void shift_rows(unsigned char state[][4]) {
  int tmp;
  tmp = state[1][0];
  state[1][0] = state[1][1];
  state[1][1] = state[1][2];
  state[1][2] = state[1][3];
  state[1][3] = tmp;
  tmp = state[2][0];
  state[2][0] = state[2][2];
  state[2][2] = tmp;
  tmp = state[2][1];
  state[2][1] = state[2][3];
  state[2][3] = tmp;
  tmp = state[3][3];
  state[3][3] = state[3][2];
  state[3][2] = state[3][1];
  state[3][1] = state[3][0];
  state[3][0] = tmp;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<shift_rows>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movzbl 0x4(%rax),%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    0x5(%rax),%cl
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %cl,0x4(%rax)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    0x6(%rax),%cl
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %cl,0x5(%rax)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    0x7(%rax),%cl
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %cl,0x6(%rax)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %al,%cl
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %cl,0x7(%rax)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movzbl 0x8(%rax),%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    0xa(%rax),%cl
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %cl,0x8(%rax)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %al,%cl
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %cl,0xa(%rax)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movzbl 0x9(%rax),%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    0xb(%rax),%cl
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %cl,0x9(%rax)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %al,%cl
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %cl,0xb(%rax)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movzbl 0xf(%rax),%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    0xe(%rax),%cl
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %cl,0xf(%rax)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    0xd(%rax),%cl
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %cl,0xe(%rax)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    0xc(%rax),%cl
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %cl,0xd(%rax)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %al,%cl
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %cl,0xc(%rax)
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<shift_rows>:
mov    0x4(%rdi),%al
mov    0x5(%rdi),%cl
mov    %cl,0x4(%rdi)
movzwl 0x6(%rdi),%ecx
mov    %cx,0x5(%rdi)
mov    %al,0x7(%rdi)
roll   $0x10,0x8(%rdi)
mov    0xf(%rdi),%al
mov    0xe(%rdi),%cl
mov    %cl,0xf(%rdi)
movzwl 0xc(%rdi),%ecx
mov    %cx,0xd(%rdi)
mov    %al,0xc(%rdi)
ret

LLVM IR (-O0):
define void @shift_rows([4 x i8]* %0) {
%2 = alloca [4 x i8]*
%3 = alloca i32
store [4 x i8]* %0, [4 x i8]** %2
%4 = load [4 x i8]*, [4 x i8]** %2
%5 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %4, i64 1
%6 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %5, i64 0, i64 0
%7 = load i8, i8* %6
%8 = zext i8 %7 to i32
store i32 %8, i32* %3
%9 = load [4 x i8]*, [4 x i8]** %2
%10 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %9, i64 1
%11 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %10, i64 0, i64 1
%12 = load i8, i8* %11
%13 = load [4 x i8]*, [4 x i8]** %2
%14 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %13, i64 1
%15 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %14, i64 0, i64 0
store i8 %12, i8* %15
%16 = load [4 x i8]*, [4 x i8]** %2
%17 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %16, i64 1
%18 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %17, i64 0, i64 2
%19 = load i8, i8* %18
%20 = load [4 x i8]*, [4 x i8]** %2
%21 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %20, i64 1
%22 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %21, i64 0, i64 1
store i8 %19, i8* %22
%23 = load [4 x i8]*, [4 x i8]** %2
%24 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %23, i64 1
%25 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %24, i64 0, i64 3
%26 = load i8, i8* %25
%27 = load [4 x i8]*, [4 x i8]** %2
%28 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %27, i64 1
%29 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %28, i64 0, i64 2
store i8 %26, i8* %29
%30 = load i32, i32* %3
%31 = trunc i32 %30 to i8
%32 = load [4 x i8]*, [4 x i8]** %2
%33 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %32, i64 1
%34 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %33, i64 0, i64 3
store i8 %31, i8* %34
%35 = load [4 x i8]*, [4 x i8]** %2
%36 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %35, i64 2
%37 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %36, i64 0, i64 0
%38 = load i8, i8* %37
%39 = zext i8 %38 to i32
store i32 %39, i32* %3
%40 = load [4 x i8]*, [4 x i8]** %2
%41 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %40, i64 2
%42 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %41, i64 0, i64 2
%43 = load i8, i8* %42
%44 = load [4 x i8]*, [4 x i8]** %2
%45 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %44, i64 2
%46 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %45, i64 0, i64 0
store i8 %43, i8* %46
%47 = load i32, i32* %3
%48 = trunc i32 %47 to i8
%49 = load [4 x i8]*, [4 x i8]** %2
%50 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %49, i64 2
%51 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %50, i64 0, i64 2
store i8 %48, i8* %51
%52 = load [4 x i8]*, [4 x i8]** %2
%53 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %52, i64 2
%54 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %53, i64 0, i64 1
%55 = load i8, i8* %54
%56 = zext i8 %55 to i32
store i32 %56, i32* %3
%57 = load [4 x i8]*, [4 x i8]** %2
%58 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %57, i64 2
%59 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %58, i64 0, i64 3
%60 = load i8, i8* %59
%61 = load [4 x i8]*, [4 x i8]** %2
%62 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %61, i64 2
%63 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %62, i64 0, i64 1
store i8 %60, i8* %63
%64 = load i32, i32* %3
%65 = trunc i32 %64 to i8
%66 = load [4 x i8]*, [4 x i8]** %2
%67 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %66, i64 2
%68 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %67, i64 0, i64 3
store i8 %65, i8* %68
%69 = load [4 x i8]*, [4 x i8]** %2
%70 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %69, i64 3
%71 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %70, i64 0, i64 3
%72 = load i8, i8* %71
%73 = zext i8 %72 to i32
store i32 %73, i32* %3
%74 = load [4 x i8]*, [4 x i8]** %2
%75 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %74, i64 3
%76 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %75, i64 0, i64 2
%77 = load i8, i8* %76
%78 = load [4 x i8]*, [4 x i8]** %2
%79 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %78, i64 3
%80 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %79, i64 0, i64 3
store i8 %77, i8* %80
%81 = load [4 x i8]*, [4 x i8]** %2
%82 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %81, i64 3
%83 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %82, i64 0, i64 1
%84 = load i8, i8* %83
%85 = load [4 x i8]*, [4 x i8]** %2
%86 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %85, i64 3
%87 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %86, i64 0, i64 2
store i8 %84, i8* %87
%88 = load [4 x i8]*, [4 x i8]** %2
%89 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %88, i64 3
%90 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %89, i64 0, i64 0
%91 = load i8, i8* %90
%92 = load [4 x i8]*, [4 x i8]** %2
%93 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %92, i64 3
%94 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %93, i64 0, i64 1
store i8 %91, i8* %94
%95 = load i32, i32* %3
%96 = trunc i32 %95 to i8
%97 = load [4 x i8]*, [4 x i8]** %2
%98 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %97, i64 3
%99 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %98, i64 0, i64 0
store i8 %96, i8* %99
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @shift_rows([4 x i8]* nocapture %0) {
%2 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %0, i64 1, i64 0
%3 = load i8, i8* %2
%4 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %0, i64 1, i64 1
%5 = load i8, i8* %4
store i8 %5, i8* %2
%6 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %0, i64 1, i64 2
%7 = load i8, i8* %6
store i8 %7, i8* %4
%8 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %0, i64 1, i64 3
%9 = load i8, i8* %8
store i8 %9, i8* %6
store i8 %3, i8* %8
%10 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %0, i64 2, i64 0
%11 = load i8, i8* %10
%12 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %0, i64 2, i64 2
%13 = load i8, i8* %12
store i8 %13, i8* %10
store i8 %11, i8* %12
%14 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %0, i64 2, i64 1
%15 = load i8, i8* %14
%16 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %0, i64 2, i64 3
%17 = load i8, i8* %16
store i8 %17, i8* %14
store i8 %15, i8* %16
%18 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %0, i64 3, i64 3
%19 = load i8, i8* %18
%20 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %0, i64 3, i64 2
%21 = load i8, i8* %20
store i8 %21, i8* %18
%22 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %0, i64 3, i64 1
%23 = load i8, i8* %22
store i8 %23, i8* %20
%24 = getelementptr inbounds [4 x i8], [4 x i8]* %0, i64 3, i64 0
%25 = load i8, i8* %24
store i8 %25, i8* %22
store i8 %19, i8* %24
ret void
}