %83, %3
%12 = load i32, i32* %7
%13 = load i32, i32* %5
%14 = load i32, i32* %6
%15 = mul nsw i32 %13, %14
%16 = sub nsw i32 %15, 1
%17 = icmp sle i32 %12, %16
br i1 %17, label %18, label %86
18: ; preds = %11
%19 = load i32, i32* %7
store i32 %19, i32* %8
store i32 0, i32* %9
br label %20
20: ; preds = %32, %18
%21 = load i32, i32* %9
%22 = add nsw i32 %21, 1
store i32 %22, i32* %9
%23 = load i32, i32* %8
%24 = load i32, i32* %6
%25 = srem i32 %23, %24
%26 = load i32, i32* %5
%27 = mul nsw i32 %25, %26
%28 = load i32, i32* %8
%29 = load i32, i32* %6
%30 = sdiv i32 %28, %29
%31 = add nsw i32 %27, %30
store i32 %31, i32* %8
br label %32
32: ; preds = %20
%33 = load i32, i32* %8
%34 = load i32, i32* %7
%35 = icmp sgt i32 %33, %34
br i1 %35, label %20, label %36
36: ; preds = %32
%37 = load i32, i32* %8
%38 = load i32, i32* %7
%39 = icmp slt i32 %37, %38
br i1 %39, label %43, label %40
40: ; preds = %36
%41 = load i32, i32* %9
%42 = icmp eq i32 %41, 1
br i1 %42, label %43, label %44
43: ; preds = %40, %36
br label %83
44: ; preds = %40
%45 = load double*, double** %4
%46 = load i32, i32* %7
store i32 %46, i32* %8
%47 = sext i32 %46 to i64
%48 = getelementptr inbounds double, double* %45, i64 %47
%49 = load double, double* %48
store double %49, double* %10
br label %50
50: ; preds = %78, %44
%51 = load i32, i32* %8
%52 = load i32, i32* %6
%53 = srem i32 %51, %52
%54 = load i32, i32* %5
%55 = mul nsw i32 %53, %54
%56 = load i32, i32* %8
%57 = load i32, i32* %6
%58 = sdiv i32 %56, %57
%59 = add nsw i32 %55, %58
store i32 %59, i32* %9
%60 = load i32, i32* %9
%61 = load i32, i32* %7
%62 = icmp eq i32 %60, %61
br i1 %62, label %63, label %65
63: ; preds = %50
%64 = load double, double* %10
br label %71
65: ; preds = %50
%66 = load double*, double** %4
%67 = load i32, i32* %9
%68 = sext i32 %67 to i64
%69 = getelementptr inbounds double, double* %66, i64 %68
%70 = load double, double* %69
br label %71
71: ; preds = %65, %63
%72 = phi double [ %64, %63 ], [ %70, %65 ]
%73 = load double*, double** %4
%74 = load i32, i32* %8
%75 = sext i32 %74 to i64
%76 = getelementptr inbounds double, double* %73, i64 %75
store double %72, double* %76
%77 = load i32, i32* %9
store i32 %77, i32* %8
br label %78
78: ; preds = %71
%79 = load i32, i32* %8
%80 = load i32, i32* %7
%81 = icmp sgt i32 %79, %80
br i1 %81, label %50, label %82
82: ; preds = %78
br label %83
83: ; preds = %82, %43
%84 = load i32, i32* %7
%85 = add nsw i32 %84, 1
store i32 %85, i32* %7
br label %11
86: ; preds = %11
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @transpose_double(double* nocapture %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = mul i32 %2, %1
%5 = icmp sgt i32 %4, 0
br i1 %5, label %6, label %48
6: ; preds = %3
%7 = zext i32 %4 to i64
br label %8
8: ; preds = %6, %45
%9 = phi i64 [ 0, %6 ], [ %46, %45 ]
%10 = trunc i64 %9 to i32
br label %11
11: ; preds = %8, %11
%12 = phi i32 [ %18, %11 ], [ %10, %8 ]
%13 = phi i32 [ %14, %11 ], [ 0, %8 ]
%14 = add nuw nsw i32 %13, 1
%15 = srem i32 %12, %2
%16 = mul nsw i32 %15, %1
%17 = sdiv i32 %12, %2
%18 = add nsw i32 %16, %17
%19 = sext i32 %18 to i64
%20 = icmp slt i64 %9, %19
br i1 %20, label %11, label %21
21: ; preds = %11
%22 = icmp sgt i64 %9, %19
%23 = icmp eq i32 %13, 0
%24 = select i1 %22, i1 true, i1 %23
br i1 %24, label %45, label %25
25: ; preds = %21
%26 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %9
%27 = load double, double* %26
br label %28
28: ; preds = %40, %25
%29 = phi i32 [ %10, %25 ], [ %33, %40 ]
%30 = srem i32 %29, %2
%31 = mul nsw i32 %30, %1
%32 = sdiv i32 %29, %2
%33 = add nsw i32 %31, %32
%34 = zext i32 %33 to i64
%35 = icmp eq i64 %9, %34
%36 = sext i32 %33 to i64
br i1 %35, label %40, label %37
37: ; preds = %28
%38 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %36
%39 = load double, double* %38
br label %40
40: ; preds = %28, %37
%41 = phi double [ %39, %37 ], [ %27, %28 ]
%42 = sext i32 %29 to i64
%43 = getelementptr inbounds double, double* %0, i64 %42
store double %41, double* %43
%44 = icmp slt i64 %9, %36
br i1 %44, label %28, label %45
45: ; preds = %40, %21
%46 = add nuw nsw i64 %9, 1
%47 = icmp eq i64 %46, %7
br i1 %47, label %48, label %8
48: ; preds = %45, %3
ret void
}