void tree_node_levels(int *tree, int size, int *level) {
  int i, j;
  for (i = 0; i < size; ++i) {
    level[i] = 0;
    j = tree[i];
    for (; j != -1; j = tree[j])
      level[i]++;
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<tree_node_levels>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    1180 <tree_node_levels+0x80>
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
movl   $0x0,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
cmpl   $0xffffffff,-0x20(%rbp)
je     116d <tree_node_levels+0x6d>
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    113f <tree_node_levels+0x3f>
jmp    1172 <tree_node_levels+0x72>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1116 <tree_node_levels+0x16>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<tree_node_levels>:
test   %esi,%esi
jle    1143 <tree_node_levels+0x43>
mov    %esi,%r8d
xor    %ecx,%ecx
jmp    1119 <tree_node_levels+0x19>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%rcx
cmp    %r8,%rcx
je     1143 <tree_node_levels+0x43>
movl   $0x0,(%rdx,%rcx,4)
mov    (%rdi,%rcx,4),%esi
cmp    $0xffffffff,%esi
je     1110 <tree_node_levels+0x10>
mov    $0x1,%eax
nopl   (%rax)
mov    %eax,(%rdx,%rcx,4)
movslq %esi,%rsi
mov    (%rdi,%rsi,4),%esi
add    $0x1,%eax
cmp    $0xffffffff,%esi
jne    1130 <tree_node_levels+0x30>
jmp    1110 <tree_node_levels+0x10>
ret

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

LLVM IR (-O2):
define void @tree_node_levels(i32* nocapture %0, i32 %1, i32* nocapture %2) {
%4 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %4, label %5, label %24
5: ; preds = %3
%6 = zext i32 %1 to i64
br label %7
7: ; preds = %5, %21
%8 = phi i64 [ 0, %5 ], [ %22, %21 ]
%9 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %8
store i32 0, i32* %9
%10 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %8
%11 = load i32, i32* %10
%12 = icmp eq i32 %11, -1
br i1 %12, label %21, label %13
13: ; preds = %7, %13
%14 = phi i32 [ %16, %13 ], [ 0, %7 ]
%15 = phi i32 [ %19, %13 ], [ %11, %7 ]
%16 = add nuw nsw i32 %14, 1
store i32 %16, i32* %9
%17 = sext i32 %15 to i64
%18 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %17
%19 = load i32, i32* %18
%20 = icmp eq i32 %19, -1
br i1 %20, label %21, label %13
21: ; preds = %13, %7
%22 = add nuw nsw i64 %8, 1
%23 = icmp eq i64 %22, %6
br i1 %23, label %24, label %7
24: ; preds = %21, %3
ret void
}