#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 */
typedef int uint64_t;

/* Variables and functions */
void half_round(const uint64_t in[4], uint64_t out[4]) {
  uint64_t a, b, c, d;
  a = in[0];
  b = in[1];
  c = in[2];
  d = in[3];
  a += b;
  c += d;
  b = (uint64_t)(((b) << (13)) | ((b) >> (64 - (13)))) ^ a;
  d = (uint64_t)(((d) << (16)) | ((d) >> (64 - (16)))) ^ c;
  a = (uint64_t)(((a) << (32)) | ((a) >> (64 - (32))));
  ;
  c += b;
  a += d;
  b = (uint64_t)(((b) << (17)) | ((b) >> (64 - (17)))) ^ c;
  d = (uint64_t)(((d) << (21)) | ((d) >> (64 - (21)))) ^ a;
  c = (uint64_t)(((c) << (32)) | ((c) >> (64 - (32))));
  ;
  a += b;
  c += d;
  b = (uint64_t)(((b) << (13)) | ((b) >> (64 - (13)))) ^ a;
  d = (uint64_t)(((d) << (16)) | ((d) >> (64 - (16)))) ^ c;
  a = (uint64_t)(((a) << (32)) | ((a) >> (64 - (32))));
  ;
  c += b;
  a += d;
  b = (uint64_t)(((b) << (17)) | ((b) >> (64 - (17)))) ^ c;
  d = (uint64_t)(((d) << (21)) | ((d) >> (64 - (21)))) ^ a;
  c = (uint64_t)(((c) << (32)) | ((c) >> (64 - (32))));
  ;
  out[0] = a;
  out[1] = b;
  out[2] = c;
  out[3] = d;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<half_round>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    (%rax),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    0x4(%rax),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    0x8(%rax),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    0xc(%rax),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
shl    $0xd,%eax
mov    -0x18(%rbp),%edx
mov    $0x33,%ecx
sar    %cl,%edx
mov    %edx,%ecx
or     %ecx,%eax
xor    -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
shl    $0x10,%eax
mov    -0x20(%rbp),%edx
mov    $0x30,%ecx
sar    %cl,%edx
mov    %edx,%ecx
or     %ecx,%eax
xor    -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    $0x20,%ecx
shl    %cl,%eax
mov    -0x14(%rbp),%edx
mov    $0x20,%ecx
sar    %cl,%edx
mov    %edx,%ecx
or     %ecx,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
shl    $0x11,%eax
mov    -0x18(%rbp),%edx
mov    $0x2f,%ecx
sar    %cl,%edx
mov    %edx,%ecx
or     %ecx,%eax
xor    -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
shl    $0x15,%eax
mov    -0x20(%rbp),%edx
mov    $0x2b,%ecx
sar    %cl,%edx
mov    %edx,%ecx
or     %ecx,%eax
xor    -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    $0x20,%ecx
shl    %cl,%eax
mov    -0x1c(%rbp),%edx
mov    $0x20,%ecx
sar    %cl,%edx
mov    %edx,%ecx
or     %ecx,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
shl    $0xd,%eax
mov    -0x18(%rbp),%edx
mov    $0x33,%ecx
sar    %cl,%edx
mov    %edx,%ecx
or     %ecx,%eax
xor    -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
shl    $0x10,%eax
mov    -0x20(%rbp),%edx
mov    $0x30,%ecx
sar    %cl,%edx
mov    %edx,%ecx
or     %ecx,%eax
xor    -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    $0x20,%ecx
shl    %cl,%eax
mov    -0x14(%rbp),%edx
mov    $0x20,%ecx
sar    %cl,%edx
mov    %edx,%ecx
or     %ecx,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
shl    $0x11,%eax
mov    -0x18(%rbp),%edx
mov    $0x2f,%ecx
sar    %cl,%edx
mov    %edx,%ecx
or     %ecx,%eax
xor    -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
shl    $0x15,%eax
mov    -0x20(%rbp),%edx
mov    $0x2b,%ecx
sar    %cl,%edx
mov    %edx,%ecx
or     %ecx,%eax
xor    -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    $0x20,%ecx
shl    %cl,%eax
mov    -0x1c(%rbp),%edx
mov    $0x20,%ecx
sar    %cl,%edx
mov    %edx,%ecx
or     %ecx,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%ecx
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %ecx,(%rax)
mov    -0x18(%rbp),%ecx
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %ecx,0x4(%rax)
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %ecx,0x8(%rax)
mov    -0x20(%rbp),%ecx
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %ecx,0xc(%rax)
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<half_round>:
ret

LLVM IR (-O0):
define void @half_round(i32* %0, i32* %1) {
%3 = alloca i32*
%4 = alloca i32*
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
store i32* %0, i32** %3
store i32* %1, i32** %4
%9 = load i32*, i32** %3
%10 = getelementptr inbounds i32, i32* %9, i64 0
%11 = load i32, i32* %10
store i32 %11, i32* %5
%12 = load i32*, i32** %3
%13 = getelementptr inbounds i32, i32* %12, i64 1
%14 = load i32, i32* %13
store i32 %14, i32* %6
%15 = load i32*, i32** %3
%16 = getelementptr inbounds i32, i32* %15, i64 2
%17 = load i32, i32* %16
store i32 %17, i32* %7
%18 = load i32*, i32** %3
%19 = getelementptr inbounds i32, i32* %18, i64 3
%20 = load i32, i32* %19
store i32 %20, i32* %8
%21 = load i32, i32* %6
%22 = load i32, i32* %5
%23 = add nsw i32 %22, %21
store i32 %23, i32* %5
%24 = load i32, i32* %8
%25 = load i32, i32* %7
%26 = add nsw i32 %25, %24
store i32 %26, i32* %7
%27 = load i32, i32* %6
%28 = shl i32 %27, 13
%29 = load i32, i32* %6
%30 = ashr i32 %29, 51
%31 = or i32 %28, %30
%32 = load i32, i32* %5
%33 = xor i32 %31, %32
store i32 %33, i32* %6
%34 = load i32, i32* %8
%35 = shl i32 %34, 16
%36 = load i32, i32* %8
%37 = ashr i32 %36, 48
%38 = or i32 %35, %37
%39 = load i32, i32* %7
%40 = xor i32 %38, %39
store i32 %40, i32* %8
%41 = load i32, i32* %5
%42 = shl i32 %41, 32
%43 = load i32, i32* %5
%44 = ashr i32 %43, 32
%45 = or i32 %42, %44
store i32 %45, i32* %5
%46 = load i32, i32* %6
%47 = load i32, i32* %7
%48 = add nsw i32 %47, %46
store i32 %48, i32* %7
%49 = load i32, i32* %8
%50 = load i32, i32* %5
%51 = add nsw i32 %50, %49
store i32 %51, i32* %5
%52 = load i32, i32* %6
%53 = shl i32 %52, 17
%54 = load i32, i32* %6
%55 = ashr i32 %54, 47
%56 = or i32 %53, %55
%57 = load i32, i32* %7
%58 = xor i32 %56, %57
store i32 %58, i32* %6
%59 = load i32, i32* %8
%60 = shl i32 %59, 21
%61 = load i32, i32* %8
%62 = ashr i32 %61, 43
%63 = or i32 %60, %62
%64 = load i32, i32* %5
%65 = xor i32 %63, %64
store i32 %65, i32* %8
%66 = load i32, i32* %7
%67 = shl i32 %66, 32
%68 = load i32, i32* %7
%69 = ashr i32 %68, 32
%70 = or i32 %67, %69
store i32 %70, i32* %7
%71 = load i32, i32* %6
%72 = load i32, i32* %5
%73 = add nsw i32 %72, %71
store i32 %73, i32* %5
%74 = load i32, i32* %8
%75 = load i32, i32* %7
%76 = add nsw i32 %75, %74
store i32 %76, i32* %7
%77 = load i32, i32* %6
%78 = shl i32 %77, 13
%79 = load i32, i32* %6
%80 = ashr i32 %79, 51
%81 = or i32 %78, %80
%82 = load i32, i32* %5
%83 = xor i32 %81, %82
store i32 %83, i32* %6
%84 = load i32, i32* %8
%85 = shl i32 %84, 16
%86 = load i32, i32* %8
%87 = ashr i32 %86, 48
%88 = or i32 %85, %87
%89 = load i32, i32* %7
%90 = xor i32 %88, %89
store i32 %90, i32* %8
%91 = load i32, i32* %5
%92 = shl i32 %91, 32
%93 = load i32, i32* %5
%94 = ashr i32 %93, 32
%95 = or i32 %92, %94
store i32 %95, i32* %5
%96 = load i32, i32* %6
%97 = load i32, i32* %7
%98 = add nsw i32 %97, %96
store i32 %98, i32* %7
%99 = load i32, i32* %8
%100 = load i32, i32* %5
%101 = add nsw i32 %100, %99
store i32 %101, i32* %5
%102 = load i32, i32* %6
%103 = shl i32 %102, 17
%104 = load i32, i32* %6
%105 = ashr i32 %104, 47
%106 = or i32 %103, %105
%107 = load i32, i32* %7
%108 = xor i32 %106, %107
store i32 %108, i32* %6
%109 = load i32, i32* %8
%110 = shl i32 %109, 21
%111 = load i32, i32* %8
%112 = ashr i32 %111, 43
%113 = or i32 %110, %112
%114 = load i32, i32* %5
%115 = xor i32 %113, %114
store i32 %115, i32* %8
%116 = load i32, i32* %7
%117 = shl i32 %116, 32
%118 = load i32, i32* %7
%119 = ashr i32 %118, 32
%120 = or i32 %117, %119
store i32 %120, i32* %7
%121 = load i32, i32* %5
%122 = load i32*, i32** %4
%123 = getelementptr inbounds i32, i32* %122, i64 0
store i32 %121, i32* %123
%124 = load i32, i32* %6
%125 = load i32*, i32** %4
%126 = getelementptr inbounds i32, i32* %125, i64 1
store i32 %124, i32* %126
%127 = load i32, i32* %7
%128 = load i32*, i32** %4
%129 = getelementptr inbounds i32, i32* %128, i64 2
store i32 %127, i32* %129
%130 = load i32, i32* %8
%131 = load i32*, i32** %4
%132 = getelementptr inbounds i32, i32* %131, i64 3
store i32 %130, i32* %132
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @half_round(i32* nocapture %0, i32* nocapture %1) {
ret void
}