#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 */
int /*<<< orphan*/ AddRoundKey(int, unsigned char **, unsigned char *);
int /*<<< orphan*/ MixColumns(unsigned char **);
int /*<<< orphan*/ ShiftRows(unsigned char **);
int /*<<< orphan*/ SubBytes(unsigned char **);
void Cipher(int Nr, unsigned char *in, unsigned char *out,
            unsigned char state[][4], unsigned char *RoundKey) {
  int i, j, round = 0;
  for (i = 0; i < 4; i++) {
    for (j = 0; j < 4; j++) {
      state[j][i] = in[i * 4 + j];
    }
  }
  AddRoundKey(0, state, RoundKey);
  for (round = 1; round < Nr; round++) {
    SubBytes(state);
    ShiftRows(state);
    MixColumns(state);
    AddRoundKey(round, state, RoundKey);
  }
  SubBytes(state);
  ShiftRows(state);
  AddRoundKey(Nr, state, RoundKey);
  for (i = 0; i < 4; i++) {
    for (j = 0; j < 4; j++) {
      out[i * 4 + j] = state[j][i];
    }
  }
  return;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<Cipher>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x40,%rsp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
mov    %r8,-0x28(%rbp)
movl   $0x0,-0x34(%rbp)
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
cmpl   $0x4,-0x2c(%rbp)
jge    11ce <Cipher+0x8e>
movl   $0x0,-0x30(%rbp)
cmpl   $0x4,-0x30(%rbp)
jge    11bb <Cipher+0x7b>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
shl    $0x2,%ecx
add    -0x30(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,1),%dl
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x30(%rbp),%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
mov    %dl,(%rax,%rcx,1)
mov    -0x30(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
jmp    117a <Cipher+0x3a>
jmp    11c0 <Cipher+0x80>
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    1169 <Cipher+0x29>
mov    -0x20(%rbp),%rsi
mov    -0x28(%rbp),%rdx
xor    %edi,%edi
call   1040 <AddRoundKey@plt>
movl   $0x1,-0x34(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    1229 <Cipher+0xe9>
mov    -0x20(%rbp),%rdi
call   1050 <SubBytes@plt>
mov    -0x20(%rbp),%rdi
call   1030 <ShiftRows@plt>
mov    -0x20(%rbp),%rdi
call   1060 <MixColumns@plt>
mov    -0x34(%rbp),%edi
mov    -0x20(%rbp),%rsi
mov    -0x28(%rbp),%rdx
call   1040 <AddRoundKey@plt>
mov    -0x34(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
jmp    11e4 <Cipher+0xa4>
mov    -0x20(%rbp),%rdi
call   1050 <SubBytes@plt>
mov    -0x20(%rbp),%rdi
call   1030 <ShiftRows@plt>
mov    -0x4(%rbp),%edi
mov    -0x20(%rbp),%rsi
mov    -0x28(%rbp),%rdx
call   1040 <AddRoundKey@plt>
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
cmpl   $0x4,-0x2c(%rbp)
jge    12b7 <Cipher+0x177>
movl   $0x0,-0x30(%rbp)
cmpl   $0x4,-0x30(%rbp)
jge    12a4 <Cipher+0x164>
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x30(%rbp),%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,1),%dl
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
shl    $0x2,%ecx
add    -0x30(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    %dl,(%rax,%rcx,1)
mov    -0x30(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
jmp    1263 <Cipher+0x123>
jmp    12a9 <Cipher+0x169>
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    1252 <Cipher+0x112>
add    $0x40,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<Cipher>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r12
push   %rbx
mov    %r8,%r15
mov    %rcx,%rbx
mov    %rdx,%r14
mov    %edi,%r12d
mov    (%rsi),%al
mov    %al,(%rcx)
mov    0x1(%rsi),%al
mov    %al,0x4(%rcx)
mov    0x2(%rsi),%al
mov    %al,0x8(%rcx)
mov    0x3(%rsi),%al
mov    %al,0xc(%rcx)
mov    0x4(%rsi),%al
mov    %al,0x1(%rcx)
mov    0x5(%rsi),%al
mov    %al,0x5(%rcx)
mov    0x6(%rsi),%al
mov    %al,0x9(%rcx)
mov    0x7(%rsi),%al
mov    %al,0xd(%rcx)
mov    0x8(%rsi),%al
mov    %al,0x2(%rcx)
mov    0x9(%rsi),%al
mov    %al,0x6(%rcx)
mov    0xa(%rsi),%al
mov    %al,0xa(%rcx)
mov    0xb(%rsi),%al
mov    %al,0xe(%rcx)
mov    0xc(%rsi),%al
mov    %al,0x3(%rcx)
mov    0xd(%rsi),%al
mov    %al,0x7(%rcx)
mov    0xe(%rsi),%al
mov    %al,0xb(%rcx)
mov    0xf(%rsi),%al
mov    %al,0xf(%rcx)
xor    %edi,%edi
mov    %rcx,%rsi
mov    %r8,%rdx
call   1040 <AddRoundKey@plt>
cmp    $0x2,%r12d
jl     11fd <Cipher+0xbd>
mov    $0x1,%ebp
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %rbx,%rdi
call   1050 <SubBytes@plt>
mov    %rbx,%rdi
call   1030 <ShiftRows@plt>
mov    %rbx,%rdi
call   1060 <MixColumns@plt>
mov    %ebp,%edi
mov    %rbx,%rsi
mov    %r15,%rdx
call   1040 <AddRoundKey@plt>
add    $0x1,%ebp
cmp    %ebp,%r12d
jne    11d0 <Cipher+0x90>
mov    %rbx,%rdi
call   1050 <SubBytes@plt>
mov    %rbx,%rdi
call   1030 <ShiftRows@plt>
mov    %r12d,%edi
mov    %rbx,%rsi
mov    %r15,%rdx
call   1040 <AddRoundKey@plt>
mov    (%rbx),%al
mov    %al,(%r14)
mov    0x4(%rbx),%al
mov    %al,0x1(%r14)
mov    0x8(%rbx),%al
mov    %al,0x2(%r14)
mov    0xc(%rbx),%al
mov    %al,0x3(%r14)
mov    0x1(%rbx),%al
mov    %al,0x4(%r14)
mov    0x5(%rbx),%al
mov    %al,0x5(%r14)
mov    0x9(%rbx),%al
mov    %al,0x6(%r14)
mov    0xd(%rbx),%al
mov    %al,0x7(%r14)
mov    0x2(%rbx),%al
mov    %al,0x8(%r14)
mov    0x6(%rbx),%al
mov    %al,0x9(%r14)
mov    0xa(%rbx),%al
mov    %al,0xa(%r14)
mov    0xe(%rbx),%al
mov    %al,0xb(%r14)
mov    0x3(%rbx),%al
mov    %al,0xc(%r14)
mov    0x7(%rbx),%al
mov    %al,0xd(%r14)
mov    0xb(%rbx),%al
mov    %al,0xe(%r14)
mov    0xf(%rbx),%al
mov    %al,0xf(%r14)
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @Cipher(i32 %0, i8* %1, i8* %2, [4 x i8]* %3, i8* %4) {
%6 = alloca i32
%7 = alloca i8*
%8 = alloca i8*
%9 = alloca [4 x i8]*
%10 = alloca i8*
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
%13 = alloca i32
store i32 %0, i32* %6
store i8* %1, i8** %7
store i8* %2, i8** %8
store [4 x i8]* %3, [4 x i8]** %9
store i8* %4, i8** %10
store i32 0, i32* %13
store i32 0, i32* %11
br label %14
14: ; preds = %41, %5
%15 = load i32, i32* %11
%16 = icmp slt i32 %15, 4
br i1 %16, label %17, label %44
17: ; preds = %14
store i32 0, i32* %12
br label %18
18: ; preds = %37, %17
%19 = load i32, i32* %12
%20 = icmp slt i32 %19, 4
br i1 %20, label %21, label %40
21: ; preds = %18
%22 = load i8*, i8** %7
%23 = load i32, i32* %11
%24 = mul nsw i32 %23, 4
%25 = load i32, i32* %12
%26 = add nsw i32 %24, %25
%27 = sext i32 %26 to i64
%28 = getelementptr inbounds i8, i8* %22, i64 %27
%29 = load i8, i8* %28
%30 = load [4 x i8]*, [4 x i8]** %9
%31 = load i32, i32* %12
%32 = sext i32 %31 to i64
%33 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %30, i64 %32
%34 = load i32, i32* %11
%35 = sext i32 %34 to i64
%36 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %33, i64 0, i64 %35
store i8 %29, i8* %36
br label %37
37: ; preds = %21
%38 = load i32, i32* %12
%39 = add nsw i32 %38, 1
store i32 %39, i32* %12
br label %18
40: ; preds = %18
br label %41
41: ; preds = %40
%42 = load i32, i32* %11
%43 = add nsw i32 %42, 1
store i32 %43, i32* %11
br label %14
44: ; preds = %14
%45 = load [4 x i8]*, [4 x i8]** %9
%46 = bitcast [4 x i8]* %45 to i8**
%47 = load i8*, i8** %10
%48 = call i32 @AddRoundKey(i32 0, i8** %46, i8* %47)
store i32 1, i32* %13
br label %49
49: ; preds = %68, %44
%50 = load i32, i32* %13
%51 = load i32, i32* %6
%52 = icmp slt i32 %50, %51
br i1 %52, label %53, label %71
53: ; preds = %49
%54 = load [4 x i8]*, [4 x i8]** %9
%55 = bitcast [4 x i8]* %54 to i8**
%56 = call i32 @SubBytes(i8** %55)
%57 = load [4 x i8]*, [4 x i8]** %9
%58 = bitcast [4 x i8]* %57 to i8**
%59 = call i32 @ShiftRows(i8** %58)
%60 = load [4 x i8]*, [4 x i8]** %9
%61 = bitcast [4 x i8]* %60 to i8**
%62 = call i32 @MixColumns(i8** %61)
%63 = load i32, i32* %13
%64 = load [4 x i8]*, [4 x i8]** %9
%65 = bitcast [4 x i8]* %64 to i8**
%66 = load i8*, i8** %10
%67 = call i32 @AddRoundKey(i32 %63, i8** %65, i8* %66)
br label %68
68: ; preds = %53
%69 = load i32, i32* %13
%70 = add nsw i32 %69, 1
store i32 %70, i32* %13
br label %49
71: ; preds = %49
%72 = load [4 x i8]*, [4 x i8]** %9
%73 = bitcast [4 x i8]* %72 to i8**
%74 = call i32 @SubBytes(i8** %73)
%75 = load [4 x i8]*, [4 x i8]** %9
%76 = bitcast [4 x i8]* %75 to i8**
%77 = call i32 @ShiftRows(i8** %76)
%78 = load i32, i32* %6
%79 = load [4 x i8]*, [4 x i8]** %9
%80 = bitcast [4 x i8]* %79 to i8**
%81 = load i8*, i8** %10
%82 = call i32 @AddRoundKey(i32 %78, i8** %80, i8* %81)
store i32 0, i32* %11
br label %83
83: ; preds = %110, %71
%84 = load i32, i32* %11
%85 = icmp slt i32 %84, 4
br i1 %85, label %86, label %113
86: ; preds = %83
store i32 0, i32* %12
br label %87
87: ; preds = %106, %86
%88 = load i32, i32* %12
%89 = icmp slt i32 %88, 4
br i1 %89, label %90, label %109
90: ; preds = %87
%91 = load [4 x i8]*, [4 x i8]** %9
%92 = load i32, i32* %12
%93 = sext i32 %92 to i64
%94 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %91, i64 %93
%95 = load i32, i32* %11
%96 = sext i32 %95 to i64
%97 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %94, i64 0, i64 %96
%98 = load i8, i8* %97
%99 = load i8*, i8** %8
%100 = load i32, i32* %11
%101 = mul nsw i32 %100, 4
%102 = load i32, i32* %12
%103 = add nsw i32 %101, %102
%104 = sext i32 %103 to i64
%105 = getelementptr inbounds i8, i8* %99, i64 %104
store i8 %98, i8* %105
br label %106
106: ; preds = %90
%107 = load i32, i32* %12
%108 = add nsw i32 %107, 1
store i32 %108, i32* %12
br label %87
109: ; preds = %87
br label %110
110: ; preds = %109
%111 = load i32, i32* %11
%112 = add nsw i32 %111, 1
store i32 %112, i32* %11
br label %83
113: ; preds = %83
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @Cipher(i32 %0, i8* nocapture %1, i8* nocapture writeonly %2, [4 x i8]* %3, i8* %4) {
%6 = load i8, i8* %1
%7 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %3, i64 0, i64 0
store i8 %6, i8* %7
%8 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 1
%9 = load i8, i8* %8
%10 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %3, i64 1, i64 0
store i8 %9, i8* %10
%11 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 2
%12 = load i8, i8* %11
%13 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %3, i64 2, i64 0
store i8 %12, i8* %13
%14 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 3
%15 = load i8, i8* %14
%16 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %3, i64 3, i64 0
store i8 %15, i8* %16
%17 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 4
%18 = load i8, i8* %17
%19 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %3, i64 0, i64 1
store i8 %18, i8* %19
%20 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 5
%21 = load i8, i8* %20
%22 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %3, i64 1, i64 1
store i8 %21, i8* %22
%23 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 6
%24 = load i8, i8* %23
%25 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %3, i64 2, i64 1
store i8 %24, i8* %25
%26 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 7
%27 = load i8, i8* %26
%28 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %3, i64 3, i64 1
store i8 %27, i8* %28
%29 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 8
%30 = load i8, i8* %29
%31 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %3, i64 0, i64 2
store i8 %30, i8* %31
%32 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 9
%33 = load i8, i8* %32
%34 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %3, i64 1, i64 2
store i8 %33, i8* %34
%35 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 10
%36 = load i8, i8* %35
%37 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %3, i64 2, i64 2
store i8 %36, i8* %37
%38 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 11
%39 = load i8, i8* %38
%40 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %3, i64 3, i64 2
store i8 %39, i8* %40
%41 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 12
%42 = load i8, i8* %41
%43 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %3, i64 0, i64 3
store i8 %42, i8* %43
%44 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 13
%45 = load i8, i8* %44
%46 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %3, i64 1, i64 3
store i8 %45, i8* %46
%47 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 14
%48 = load i8, i8* %47
%49 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %3, i64 2, i64 3
store i8 %48, i8* %49
%50 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 15
%51 = load i8, i8* %50
%52 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %3, i64 3, i64 3
store i8 %51, i8* %52
%53 = bitcast [4 x i8]* %3 to i8**
%54 = tail call i32 @AddRoundKey(i32 0, i8** %53, i8* %4)
%55 = icmp sgt i32 %0, 1
br i1 %55, label %56, label %64
56: ; preds = %5, %56
%57 = phi i32 [ %62, %56 ], [ 1, %5 ]
%58 = tail call i32 @SubBytes(i8** %53)
%59 = tail call i32 @ShiftRows(i8** %53)
%60 = tail call i32 @MixColumns(i8** %53)
%61 = tail call i32 @AddRoundKey(i32 %57, i8** %53, i8* %4)
%62 = add nuw nsw i32 %57, 1
%63 = icmp eq i32 %62, %0
br i1 %63, label %64, label %56
64: ; preds = %56, %5
%65 = tail call i32 @SubBytes(i8** %53)
%66 = tail call i32 @ShiftRows(i8** %53)
%67 = tail call i32 @AddRoundKey(i32 %0, i8** %53, i8* %4)
%68 = load i8, i8* %7
store i8 %68, i8* %2
%69 = load i8, i8* %10
%70 = getelementptr inbounds i8, i8* %2, i64 1
store i8 %69, i8* %70
%71 = load i8, i8* %13
%72 = getelementptr inbounds i8, i8* %2, i64 2
store i8 %71, i8* %72
%73 = load i8, i8* %16
%74 = getelementptr inbounds i8, i8* %2, i64 3
store i8 %73, i8* %74
%75 = load i8, i8* %19
%76 = getelementptr inbounds i8, i8* %2, i64 4
store i8 %75, i8* %76
%77 = load i8, i8* %22
%78 = getelementptr inbounds i8, i8* %2, i64 5
store i8 %77, i8* %78
%79 = load i8, i8* %25
%80 = getelementptr inbounds i8, i8* %2, i64 6
store i8 %79, i8* %80
%81 = load i8, i8* %28
%82 = getelementptr inbounds i8, i8* %2, i64 7
store i8 %81, i8* %82
%83 = load i8, i8* %31
%84 = getelementptr inbounds i8, i8* %2, i64 8
store i8 %83, i8* %84
%85 = load i8, i8* %34
%86 = getelementptr inbounds i8, i8* %2, i64 9
store i8 %85, i8* %86
%87 = load i8, i8* %37
%88 = getelementptr inbounds i8, i8* %2, i64 10
store i8 %87, i8* %88
%89 = load i8, i8* %40
%90 = getelementptr inbounds i8, i8* %2, i64 11
store i8 %89, i8* %90
%91 = load i8, i8* %43
%92 = getelementptr inbounds i8, i8* %2, i64 12
store i8 %91, i8* %92
%93 = load i8, i8* %46
%94 = getelementptr inbounds i8, i8* %2, i64 13
store i8 %93, i8* %94
%95 = load i8, i8* %49
%96 = getelementptr inbounds i8, i8* %2, i64 14
store i8 %95, i8* %96
%97 = load i8, i8* %52
%98 = getelementptr inbounds i8, i8* %2, i64 15
store i8 %97, i8* %98
ret void
}