void permute_addr(int N, int offset, int stride, int *d) {
  int i, a[4] = {0, 2, 1, 3};
  for (i = 0; i < 4; i++) {
    d[i] = offset + (a[i] << stride);
    if (d[i] < 0)
      d[i] += N;
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<permute_addr>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %esi,-0x8(%rbp)
mov    %edx,-0xc(%rbp)
mov    %rcx,-0x18(%rbp)
mov    0xee8(%rip),%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    0xee5(%rip),%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
cmpl   $0x4,-0x1c(%rbp)
jge    118b <permute_addr+0x8b>
mov    -0x8(%rbp),%edx
movslq -0x1c(%rbp),%rax
mov    -0x30(%rbp,%rax,4),%eax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
shl    %cl,%eax
add    %eax,%edx
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
cmpl   $0x0,(%rax,%rcx,4)
jge    1178 <permute_addr+0x78>
mov    -0x4(%rbp),%edx
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
add    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    117d <permute_addr+0x7d>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    112e <permute_addr+0x2e>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<permute_addr>:
mov    %rcx,%r8
mov    %edx,%ecx
mov    $0x2,%r9d
shl    %cl,%r9d
mov    $0x1,%eax
shl    %cl,%eax
mov    $0x3,%edx
shl    %cl,%edx
add    %esi,%r9d
add    %esi,%eax
add    %esi,%edx
movd   %edx,%xmm0
movd   %eax,%xmm1
punpckldq %xmm0,%xmm1
movd   %r9d,%xmm0
movd   %esi,%xmm2
punpckldq %xmm0,%xmm2
punpcklqdq %xmm1,%xmm2
movd   %edi,%xmm0
pshufd $0x0,%xmm0,%xmm0
movdqa %xmm2,%xmm1
psrad  $0x1f,%xmm1
pand   %xmm0,%xmm1
paddd  %xmm2,%xmm1
movdqu %xmm1,(%r8)
ret

LLVM IR (-O0):
@__const.permute_addr.a = [4 x i32] [i32 0, i32 2, i32 1, i32 3]
define void @permute_addr(i32 %0, i32 %1, i32 %2, i32* %3) {
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32*
%9 = alloca i32
%10 = alloca [4 x i32]
store i32 %0, i32* %5
store i32 %1, i32* %6
store i32 %2, i32* %7
store i32* %3, i32** %8
%11 = bitcast [4 x i32]* %10 to i8*
store i32 0, i32* %9
br label %12
12: ; preds = %43, %4
%13 = load i32, i32* %9
%14 = icmp slt i32 %13, 4
br i1 %14, label %15, label %46
15: ; preds = %12
%16 = load i32, i32* %6
%17 = load i32, i32* %9
%18 = sext i32 %17 to i64
%19 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %10, i64 0, i64 %18
%20 = load i32, i32* %19
%21 = load i32, i32* %7
%22 = shl i32 %20, %21
%23 = add nsw i32 %16, %22
%24 = load i32*, i32** %8
%25 = load i32, i32* %9
%26 = sext i32 %25 to i64
%27 = getelementptr inbounds i32, i32* %24, i64 %26
store i32 %23, i32* %27
%28 = load i32*, i32** %8
%29 = load i32, i32* %9
%30 = sext i32 %29 to i64
%31 = getelementptr inbounds i32, i32* %28, i64 %30
%32 = load i32, i32* %31
%33 = icmp slt i32 %32, 0
br i1 %33, label %34, label %42
34: ; preds = %15
%35 = load i32, i32* %5
%36 = load i32*, i32** %8
%37 = load i32, i32* %9
%38 = sext i32 %37 to i64
%39 = getelementptr inbounds i32, i32* %36, i64 %38
%40 = load i32, i32* %39
%41 = add nsw i32 %40, %35
store i32 %41, i32* %39
br label %42
42: ; preds = %34, %15
br label %43
43: ; preds = %42
%44 = load i32, i32* %9
%45 = add nsw i32 %44, 1
store i32 %45, i32* %9
br label %12
46: ; preds = %12
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @permute_addr(i32 %0, i32 %1, i32 %2, i32* nocapture writeonly %3) {
%5 = shl i32 2, %2
%6 = add nsw i32 %5, %1
%7 = shl nuw i32 1, %2
%8 = add nsw i32 %7, %1
%9 = shl i32 3, %2
%10 = add nsw i32 %9, %1
%11 = insertelement <4 x i32> poison, i32 %1, i64 0
%12 = insertelement <4 x i32> %11, i32 %6, i64 1
%13 = insertelement <4 x i32> %12, i32 %8, i64 2
%14 = insertelement <4 x i32> %13, i32 %10, i64 3
%15 = icmp slt <4 x i32> %14, zeroinitializer
%16 = insertelement <4 x i32> poison, i32 %0, i64 0
%17 = shufflevector <4 x i32> %16, <4 x i32> poison, <4 x i32> zeroinitializer
%18 = select <4 x i1> %15, <4 x i32> %17, <4 x i32> zeroinitializer
%19 = add nsw <4 x i32> %18, %14
%20 = bitcast i32* %3 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %19, <4 x i32>* %20
ret void
}