void changeState(int i, int j, int state[4][4]) {
  int x;
  for (x = 0; x < 4; x++)
    state[i][x] = 1 - state[i][x];
  for (x = 0; x < 4; x++)
    state[x][j] = 1 - state[x][j];
  state[i][j] = 1 - state[i][j];
}


x86 assembly (clang, -O0):
<changeState>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %esi,-0x8(%rbp)
mov    %rdx,-0x10(%rbp)
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
cmpl   $0x4,-0x14(%rbp)
jge    115e <changeState+0x5e>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x4(%rbp),%rcx
shl    $0x4,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    $0x1,%edx
sub    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x4(%rbp),%rcx
shl    $0x4,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1115 <changeState+0x15>
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
cmpl   $0x4,-0x14(%rbp)
jge    11ae <changeState+0xae>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
shl    $0x4,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x8(%rbp),%rcx
mov    $0x1,%edx
sub    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
shl    $0x4,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x8(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1165 <changeState+0x65>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x4(%rbp),%rcx
shl    $0x4,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x8(%rbp),%rcx
mov    $0x1,%edx
sub    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x4(%rbp),%rcx
shl    $0x4,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x8(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<changeState>:
movslq %edi,%rax
shl    $0x4,%rax
lea    (%rdx,%rax,1),%rcx
movdqu (%rdx,%rax,1),%xmm0
movdqa 0xee8(%rip),%xmm1
psubd  %xmm0,%xmm1
movdqu %xmm1,(%rdx,%rax,1)
movslq %esi,%rax
mov    $0x1,%esi
mov    $0x1,%edi
sub    (%rdx,%rax,4),%edi
mov    %edi,(%rdx,%rax,4)
mov    $0x1,%edi
sub    0x10(%rdx,%rax,4),%edi
mov    %edi,0x10(%rdx,%rax,4)
mov    $0x1,%edi
sub    0x20(%rdx,%rax,4),%edi
mov    %edi,0x20(%rdx,%rax,4)
mov    $0x1,%edi
sub    0x30(%rdx,%rax,4),%edi
mov    %edi,0x30(%rdx,%rax,4)
sub    (%rcx,%rax,4),%esi
mov    %esi,(%rcx,%rax,4)
ret

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

LLVM IR (-O2):
define void @changeState(i32 %0, i32 %1, [4 x i32]* nocapture %2) {
%4 = sext i32 %0 to i64
%5 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %2, i64 %4, i64 0
%6 = bitcast i32* %5 to <4 x i32>*
%7 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %6
%8 = sub nsw <4 x i32> <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>, %7
%9 = bitcast i32* %5 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %8, <4 x i32>* %9
%10 = sext i32 %1 to i64
%11 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %2, i64 0, i64 %10
%12 = load i32, i32* %11
%13 = sub nsw i32 1, %12
store i32 %13, i32* %11
%14 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %2, i64 1, i64 %10
%15 = load i32, i32* %14
%16 = sub nsw i32 1, %15
store i32 %16, i32* %14
%17 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %2, i64 2, i64 %10
%18 = load i32, i32* %17
%19 = sub nsw i32 1, %18
store i32 %19, i32* %17
%20 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %2, i64 3, i64 %10
%21 = load i32, i32* %20
%22 = sub nsw i32 1, %21
store i32 %22, i32* %20
%23 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %2, i64 %4, i64 %10
%24 = load i32, i32* %23
%25 = sub nsw i32 1, %24
store i32 %25, i32* %23
ret void
}