#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 */
unsigned char dot(int, unsigned char);
void mix_columns(unsigned char s[][4]) {
  int c;
  unsigned char t[4];
  for (c = 0; c < 4; c++) {
    t[0] = dot(2, s[0][c]) ^ dot(3, s[1][c]) ^ s[2][c] ^ s[3][c];
    t[1] = s[0][c] ^ dot(2, s[1][c]) ^ dot(3, s[2][c]) ^ s[3][c];
    t[2] = s[0][c] ^ s[1][c] ^ dot(2, s[2][c]) ^ dot(3, s[3][c]);
    t[3] = dot(3, s[0][c]) ^ s[1][c] ^ s[2][c] ^ dot(2, s[3][c]);
    s[0][c] = t[0];
    s[1][c] = t[1];
    s[2][c] = t[2];
    s[3][c] = t[3];
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<mix_columns>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
movl   $0x0,-0xc(%rbp)
cmpl   $0x4,-0xc(%rbp)
jge    12fe <mix_columns+0x1ee>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0xc(%rbp),%rcx
mov    $0x2,%edi
movzbl (%rax,%rcx,1),%esi
call   1030 <dot@plt>
movzbl %al,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0xc(%rbp),%rcx
mov    $0x3,%edi
movzbl 0x4(%rax,%rcx,1),%esi
call   1030 <dot@plt>
mov    %al,%cl
mov    -0x28(%rbp),%eax
movzbl %cl,%ecx
xor    %ecx,%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0xc(%rbp),%rdx
movzbl 0x8(%rcx,%rdx,1),%ecx
xor    %ecx,%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0xc(%rbp),%rdx
movzbl 0xc(%rcx,%rdx,1),%ecx
xor    %ecx,%eax
mov    %al,-0x10(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0xc(%rbp),%rcx
movzbl (%rax,%rcx,1),%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0xc(%rbp),%rcx
mov    $0x2,%edi
movzbl 0x4(%rax,%rcx,1),%esi
call   1030 <dot@plt>
mov    %al,%cl
mov    -0x24(%rbp),%eax
movzbl %cl,%ecx
xor    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0xc(%rbp),%rcx
mov    $0x3,%edi
movzbl 0x8(%rax,%rcx,1),%esi
call   1030 <dot@plt>
mov    %al,%cl
mov    -0x20(%rbp),%eax
movzbl %cl,%ecx
xor    %ecx,%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0xc(%rbp),%rdx
movzbl 0xc(%rcx,%rdx,1),%ecx
xor    %ecx,%eax
mov    %al,-0xf(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0xc(%rbp),%rcx
movzbl (%rax,%rcx,1),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0xc(%rbp),%rdx
movzbl 0x4(%rcx,%rdx,1),%ecx
xor    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0xc(%rbp),%rcx
mov    $0x2,%edi
movzbl 0x8(%rax,%rcx,1),%esi
call   1030 <dot@plt>
mov    %al,%cl
mov    -0x1c(%rbp),%eax
movzbl %cl,%ecx
xor    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0xc(%rbp),%rcx
mov    $0x3,%edi
movzbl 0xc(%rax,%rcx,1),%esi
call   1030 <dot@plt>
mov    %al,%cl
mov    -0x18(%rbp),%eax
movzbl %cl,%ecx
xor    %ecx,%eax
mov    %al,-0xe(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0xc(%rbp),%rcx
mov    $0x3,%edi
movzbl (%rax,%rcx,1),%esi
call   1030 <dot@plt>
movzbl %al,%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0xc(%rbp),%rdx
movzbl 0x4(%rcx,%rdx,1),%ecx
xor    %ecx,%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0xc(%rbp),%rdx
movzbl 0x8(%rcx,%rdx,1),%ecx
xor    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0xc(%rbp),%rcx
mov    $0x2,%edi
movzbl 0xc(%rax,%rcx,1),%esi
call   1030 <dot@plt>
mov    %al,%cl
mov    -0x14(%rbp),%eax
movzbl %cl,%ecx
xor    %ecx,%eax
mov    %al,-0xd(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%dl
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0xc(%rbp),%rcx
mov    %dl,(%rax,%rcx,1)
mov    -0xf(%rbp),%dl
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0xc(%rbp),%rcx
mov    %dl,0x4(%rax,%rcx,1)
mov    -0xe(%rbp),%dl
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0xc(%rbp),%rcx
mov    %dl,0x8(%rax,%rcx,1)
mov    -0xd(%rbp),%dl
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0xc(%rbp),%rcx
mov    %dl,0xc(%rax,%rcx,1)
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
jmp    1123 <mix_columns+0x13>
add    $0x30,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<mix_columns>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    %rdi,%rbx
mov    $0xfffffffffffffffc,%rbp
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
movzbl 0x4(%rbx,%rbp,1),%esi
mov    $0x2,%edi
call   1030 <dot@plt>
mov    %eax,%r14d
movzbl 0x8(%rbx,%rbp,1),%esi
mov    $0x3,%edi
call   1030 <dot@plt>
mov    %eax,%r13d
xor    %r14b,%r13b
xor    0xc(%rbx,%rbp,1),%r13b
xor    0x10(%rbx,%rbp,1),%r13b
movzbl 0x4(%rbx,%rbp,1),%r14d
movzbl 0x8(%rbx,%rbp,1),%esi
mov    $0x2,%edi
call   1030 <dot@plt>
mov    %eax,%r15d
xor    %r14b,%r15b
movzbl 0xc(%rbx,%rbp,1),%esi
mov    $0x3,%edi
call   1030 <dot@plt>
mov    %eax,%r14d
xor    %r15b,%r14b
xor    0x10(%rbx,%rbp,1),%r14b
movzbl 0x8(%rbx,%rbp,1),%r12d
xor    0x4(%rbx,%rbp,1),%r12b
movzbl 0xc(%rbx,%rbp,1),%esi
mov    $0x2,%edi
call   1030 <dot@plt>
mov    %eax,%r15d
xor    %r12b,%r15b
movzbl 0x10(%rbx,%rbp,1),%esi
mov    $0x3,%edi
call   1030 <dot@plt>
mov    %eax,%r12d
xor    %r15b,%r12b
movzbl 0x4(%rbx,%rbp,1),%esi
mov    $0x3,%edi
call   1030 <dot@plt>
mov    %eax,%r15d
xor    0x8(%rbx,%rbp,1),%r15b
xor    0xc(%rbx,%rbp,1),%r15b
movzbl 0x10(%rbx,%rbp,1),%esi
mov    $0x2,%edi
call   1030 <dot@plt>
xor    %r15b,%al
mov    %r13b,0x4(%rbx,%rbp,1)
mov    %r14b,0x8(%rbx,%rbp,1)
mov    %r12b,0xc(%rbx,%rbp,1)
mov    %al,0x10(%rbx,%rbp,1)
inc    %rbp
jne    1130 <mix_columns+0x20>
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @mix_columns([4 x i8]* %0) {
%2 = alloca [4 x i8]*
%3 = alloca i32
%4 = alloca [4 x i8]
store [4 x i8]* %0, [4 x i8]** %2
store i32 0, i32* %3
br label %5
5: ; preds = %177, %1
%6 = load i32, i32* %3
%7 = icmp slt i32 %6, 4
br i1 %7, label %8, label %180
8: ; preds = %5
%9 = load [4 x i8]*, [4 x i8]** %2
%10 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %9, i64 0
%11 = load i32, i32* %3
%12 = sext i32 %11 to i64
%13 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %10, i64 0, i64 %12
%14 = load i8, i8* %13
%15 = call zeroext i8 @dot(i32 2, i8 zeroext %14)
%16 = zext i8 %15 to i32
%17 = load [4 x i8]*, [4 x i8]** %2
%18 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %17, i64 1
%19 = load i32, i32* %3
%20 = sext i32 %19 to i64
%21 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %18, i64 0, i64 %20
%22 = load i8, i8* %21
%23 = call zeroext i8 @dot(i32 3, i8 zeroext %22)
%24 = zext i8 %23 to i32
%25 = xor i32 %16, %24
%26 = load [4 x i8]*, [4 x i8]** %2
%27 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %26, i64 2
%28 = load i32, i32* %3
%29 = sext i32 %28 to i64
%30 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %27, i64 0, i64 %29
%31 = load i8, i8* %30
%32 = zext i8 %31 to i32
%33 = xor i32 %25, %32
%34 = load [4 x i8]*, [4 x i8]** %2
%35 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %34, i64 3
%36 = load i32, i32* %3
%37 = sext i32 %36 to i64
%38 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %35, i64 0, i64 %37
%39 = load i8, i8* %38
%40 = zext i8 %39 to i32
%41 = xor i32 %33, %40
%42 = trunc i32 %41 to i8
%43 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %4, i64 0, i64 0
store i8 %42, i8* %43
%44 = load [4 x i8]*, [4 x i8]** %2
%45 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %44, i64 0
%46 = load i32, i32* %3
%47 = sext i32 %46 to i64
%48 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %45, i64 0, i64 %47
%49 = load i8, i8* %48
%50 = zext i8 %49 to i32
%51 = load [4 x i8]*, [4 x i8]** %2
%52 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %51, i64 1
%53 = load i32, i32* %3
%54 = sext i32 %53 to i64
%55 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %52, i64 0, i64 %54
%56 = load i8, i8* %55
%57 = call zeroext i8 @dot(i32 2, i8 zeroext %56)
%58 = zext i8 %57 to i32
%59 = xor i32 %50, %58
%60 = load [4 x i8]*, [4 x i8]** %2
%61 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %60, i64 2
%62 = load i32, i32* %3
%63 = sext i32 %62 to i64
%64 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %61, i64 0, i64 %63
%65 = load i8, i8* %64
%66 = call zeroext i8 @dot(i32 3, i8 zeroext %65)
%67 = zext i8 %66 to i32
%68 = xor i32 %59, %67
%69 = load [4 x i8]*, [4 x i8]** %2
%70 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %69, i64 3
%71 = load i32, i32* %3
%72 = sext i32 %71 to i64
%73 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %70, i64 0, i64 %72
%74 = load i8, i8* %73
%75 = zext i8 %74 to i32
%76 = xor i32 %68, %75
%77 = trunc i32 %76 to i8
%78 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %4, i64 0, i64 1
store i8 %77, i8* %78
%79 = load [4 x i8]*, [4 x i8]** %2
%80 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %79, i64 0
%81 = load i32, i32* %3
%82 = sext i32 %81 to i64
%83 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %80, i64 0, i64 %82
%84 = load i8, i8* %83
%85 = zext i8 %84 to i32
%86 = load [4 x i8]*, [4 x i8]** %2
%87 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %86, i64 1
%88 = load i32, i32* %3
%89 = sext i32 %88 to i64
%90 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %87, i64 0, i64 %89
%91 = load i8, i8* %90
%92 = zext i8 %91 to i32
%93 = xor i32 %85, %92
%94 = load [4 x i8]*, [4 x i8]** %2
%95 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %94, i64 2
%96 = load i32, i32* %3
%97 = sext i32 %96 to i64
%98 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %95, i64 0, i64 %97
%99 = load i8, i8* %98
%100 = call zeroext i8 @dot(i32 2, i8 zeroext %99)
%101 = zext i8 %100 to i32
%102 = xor i32 %93, %101
%103 = load [4 x i8]*, [4 x i8]** %2
%104 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %103, i64 3
%105 = load i32, i32* %3
%106 = sext i32 %105 to i64
%107 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %104, i64 0, i64 %106
%108 = load i8, i8* %107
%109 = call zeroext i8 @dot(i32 3, i8 zeroext %108)
%110 = zext i8 %109 to i32
%111 = xor i32 %102, %110
%112 = trunc i32 %111 to i8
%113 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %4, i64 0, i64 2
store i8 %112, i8* %113
%114 = load [4 x i8]*, [4 x i8]** %2
%115 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %114, i64 0
%116 = load i32, i32* %3
%117 = sext i32 %116 to i64
%118 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %115, i64 0, i64 %117
%119 = load i8, i8* %118
%120 = call zeroext i8 @dot(i32 3, i8 zeroext %119)
%121 = zext i8 %120 to i32
%122 = load [4 x i8]*, [4 x i8]** %2
%123 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %122, i64 1
%124 = load i32, i32* %3
%125 = sext i32 %124 to i64
%126 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %123, i64 0, i64 %125
%127 = load i8, i8* %126
%128 = zext i8 %127 to i32
%129 = xor i32 %121, %128
%130 = load [4 x i8]*, [4 x i8]** %2
%131 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %130, i64 2
%132 = load i32, i32* %3
%133 = sext i32 %132 to i64
%134 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %131, i64 0, i64 %133
%135 = load i8, i8* %134
%136 = zext i8 %135 to i32
%137 = xor i32 %129, %136
%138 = load [4 x i8]*, [4 x i8]** %2
%139 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %138, i64 3
%140 = load i32, i32* %3
%141 = sext i32 %140 to i64
%142 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %139, i64 0, i64 %141
%143 = load i8, i8* %142
%144 = call zeroext i8 @dot(i32 2, i8 zeroext %143)
%145 = zext i8 %144 to i32
%146 = xor i32 %137, %145
%147 = trunc i32 %146 to i8
%148 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %4, i64 0, i64 3
store i8 %147, i8* %148
%149 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %4, i64 0, i64 0
%150 = load i8, i8* %149
%151 = load [4 x i8]*, [4 x i8]** %2
%152 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %151, i64 0
%153 = load i32, i32* %3
%154 = sext i32 %153 to i64
%155 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %152, i64 0, i64 %154
store i8 %150, i8* %155
%156 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %4, i64 0, i64 1
%157 = load i8, i8* %156
%158 = load [4 x i8]*, [4 x i8]** %2
%159 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %158, i64 1
%160 = load i32, i32* %3
%161 = sext i32 %160 to i64
%162 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %159, i64 0, i64 %161
store i8 %157, i8* %162
%163 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %4, i64 0, i64 2
%164 = load i8, i8* %163
%165 = load [4 x i8]*, [4 x i8]** %2
%166 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %165, i64 2
%167 = load i32, i32* %3
%168 = sext i32 %167 to i64
%169 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %166, i64 0, i64 %168
store i8 %164, i8* %169
%170 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %4, i64 0, i64 3
%171 = load i8, i8* %170
%172 = load [4 x i8]*, [4 x i8]** %2
%173 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %172, i64 3
%174 = load i32, i32* %3
%175 = sext i32 %174 to i64
%176 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %173, i64 0, i64 %175
store i8 %171, i8* %176
br label %177
177: ; preds = %8
%178 = load i32, i32* %3
%179 = add nsw i32 %178, 1
store i32 %179, i32* %3
br label %5
180: ; preds = %5
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @mix_columns([4 x i8]* nocapture %0) {
br label %2
2: ; preds = %1, %2
%3 = phi i64 [ 0, %1 ], [ %44, %2 ]
%4 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %0, i64 0, i64 %3
%5 = load i8, i8* %4
%6 = tail call zeroext i8 @dot(i32 2, i8 zeroext %5)
%7 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %0, i64 1, i64 %3
%8 = load i8, i8* %7
%9 = tail call zeroext i8 @dot(i32 3, i8 zeroext %8)
%10 = xor i8 %9, %6
%11 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %0, i64 2, i64 %3
%12 = load i8, i8* %11
%13 = xor i8 %10, %12
%14 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %0, i64 3, i64 %3
%15 = load i8, i8* %14
%16 = xor i8 %13, %15
%17 = load i8, i8* %4
%18 = load i8, i8* %7
%19 = tail call zeroext i8 @dot(i32 2, i8 zeroext %18)
%20 = xor i8 %19, %17
%21 = load i8, i8* %11
%22 = tail call zeroext i8 @dot(i32 3, i8 zeroext %21)
%23 = xor i8 %20, %22
%24 = load i8, i8* %14
%25 = xor i8 %23, %24
%26 = load i8, i8* %4
%27 = load i8, i8* %7
%28 = xor i8 %27, %26
%29 = load i8, i8* %11
%30 = tail call zeroext i8 @dot(i32 2, i8 zeroext %29)
%31 = xor i8 %28, %30
%32 = load i8, i8* %14
%33 = tail call zeroext i8 @dot(i32 3, i8 zeroext %32)
%34 = xor i8 %31, %33
%35 = load i8, i8* %4
%36 = tail call zeroext i8 @dot(i32 3, i8 zeroext %35)
%37 = load i8, i8* %7
%38 = xor i8 %37, %36
%39 = load i8, i8* %11
%40 = xor i8 %38, %39
%41 = load i8, i8* %14
%42 = tail call zeroext i8 @dot(i32 2, i8 zeroext %41)
%43 = xor i8 %40, %42
store i8 %16, i8* %4
store i8 %25, i8* %7
store i8 %34, i8* %11
store i8 %43, i8* %14
%44 = add nuw nsw i64 %3, 1
%45 = icmp eq i64 %44, 4
br i1 %45, label %46, label %2
46: ; preds = %2
ret void
}