#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 */
typedef int uint8_t;

/* Variables and functions */
int gmul(int, int);
void inv_mix_columns(uint8_t *state) {
  uint8_t a[4];
  for (uint8_t k = 0; k < 4; k++) {
    for (uint8_t i = 0; i < 4; i++) {
      a[i] = state[i + 4 * k];
    }
    state[4 * k] =
        gmul(a[0], 14) ^ gmul(a[3], 9) ^ gmul(a[2], 13) ^ gmul(a[1], 11);
    state[1 + 4 * k] =
        gmul(a[1], 14) ^ gmul(a[0], 9) ^ gmul(a[3], 13) ^ gmul(a[2], 11);
    state[2 + 4 * k] =
        gmul(a[2], 14) ^ gmul(a[1], 9) ^ gmul(a[0], 13) ^ gmul(a[3], 11);
    state[3 + 4 * k] =
        gmul(a[3], 14) ^ gmul(a[2], 9) ^ gmul(a[1], 13) ^ gmul(a[0], 11);
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<inv_mix_columns>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x60,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
cmpl   $0x4,-0x24(%rbp)
jge    1300 <inv_mix_columns+0x1f0>
movl   $0x0,-0x28(%rbp)
cmpl   $0x4,-0x28(%rbp)
jge    1169 <inv_mix_columns+0x59>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%ecx
mov    -0x24(%rbp),%edx
shl    $0x2,%edx
add    %edx,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%ecx
movslq -0x28(%rbp),%rax
mov    %ecx,-0x20(%rbp,%rax,4)
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    1134 <inv_mix_columns+0x24>
mov    -0x20(%rbp),%edi
mov    $0xe,%esi
call   1030 <gmul@plt>
mov    %eax,-0x58(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%edi
mov    $0x9,%esi
call   1030 <gmul@plt>
mov    %eax,%ecx
mov    -0x58(%rbp),%eax
xor    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x54(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%edi
mov    $0xd,%esi
call   1030 <gmul@plt>
mov    %eax,%ecx
mov    -0x54(%rbp),%eax
xor    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x50(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%edi
mov    $0xb,%esi
call   1030 <gmul@plt>
mov    -0x50(%rbp),%edx
xor    %eax,%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
shl    $0x2,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x1c(%rbp),%edi
mov    $0xe,%esi
call   1030 <gmul@plt>
mov    %eax,-0x4c(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%edi
mov    $0x9,%esi
call   1030 <gmul@plt>
mov    %eax,%ecx
mov    -0x4c(%rbp),%eax
xor    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x48(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%edi
mov    $0xd,%esi
call   1030 <gmul@plt>
mov    %eax,%ecx
mov    -0x48(%rbp),%eax
xor    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x44(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%edi
mov    $0xb,%esi
call   1030 <gmul@plt>
mov    -0x44(%rbp),%edx
xor    %eax,%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
shl    $0x2,%ecx
add    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x18(%rbp),%edi
mov    $0xe,%esi
call   1030 <gmul@plt>
mov    %eax,-0x40(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%edi
mov    $0x9,%esi
call   1030 <gmul@plt>
mov    %eax,%ecx
mov    -0x40(%rbp),%eax
xor    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%edi
mov    $0xd,%esi
call   1030 <gmul@plt>
mov    %eax,%ecx
mov    -0x3c(%rbp),%eax
xor    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x38(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%edi
mov    $0xb,%esi
call   1030 <gmul@plt>
mov    -0x38(%rbp),%edx
xor    %eax,%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
shl    $0x2,%ecx
add    $0x2,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x14(%rbp),%edi
mov    $0xe,%esi
call   1030 <gmul@plt>
mov    %eax,-0x34(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%edi
mov    $0x9,%esi
call   1030 <gmul@plt>
mov    %eax,%ecx
mov    -0x34(%rbp),%eax
xor    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%edi
mov    $0xd,%esi
call   1030 <gmul@plt>
mov    %eax,%ecx
mov    -0x30(%rbp),%eax
xor    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%edi
mov    $0xb,%esi
call   1030 <gmul@plt>
mov    -0x2c(%rbp),%edx
xor    %eax,%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
shl    $0x2,%ecx
add    $0x3,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    1123 <inv_mix_columns+0x13>
add    $0x60,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<inv_mix_columns>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x18,%rsp
mov    %rdi,0x10(%rsp)
xor    %r12d,%r12d
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
mov    0x10(%rsp),%rax
mov    (%rax,%r12,1),%edi
mov    %edi,0xc(%rsp)
mov    0x4(%rax,%r12,1),%ebx
mov    0x8(%rax,%r12,1),%r13d
mov    %r13d,(%rsp)
mov    0xc(%rax,%r12,1),%ebp
mov    %ebp,0x4(%rsp)
mov    $0xe,%esi
call   1030 <gmul@plt>
mov    %eax,%r15d
mov    %ebp,%edi
mov    $0x9,%esi
call   1030 <gmul@plt>
mov    %eax,%r14d
xor    %r15d,%r14d
mov    %r13d,%edi
mov    $0xd,%esi
call   1030 <gmul@plt>
mov    %eax,%ebp
mov    %ebx,0x8(%rsp)
mov    %ebx,%edi
mov    $0xb,%esi
call   1030 <gmul@plt>
xor    %ebp,%eax
xor    %r14d,%eax
mov    0x10(%rsp),%r15
mov    %eax,(%r15,%r12,1)
mov    %ebx,%edi
mov    $0xe,%esi
call   1030 <gmul@plt>
mov    %eax,%ebp
mov    0xc(%rsp),%r14d
mov    %r14d,%edi
mov    $0x9,%esi
call   1030 <gmul@plt>
mov    %eax,%ebx
xor    %ebp,%ebx
mov    0x4(%rsp),%edi
mov    $0xd,%esi
call   1030 <gmul@plt>
mov    %eax,%r13d
mov    (%rsp),%ebp
mov    %ebp,%edi
mov    $0xb,%esi
call   1030 <gmul@plt>
xor    %r13d,%eax
xor    %ebx,%eax
mov    %eax,0x4(%r15,%r12,1)
mov    %ebp,%edi
mov    $0xe,%esi
call   1030 <gmul@plt>
mov    %eax,%ebx
mov    0x8(%rsp),%edi
mov    $0x9,%esi
call   1030 <gmul@plt>
mov    %eax,%ebp
xor    %ebx,%ebp
mov    %r14d,%edi
mov    $0xd,%esi
call   1030 <gmul@plt>
mov    %eax,%r13d
mov    0x4(%rsp),%ebx
mov    %ebx,%edi
mov    $0xb,%esi
call   1030 <gmul@plt>
xor    %r13d,%eax
xor    %ebp,%eax
mov    %eax,0x8(%r15,%r12,1)
mov    %ebx,%edi
mov    $0xe,%esi
call   1030 <gmul@plt>
mov    %eax,%ebx
mov    (%rsp),%edi
mov    $0x9,%esi
call   1030 <gmul@plt>
mov    %eax,%ebp
xor    %ebx,%ebp
mov    0x8(%rsp),%edi
mov    $0xd,%esi
call   1030 <gmul@plt>
mov    %eax,%ebx
mov    %r14d,%edi
mov    $0xb,%esi
call   1030 <gmul@plt>
xor    %ebx,%eax
xor    %ebp,%eax
mov    %eax,0xc(%r15,%r12,1)
add    $0x10,%r12
cmp    $0x40,%r12
jne    1130 <inv_mix_columns+0x20>
add    $0x18,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @inv_mix_columns(i32* %0) {
%2 = alloca i32*
%3 = alloca [4 x i32]
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
store i32* %0, i32** %2
store i32 0, i32* %4
br label %6
6: ; preds = %112, %1
%7 = load i32, i32* %4
%8 = icmp slt i32 %7, 4
br i1 %8, label %9, label %115
9: ; preds = %6
store i32 0, i32* %5
br label %10
10: ; preds = %25, %9
%11 = load i32, i32* %5
%12 = icmp slt i32 %11, 4
br i1 %12, label %13, label %28
13: ; preds = %10
%14 = load i32*, i32** %2
%15 = load i32, i32* %5
%16 = load i32, i32* %4
%17 = mul nsw i32 4, %16
%18 = add nsw i32 %15, %17
%19 = sext i32 %18 to i64
%20 = getelementptr inbounds i32, i32* %14, i64 %19
%21 = load i32, i32* %20
%22 = load i32, i32* %5
%23 = sext i32 %22 to i64
%24 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %3, i64 0, i64 %23
store i32 %21, i32* %24
br label %25
25: ; preds = %13
%26 = load i32, i32* %5
%27 = add nsw i32 %26, 1
store i32 %27, i32* %5
br label %10
28: ; preds = %10
%29 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %3, i64 0, i64 0
%30 = load i32, i32* %29
%31 = call i32 @gmul(i32 %30, i32 14)
%32 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %3, i64 0, i64 3
%33 = load i32, i32* %32
%34 = call i32 @gmul(i32 %33, i32 9)
%35 = xor i32 %31, %34
%36 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %3, i64 0, i64 2
%37 = load i32, i32* %36
%38 = call i32 @gmul(i32 %37, i32 13)
%39 = xor i32 %35, %38
%40 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %3, i64 0, i64 1
%41 = load i32, i32* %40
%42 = call i32 @gmul(i32 %41, i32 11)
%43 = xor i32 %39, %42
%44 = load i32*, i32** %2
%45 = load i32, i32* %4
%46 = mul nsw i32 4, %45
%47 = sext i32 %46 to i64
%48 = getelementptr inbounds i32, i32* %44, i64 %47
store i32 %43, i32* %48
%49 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %3, i64 0, i64 1
%50 = load i32, i32* %49
%51 = call i32 @gmul(i32 %50, i32 14)
%52 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %3, i64 0, i64 0
%53 = load i32, i32* %52
%54 = call i32 @gmul(i32 %53, i32 9)
%55 = xor i32 %51, %54
%56 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %3, i64 0, i64 3
%57 = load i32, i32* %56
%58 = call i32 @gmul(i32 %57, i32 13)
%59 = xor i32 %55, %58
%60 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %3, i64 0, i64 2
%61 = load i32, i32* %60
%62 = call i32 @gmul(i32 %61, i32 11)
%63 = xor i32 %59, %62
%64 = load i32*, i32** %2
%65 = load i32, i32* %4
%66 = mul nsw i32 4, %65
%67 = add nsw i32 1, %66
%68 = sext i32 %67 to i64
%69 = getelementptr inbounds i32, i32* %64, i64 %68
store i32 %63, i32* %69
%70 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %3, i64 0, i64 2
%71 = load i32, i32* %70
%72 = call i32 @gmul(i32 %71, i32 14)
%73 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %3, i64 0, i64 1
%74 = load i32, i32* %73
%75 = call i32 @gmul(i32 %74, i32 9)
%76 = xor i32 %72, %75
%77 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %3, i64 0, i64 0
%78 = load i32, i32* %77
%79 = call i32 @gmul(i32 %78, i32 13)
%80 = xor i32 %76, %79
%81 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %3, i64 0, i64 3
%82 = load i32, i32* %81
%83 = call i32 @gmul(i32 %82, i32 11)
%84 = xor i32 %80, %83
%85 = load i32*, i32** %2
%86 = load i32, i32* %4
%87 = mul nsw i32 4, %86
%88 = add nsw i32 2, %87
%89 = sext i32 %88 to i64
%90 = getelementptr inbounds i32, i32* %85, i64 %89
store i32 %84, i32* %90
%91 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %3, i64 0, i64 3
%92 = load i32, i32* %91
%93 = call i32 @gmul(i32 %92, i32 14)
%94 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %3, i64 0, i64 2
%95 = load i32, i32* %94
%96 = call i32 @gmul(i32 %95, i32 9)
%97 = xor i32 %93, %96
%98 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %3, i64 0, i64 1
%99 = load i32, i32* %98
%100 = call i32 @gmul(i32 %99, i32 13)
%101 = xor i32 %97, %100
%102 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %3, i64 0, i64 0
%103 = load i32, i32* %102
%104 = call i32 @gmul(i32 %103, i32 11)
%105 = xor i32 %101, %104
%106 = load i32*, i32** %2
%107 = load i32, i32* %4
%108 = mul nsw i32 4, %107
%109 = add nsw i32 3, %108
%110 = sext i32 %109 to i64
%111 = getelementptr inbounds i32, i32* %106, i64 %110
store i32 %105, i32* %111
br label %112
112: ; preds = %28
%113 = load i32, i32* %4
%114 = add nsw i32 %113, 1
store i32 %114, i32* %4
br label %6
115: ; preds = %6
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @inv_mix_columns(i32* nocapture %0) {
br label %2
2: ; preds = %1, %2
%3 = phi i64 [ 0, %1 ], [ %47, %2 ]
%4 = shl nsw i64 %3, 2
%5 = getelementptr i32, i32* %0, i64 %4
%6 = load i32, i32* %5
%7 = getelementptr inbounds i32, i32* %5, i64 1
%8 = load i32, i32* %7
%9 = getelementptr inbounds i32, i32* %5, i64 2
%10 = load i32, i32* %9
%11 = getelementptr inbounds i32, i32* %5, i64 3
%12 = load i32, i32* %11
%13 = tail call i32 @gmul(i32 %6, i32 14)
%14 = tail call i32 @gmul(i32 %12, i32 9)
%15 = xor i32 %14, %13
%16 = tail call i32 @gmul(i32 %10, i32 13)
%17 = xor i32 %15, %16
%18 = tail call i32 @gmul(i32 %8, i32 11)
%19 = xor i32 %17, %18
store i32 %19, i32* %5
%20 = tail call i32 @gmul(i32 %8, i32 14)
%21 = tail call i32 @gmul(i32 %6, i32 9)
%22 = xor i32 %21, %20
%23 = tail call i32 @gmul(i32 %12, i32 13)
%24 = xor i32 %22, %23
%25 = tail call i32 @gmul(i32 %10, i32 11)
%26 = xor i32 %24, %25
%27 = or i64 %4, 1
%28 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %27
store i32 %26, i32* %28
%29 = tail call i32 @gmul(i32 %10, i32 14)
%30 = tail call i32 @gmul(i32 %8, i32 9)
%31 = xor i32 %30, %29
%32 = tail call i32 @gmul(i32 %6, i32 13)
%33 = xor i32 %31, %32
%34 = tail call i32 @gmul(i32 %12, i32 11)
%35 = xor i32 %33, %34
%36 = or i64 %4, 2
%37 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %36
store i32 %35, i32* %37
%38 = tail call i32 @gmul(i32 %12, i32 14)
%39 = tail call i32 @gmul(i32 %10, i32 9)
%40 = xor i32 %39, %38
%41 = tail call i32 @gmul(i32 %8, i32 13)
%42 = xor i32 %40, %41
%43 = tail call i32 @gmul(i32 %6, i32 11)
%44 = xor i32 %42, %43
%45 = or i64 %4, 3
%46 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %45
store i32 %44, i32* %46
%47 = add nuw nsw i64 %3, 1
%48 = icmp eq i64 %47, 4
br i1 %48, label %49, label %2
49: ; preds = %2
ret void
}