unsigned char galois_multiply(unsigned char a, unsigned char b) {
  unsigned char result = 0;
  unsigned char high_bit_set = 0;
  for (int i = 0; i < 8; i++) {
    if (b & 1)
      result ^= a;
    high_bit_set = (a & 0x80);
    a <<= 1;
    if (high_bit_set == 0x80)
      a ^= 0x1b;
    b >>= 1;
  }
  return result;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<galois_multiply>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %sil,%al
mov    %dil,%cl
mov    %cl,-0x1(%rbp)
mov    %al,-0x2(%rbp)
movb   $0x0,-0x3(%rbp)
movb   $0x0,-0x4(%rbp)
movl   $0x0,-0x8(%rbp)
cmpl   $0x8,-0x8(%rbp)
jge    118d <galois_multiply+0x8d>
movzbl -0x2(%rbp),%eax
and    $0x1,%eax
cmp    $0x0,%eax
je     1146 <galois_multiply+0x46>
movzbl -0x1(%rbp),%ecx
movzbl -0x3(%rbp),%eax
xor    %ecx,%eax
mov    %al,-0x3(%rbp)
movzbl -0x1(%rbp),%eax
and    $0x80,%eax
mov    %al,-0x4(%rbp)
movzbl -0x1(%rbp),%eax
shl    $0x1,%eax
mov    %al,-0x1(%rbp)
movzbl -0x4(%rbp),%eax
cmp    $0x80,%eax
jne    1175 <galois_multiply+0x75>
movzbl -0x1(%rbp),%eax
xor    $0x1b,%eax
mov    %al,-0x1(%rbp)
movzbl -0x2(%rbp),%eax
sar    $0x1,%eax
mov    %al,-0x2(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
jmp    111f <galois_multiply+0x1f>
movzbl -0x3(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<galois_multiply>:
mov    %esi,%eax
and    $0x1,%al
neg    %al
and    %dil,%al
lea    (%rdi,%rdi,1),%ecx
movzbl %cl,%edx
xor    $0x1b,%cl
test   %dil,%dil
movzbl %cl,%ecx
cmovns %edx,%ecx
mov    %esi,%edx
shl    $0x6,%dl
sar    $0x7,%dl
and    %cl,%dl
xor    %al,%dl
lea    (%rcx,%rcx,1),%eax
movzbl %al,%edi
xor    $0x1b,%al
test   %cl,%cl
movzbl %al,%eax
cmovns %edi,%eax
mov    %esi,%ecx
shl    $0x5,%cl
sar    $0x7,%cl
and    %al,%cl
xor    %dl,%cl
lea    (%rax,%rax,1),%edx
movzbl %dl,%edi
xor    $0x1b,%dl
test   %al,%al
movzbl %dl,%eax
cmovns %edi,%eax
mov    %esi,%edx
shl    $0x4,%dl
sar    $0x7,%dl
and    %al,%dl
xor    %cl,%dl
lea    (%rax,%rax,1),%ecx
movzbl %cl,%edi
xor    $0x1b,%cl
test   %al,%al
movzbl %cl,%eax
cmovns %edi,%eax
lea    0x0(,%rsi,8),%ecx
sar    $0x7,%cl
and    %al,%cl
xor    %dl,%cl
lea    (%rax,%rax,1),%edx
movzbl %dl,%edi
xor    $0x1b,%dl
test   %al,%al
movzbl %dl,%eax
cmovns %edi,%eax
lea    0x0(,%rsi,4),%edx
sar    $0x7,%dl
and    %al,%dl
xor    %cl,%dl
lea    (%rax,%rax,1),%ecx
movzbl %cl,%edi
xor    $0x1b,%cl
test   %al,%al
movzbl %cl,%eax
cmovns %edi,%eax
lea    (%rsi,%rsi,1),%ecx
sar    $0x7,%cl
and    %al,%cl
xor    %dl,%cl
lea    (%rax,%rax,1),%edx
movzbl %dl,%edi
xor    $0x1b,%dl
test   %al,%al
movzbl %dl,%eax
cmovns %edi,%eax
sar    $0x7,%sil
and    %sil,%al
xor    %cl,%al
ret

LLVM IR (-O0):
define zeroext i8 @galois_multiply(i8 zeroext %0, i8 zeroext %1) {
%3 = alloca i8
%4 = alloca i8
%5 = alloca i8
%6 = alloca i8
%7 = alloca i32
store i8 %0, i8* %3
store i8 %1, i8* %4
store i8 0, i8* %5
store i8 0, i8* %6
store i32 0, i32* %7
br label %8
8: ; preds = %45, %2
%9 = load i32, i32* %7
%10 = icmp slt i32 %9, 8
br i1 %10, label %11, label %48
11: ; preds = %8
%12 = load i8, i8* %4
%13 = zext i8 %12 to i32
%14 = and i32 %13, 1
%15 = icmp ne i32 %14, 0
br i1 %15, label %16, label %23
16: ; preds = %11
%17 = load i8, i8* %3
%18 = zext i8 %17 to i32
%19 = load i8, i8* %5
%20 = zext i8 %19 to i32
%21 = xor i32 %20, %18
%22 = trunc i32 %21 to i8
store i8 %22, i8* %5
br label %23
23: ; preds = %16, %11
%24 = load i8, i8* %3
%25 = zext i8 %24 to i32
%26 = and i32 %25, 128
%27 = trunc i32 %26 to i8
store i8 %27, i8* %6
%28 = load i8, i8* %3
%29 = zext i8 %28 to i32
%30 = shl i32 %29, 1
%31 = trunc i32 %30 to i8
store i8 %31, i8* %3
%32 = load i8, i8* %6
%33 = zext i8 %32 to i32
%34 = icmp eq i32 %33, 128
br i1 %34, label %35, label %40
35: ; preds = %23
%36 = load i8, i8* %3
%37 = zext i8 %36 to i32
%38 = xor i32 %37, 27
%39 = trunc i32 %38 to i8
store i8 %39, i8* %3
br label %40
40: ; preds = %35, %23
%41 = load i8, i8* %4
%42 = zext i8 %41 to i32
%43 = ashr i32 %42, 1
%44 = trunc i32 %43 to i8
store i8 %44, i8* %4
br label %45
45: ; preds = %40
%46 = load i32, i32* %7
%47 = add nsw i32 %46, 1
store i32 %47, i32* %7
br label %8
48: ; preds = %8
%49 = load i8, i8* %5
ret i8 %49
}

LLVM IR (-O2):
define zeroext i8 @galois_multiply(i8 zeroext %0, i8 zeroext %1) {
%3 = and i8 %1, 1
%4 = icmp eq i8 %3, 0
%5 = select i1 %4, i8 0, i8 %0
%6 = shl i8 %0, 1
%7 = icmp slt i8 %0, 0
%8 = xor i8 %6, 27
%9 = select i1 %7, i8 %8, i8 %6
%10 = and i8 %1, 2
%11 = icmp eq i8 %10, 0
%12 = select i1 %11, i8 0, i8 %9
%13 = xor i8 %12, %5
%14 = shl i8 %9, 1
%15 = icmp slt i8 %9, 0
%16 = xor i8 %14, 27
%17 = select i1 %15, i8 %16, i8 %14
%18 = and i8 %1, 4
%19 = icmp eq i8 %18, 0
%20 = select i1 %19, i8 0, i8 %17
%21 = xor i8 %20, %13
%22 = shl i8 %17, 1
%23 = icmp slt i8 %17, 0
%24 = xor i8 %22, 27
%25 = select i1 %23, i8 %24, i8 %22
%26 = and i8 %1, 8
%27 = icmp eq i8 %26, 0
%28 = select i1 %27, i8 0, i8 %25
%29 = xor i8 %28, %21
%30 = shl i8 %25, 1
%31 = icmp slt i8 %25, 0
%32 = xor i8 %30, 27
%33 = select i1 %31, i8 %32, i8 %30
%34 = and i8 %1, 16
%35 = icmp eq i8 %34, 0
%36 = select i1 %35, i8 0, i8 %33
%37 = xor i8 %36, %29
%38 = shl i8 %33, 1
%39 = icmp slt i8 %33, 0
%40 = xor i8 %38, 27
%41 = select i1 %39, i8 %40, i8 %38
%42 = and i8 %1, 32
%43 = icmp eq i8 %42, 0
%44 = select i1 %43, i8 0, i8 %41
%45 = xor i8 %44, %37
%46 = shl i8 %41, 1
%47 = icmp slt i8 %41, 0
%48 = xor i8 %46, 27
%49 = select i1 %47, i8 %48, i8 %46
%50 = and i8 %1, 64
%51 = icmp eq i8 %50, 0
%52 = select i1 %51, i8 0, i8 %49
%53 = xor i8 %52, %45
%54 = shl i8 %49, 1
%55 = icmp slt i8 %49, 0
%56 = xor i8 %54, 27
%57 = select i1 %55, i8 %56, i8 %54
%58 = icmp slt i8 %1, 0
%59 = select i1 %58, i8 %57, i8 0
%60 = xor i8 %59, %53
ret i8 %60
}