void row_to_block_transpose(const int M, const int nblock,
                            const double *restrict A, double *restrict newA) {
  int bi, bj, i, j;
  for (bi = 0; bi < nblock; ++bi) {
    for (bj = 0; bj < nblock; ++bj) {
      for (i = 0; i < ((int)16); ++i) {
        for (j = 0; j < ((int)16); ++j) {
          if ((bj * ((int)16) + j) >= M || bi * ((int)16) + i >= M) {
            newA[((bj * nblock + bi) * ((int)16) * ((int)16) + j * ((int)16) +
                  i)] = 0;
          } else {
            newA[(bj * nblock + bi) * ((int)16) * ((int)16) + j * ((int)16) +
                 i] = A[(j + bj * ((int)16)) * M + bi * ((int)16) + i];
          }
        }
      }
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<row_to_block_transpose>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %esi,-0x8(%rbp)
mov    %rdx,-0x10(%rbp)
mov    %rcx,-0x18(%rbp)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
jge    1246 <row_to_block_transpose+0x146>
movl   $0x0,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
jge    1233 <row_to_block_transpose+0x133>
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
cmpl   $0x10,-0x24(%rbp)
jge    1220 <row_to_block_transpose+0x120>
movl   $0x0,-0x28(%rbp)
cmpl   $0x10,-0x28(%rbp)
jge    120d <row_to_block_transpose+0x10d>
mov    -0x20(%rbp),%eax
shl    $0x4,%eax
add    -0x28(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    117e <row_to_block_transpose+0x7e>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
shl    $0x4,%eax
add    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jl     11ad <row_to_block_transpose+0xad>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%ecx
imul   -0x8(%rbp),%ecx
add    -0x1c(%rbp),%ecx
shl    $0x4,%ecx
shl    $0x4,%ecx
mov    -0x28(%rbp),%edx
shl    $0x4,%edx
add    %edx,%ecx
add    -0x24(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
jmp    11fa <row_to_block_transpose+0xfa>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%ecx
mov    -0x20(%rbp),%edx
shl    $0x4,%edx
add    %edx,%ecx
imul   -0x4(%rbp),%ecx
mov    -0x1c(%rbp),%edx
shl    $0x4,%edx
add    %edx,%ecx
add    -0x24(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%ecx
imul   -0x8(%rbp),%ecx
add    -0x1c(%rbp),%ecx
shl    $0x4,%ecx
shl    $0x4,%ecx
mov    -0x28(%rbp),%edx
shl    $0x4,%edx
add    %edx,%ecx
add    -0x24(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
jmp    11ff <row_to_block_transpose+0xff>
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    1150 <row_to_block_transpose+0x50>
jmp    1212 <row_to_block_transpose+0x112>
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    113f <row_to_block_transpose+0x3f>
jmp    1225 <row_to_block_transpose+0x125>
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    112c <row_to_block_transpose+0x2c>
jmp    1238 <row_to_block_transpose+0x138>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1119 <row_to_block_transpose+0x19>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<row_to_block_transpose>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
test   %esi,%esi
jle    1234 <row_to_block_transpose+0x134>
mov    %esi,%ebp
movslq %edi,%rax
mov    %esi,%esi
mov    %rsi,-0x20(%rsp)
shl    $0x8,%ebp
mov    %ebp,-0x30(%rsp)
mov    %eax,%esi
shl    $0x4,%esi
mov    %esi,-0x34(%rsp)
xor    %esi,%esi
xor    %ebp,%ebp
xor    %r8d,%r8d
jmp    1166 <row_to_block_transpose+0x66>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    -0x18(%rsp),%r8
add    $0x1,%r8
mov    -0x38(%rsp),%ebp
add    $0x100,%ebp
mov    -0x10(%rsp),%rsi
add    $0x10,%esi
cmp    -0x20(%rsp),%r8
je     1234 <row_to_block_transpose+0x134>
mov    %r8,-0x18(%rsp)
shl    $0x4,%r8d
xor    %ebx,%ebx
mov    %rsi,-0x10(%rsp)
mov    %esi,%r14d
mov    %ebp,-0x38(%rsp)
xor    %esi,%esi
jmp    11b9 <row_to_block_transpose+0xb9>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    -0x8(%rsp),%rsi
add    $0x1,%rsi
mov    -0x2c(%rsp),%ebp
add    -0x30(%rsp),%ebp
mov    -0x28(%rsp),%r14d
add    -0x34(%rsp),%r14d
mov    -0x24(%rsp),%ebx
add    $0x10,%ebx
cmp    -0x20(%rsp),%rsi
je     1140 <row_to_block_transpose+0x40>
mov    %rsi,-0x8(%rsp)
mov    %ebx,-0x24(%rsp)
movslq %ebx,%r10
xor    %r11d,%r11d
mov    %r14d,-0x28(%rsp)
mov    %ebp,-0x2c(%rsp)
jmp    11f1 <row_to_block_transpose+0xf1>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
add    $0x1,%r11d
add    $0x1,%ebp
add    $0x1,%r14d
cmp    $0x10,%r11d
je     1190 <row_to_block_transpose+0x90>
lea    (%r11,%r8,1),%esi
mov    %r14d,%r12d
mov    %ebp,%r15d
xor    %r9d,%r9d
jmp    121a <row_to_block_transpose+0x11a>
movslq %r15d,%r15
movsd  %xmm0,(%rcx,%r15,8)
add    $0x1,%r9
add    $0x10,%r15d
add    %edi,%r12d
cmp    $0x10,%r9
je     11e0 <row_to_block_transpose+0xe0>
lea    (%r10,%r9,1),%r13
xorps  %xmm0,%xmm0
cmp    %rax,%r13
jge    1200 <row_to_block_transpose+0x100>
cmp    %edi,%esi
jge    1200 <row_to_block_transpose+0x100>
movslq %r12d,%rbx
movsd  (%rdx,%rbx,8),%xmm0
jmp    1200 <row_to_block_transpose+0x100>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @row_to_block_transpose(i32 %0, i32 %1, double* noalias %2, double* noalias %3) {
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca double*
%8 = alloca double*
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
store i32 %0, i32* %5
store i32 %1, i32* %6
store double* %2, double** %7
store double* %3, double** %8
store i32 0, i32* %9
br label %13
13: ; preds = %104, %4
%14 = load i32, i32* %9
%15 = load i32, i32* %6
%16 = icmp slt i32 %14, %15
br i1 %16, label %17, label %107
17: ; preds = %13
store i32 0, i32* %10
br label %18
18: ; preds = %100, %17
%19 = load i32, i32* %10
%20 = load i32, i32* %6
%21 = icmp slt i32 %19, %20
br i1 %21, label %22, label %103
22: ; preds = %18
store i32 0, i32* %11
br label %23
23: ; preds = %96, %22
%24 = load i32, i32* %11
%25 = icmp slt i32 %24, 16
br i1 %25, label %26, label %99
26: ; preds = %23
store i32 0, i32* %12
br label %27
27: ; preds = %92, %26
%28 = load i32, i32* %12
%29 = icmp slt i32 %28, 16
br i1 %29, label %30, label %95
30: ; preds = %27
%31 = load i32, i32* %10
%32 = mul nsw i32 %31, 16
%33 = load i32, i32* %12
%34 = add nsw i32 %32, %33
%35 = load i32, i32* %5
%36 = icmp sge i32 %34, %35
br i1 %36, label %44, label %37
37: ; preds = %30
%38 = load i32, i32* %9
%39 = mul nsw i32 %38, 16
%40 = load i32, i32* %11
%41 = add nsw i32 %39, %40
%42 = load i32, i32* %5
%43 = icmp sge i32 %41, %42
br i1 %43, label %44, label %60
44: ; preds = %37, %30
%45 = load double*, double** %8
%46 = load i32, i32* %10
%47 = load i32, i32* %6
%48 = mul nsw i32 %46, %47
%49 = load i32, i32* %9
%50 = add nsw i32 %48, %49
%51 = mul nsw i32 %50, 16
%52 = mul nsw i32 %51, 16
%53 = load i32, i32* %12
%54 = mul nsw i32 %53, 16
%55 = add nsw i32 %52, %54
%56 = load i32, i32* %11
%57 = add nsw i32 %55, %56
%58 = sext i32 %57 to i64
%59 = getelementptr inbounds double, double* %45, i64 %58
store double 0.000000e+00, double* %59
br label %91
60: ; preds = %37
%61 = load double*, double** %7
%62 = load i32, i32* %12
%63 = load i32, i32* %10
%64 = mul nsw i32 %63, 16
%65 = add nsw i32 %62, %64
%66 = load i32, i32* %5
%67 = mul nsw i32 %65, %66
%68 = load i32, i32* %9
%69 = mul nsw i32 %68, 16
%70 = add nsw i32 %67, %69
%71 = load i32, i32* %11
%72 = add nsw i32 %70, %71
%73 = sext i32 %72 to i64
%74 = getelementptr inbounds double, double* %61, i64 %73
%75 = load double, double* %74
%76 = load double*, double** %8
%77 = load i32, i32* %10
%78 = load i32, i32* %6
%79 = mul nsw i32 %77, %78
%80 = load i32, i32* %9
%81 = add nsw i32 %79, %80
%82 = mul nsw i32 %81, 16
%83 = mul nsw i32 %82, 16
%84 = load i32, i32* %12
%85 = mul nsw i32 %84, 16
%86 = add nsw i32 %83, %85
%87 = load i32, i32* %11
%88 = add nsw i32 %86, %87
%89 = sext i32 %88 to i64
%90 = getelementptr inbounds double, double* %76, i64 %89
store double %75, double* %90
br label %91
91: ; preds = %60, %44
br label %92
92: ; preds = %91
%93 = load i32, i32* %12
%94 = add nsw i32 %93, 1
store i32 %94, i32* %12
br label %27
95: ; preds = %27
br label %96
96: ; preds = %95
%97 = load i32, i32* %11
%98 = add nsw i32 %97, 1
store i32 %98, i32* %11
br label %23
99: ; preds = %23
br label %100
100: ; preds = %99
%101 = load i32, i32* %10
%102 = add nsw i32 %101, 1
store i32 %102, i32* %10
br label %18
103: ; preds = %18
br label %104
104: ; preds = %103
%105 = load i32, i32* %9
%106 = add nsw i32 %105, 1
store i32 %106, i32* %9
br label %13
107: ; preds = %13
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @row_to_block_transpose(i32 %0, i32 %1, double* noalias nocapture %2, double* noalias nocapture writeonly %3) {
%5 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %5, label %6, label %58
6: ; preds = %4
%7 = sext i32 %0 to i64
%8 = zext i32 %1 to i64
%9 = zext i32 %1 to i64
br label %10
10: ; preds = %55, %6
%11 = phi i64 [ 0, %6 ], [ %56, %55 ]
%12 = trunc i64 %11 to i32
%13 = shl nsw i32 %12, 4
br label %14
14: ; preds = %10, %52
%15 = phi i64 [ 0, %10 ], [ %53, %52 ]
%16 = trunc i64 %15 to i32
%17 = shl nsw i32 %16, 4
%18 = mul i64 %15, %8
%19 = add i64 %18, %11
%20 = trunc i64 %19 to i32
%21 = shl nsw i32 %20, 8
%22 = sext i32 %17 to i64
br label %23
23: ; preds = %14, %49
%24 = phi i32 [ 0, %14 ], [ %50, %49 ]
%25 = add nuw nsw i32 %24, %13
%26 = icmp sge i32 %25, %0
%27 = add nuw i32 %24, %21
br label %28
28: ; preds = %23, %40
%29 = phi i64 [ 0, %23 ], [ %47, %40 ]
%30 = add nuw nsw i64 %29, %22
%31 = icmp sge i64 %30, %7
%32 = select i1 %31, i1 true, i1 %26
br i1 %32, label %40, label %33
33: ; preds = %28
%34 = trunc i64 %30 to i32
%35 = mul i32 %34, %0
%36 = add i32 %25, %35
%37 = sext i32 %36 to i64
%38 = getelementptr inbounds double, double* %2, i64 %37
%39 = load double, double* %38
br label %40
40: ; preds = %28, %33
%41 = phi double [ %39, %33 ], [ 0.000000e+00, %28 ]
%42 = trunc i64 %29 to i32
%43 = shl i32 %42, 4
%44 = add i32 %27, %43
%45 = sext i32 %44 to i64
%46 = getelementptr inbounds double, double* %3, i64 %45
store double %41, double* %46
%47 = add nuw nsw i64 %29, 1
%48 = icmp eq i64 %47, 16
br i1 %48, label %49, label %28
49: ; preds = %40
%50 = add nuw nsw i32 %24, 1
%51 = icmp eq i32 %50, 16
br i1 %51, label %52, label %23
52: ; preds = %49
%53 = add nuw nsw i64 %15, 1
%54 = icmp eq i64 %53, %9
br i1 %54, label %55, label %14
55: ; preds = %52
%56 = add nuw nsw i64 %11, 1
%57 = icmp eq i64 %56, %9
br i1 %57, label %58, label %10
58: ; preds = %55, %4
ret void
}