void addroundkey(unsigned char *state, unsigned char *roundkey) {
  for (int i = 0; i < 4; i++) {
    state[i * 4] = state[i * 4] ^ roundkey[i * 4];
    state[i * 4 + 1] = state[i * 4 + 1] ^ roundkey[i * 4 + 1];
    state[i * 4 + 2] = state[i * 4 + 2] ^ roundkey[i * 4 + 2];
    state[i * 4 + 3] = state[i * 4 + 3] ^ roundkey[i * 4 + 3];
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<addroundkey>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
cmpl   $0x4,-0x14(%rbp)
jge    121e <addroundkey+0x11e>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
shl    $0x2,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movzbl (%rax,%rcx,1),%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
mov    -0x14(%rbp),%edx
shl    $0x2,%edx
movslq %edx,%rdx
movzbl (%rcx,%rdx,1),%ecx
xor    %ecx,%eax
mov    %al,%dl
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
shl    $0x2,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    %dl,(%rax,%rcx,1)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
shl    $0x2,%ecx
add    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movzbl (%rax,%rcx,1),%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
mov    -0x14(%rbp),%edx
shl    $0x2,%edx
add    $0x1,%edx
movslq %edx,%rdx
movzbl (%rcx,%rdx,1),%ecx
xor    %ecx,%eax
mov    %al,%dl
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
shl    $0x2,%ecx
add    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    %dl,(%rax,%rcx,1)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
shl    $0x2,%ecx
add    $0x2,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movzbl (%rax,%rcx,1),%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
mov    -0x14(%rbp),%edx
shl    $0x2,%edx
add    $0x2,%edx
movslq %edx,%rdx
movzbl (%rcx,%rdx,1),%ecx
xor    %ecx,%eax
mov    %al,%dl
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
shl    $0x2,%ecx
add    $0x2,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    %dl,(%rax,%rcx,1)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
shl    $0x2,%ecx
add    $0x3,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movzbl (%rax,%rcx,1),%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
mov    -0x14(%rbp),%edx
shl    $0x2,%edx
add    $0x3,%edx
movslq %edx,%rdx
movzbl (%rcx,%rdx,1),%ecx
xor    %ecx,%eax
mov    %al,%dl
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
shl    $0x2,%ecx
add    $0x3,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    %dl,(%rax,%rcx,1)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1113 <addroundkey+0x13>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<addroundkey>:
mov    (%rsi),%al
xor    %al,(%rdi)
mov    0x1(%rsi),%al
xor    %al,0x1(%rdi)
mov    0x2(%rsi),%al
xor    %al,0x2(%rdi)
mov    0x3(%rsi),%al
xor    %al,0x3(%rdi)
mov    0x4(%rsi),%al
xor    %al,0x4(%rdi)
mov    0x5(%rsi),%al
xor    %al,0x5(%rdi)
mov    0x6(%rsi),%al
xor    %al,0x6(%rdi)
mov    0x7(%rsi),%al
xor    %al,0x7(%rdi)
mov    0x8(%rsi),%al
xor    %al,0x8(%rdi)
mov    0x9(%rsi),%al
xor    %al,0x9(%rdi)
mov    0xa(%rsi),%al
xor    %al,0xa(%rdi)
mov    0xb(%rsi),%al
xor    %al,0xb(%rdi)
mov    0xc(%rsi),%al
xor    %al,0xc(%rdi)
mov    0xd(%rsi),%al
xor    %al,0xd(%rdi)
mov    0xe(%rsi),%al
xor    %al,0xe(%rdi)
mov    0xf(%rsi),%al
xor    %al,0xf(%rdi)
ret

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

LLVM IR (-O2):
define void @addroundkey(i8* nocapture %0, i8* nocapture %1) {
%3 = load i8, i8* %0
%4 = load i8, i8* %1
%5 = xor i8 %4, %3
store i8 %5, i8* %0
%6 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 1
%7 = load i8, i8* %6
%8 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 1
%9 = load i8, i8* %8
%10 = xor i8 %9, %7
store i8 %10, i8* %6
%11 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 2
%12 = load i8, i8* %11
%13 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 2
%14 = load i8, i8* %13
%15 = xor i8 %14, %12
store i8 %15, i8* %11
%16 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 3
%17 = load i8, i8* %16
%18 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 3
%19 = load i8, i8* %18
%20 = xor i8 %19, %17
store i8 %20, i8* %16
%21 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 4
%22 = load i8, i8* %21
%23 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 4
%24 = load i8, i8* %23
%25 = xor i8 %24, %22
store i8 %25, i8* %21
%26 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 5
%27 = load i8, i8* %26
%28 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 5
%29 = load i8, i8* %28
%30 = xor i8 %29, %27
store i8 %30, i8* %26
%31 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 6
%32 = load i8, i8* %31
%33 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 6
%34 = load i8, i8* %33
%35 = xor i8 %34, %32
store i8 %35, i8* %31
%36 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 7
%37 = load i8, i8* %36
%38 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 7
%39 = load i8, i8* %38
%40 = xor i8 %39, %37
store i8 %40, i8* %36
%41 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 8
%42 = load i8, i8* %41
%43 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 8
%44 = load i8, i8* %43
%45 = xor i8 %44, %42
store i8 %45, i8* %41
%46 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 9
%47 = load i8, i8* %46
%48 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 9
%49 = load i8, i8* %48
%50 = xor i8 %49, %47
store i8 %50, i8* %46
%51 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 10
%52 = load i8, i8* %51
%53 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 10
%54 = load i8, i8* %53
%55 = xor i8 %54, %52
store i8 %55, i8* %51
%56 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 11
%57 = load i8, i8* %56
%58 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 11
%59 = load i8, i8* %58
%60 = xor i8 %59, %57
store i8 %60, i8* %56
%61 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 12
%62 = load i8, i8* %61
%63 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 12
%64 = load i8, i8* %63
%65 = xor i8 %64, %62
store i8 %65, i8* %61
%66 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 13
%67 = load i8, i8* %66
%68 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 13
%69 = load i8, i8* %68
%70 = xor i8 %69, %67
store i8 %70, i8* %66
%71 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 14
%72 = load i8, i8* %71
%73 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 14
%74 = load i8, i8* %73
%75 = xor i8 %74, %72
store i8 %75, i8* %71
%76 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 15
%77 = load i8, i8* %76
%78 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 15
%79 = load i8, i8* %78
%80 = xor i8 %79, %77
store i8 %80, i8* %76
ret void
}