unsigned short checksum1(const char *buf, unsigned size) {
  unsigned sum = 0;
  int i;
  for (i = 0; i < size - 1; i += 2) {
    unsigned short word16 = *(unsigned short *)&buf[i];
    sum += word16;
  }
  if (size & 1) {
    unsigned short word16 = (unsigned char)buf[i];
    sum += word16;
  }
  while (sum >> 16)
    sum = (sum & 0xFFFF) + (sum >> 16);
  return ~sum;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<checksum1>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
movl   $0x0,-0x10(%rbp)
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jae    1152 <checksum1+0x52>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,1),%ax
mov    %ax,-0x16(%rbp)
movzwl -0x16(%rbp),%eax
add    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x2,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1119 <checksum1+0x19>
mov    -0xc(%rbp),%eax
and    $0x1,%eax
cmp    $0x0,%eax
je     117b <checksum1+0x7b>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
movzbl (%rax,%rcx,1),%eax
mov    %ax,-0x18(%rbp)
movzwl -0x18(%rbp),%eax
add    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    1180 <checksum1+0x80>
mov    -0x10(%rbp),%eax
shr    $0x10,%eax
cmp    $0x0,%eax
je     11a7 <checksum1+0xa7>
mov    -0x10(%rbp),%eax
and    $0xffff,%eax
mov    -0x10(%rbp),%ecx
shr    $0x10,%ecx
add    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    1180 <checksum1+0x80>
mov    -0x10(%rbp),%eax
xor    $0xffffffff,%eax
movzwl %ax,%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<checksum1>:
mov    %esi,%eax
add    $0xffffffff,%eax
je     111d <checksum1+0x1d>
mov    %eax,%r11d
lea    -0x1(%r11),%r10
cmp    $0xe,%r10
jae    1126 <checksum1+0x26>
xor    %edx,%edx
xor    %eax,%eax
jmp    1200 <checksum1+0x100>
xor    %eax,%eax
xor    %edx,%edx
jmp    1218 <checksum1+0x118>
shr    %r10
add    $0x1,%r10
mov    %r10,%r8
and    $0xfffffffffffffff8,%r8
lea    -0x8(%r8),%rax
mov    %rax,%r9
shr    $0x3,%r9
add    $0x1,%r9
test   %rax,%rax
je     1244 <checksum1+0x144>
mov    %r9,%rdx
and    $0xfffffffffffffffe,%rdx
pxor   %xmm2,%xmm2
xor    %eax,%eax
pxor   %xmm0,%xmm0
pxor   %xmm1,%xmm1
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movq   (%rdi,%rax,1),%xmm3
movq   0x8(%rdi,%rax,1),%xmm4
punpcklwd %xmm2,%xmm3
paddd  %xmm0,%xmm3
punpcklwd %xmm2,%xmm4
paddd  %xmm1,%xmm4
movq   0x10(%rdi,%rax,1),%xmm0
movq   0x18(%rdi,%rax,1),%xmm1
punpcklwd %xmm2,%xmm0
paddd  %xmm3,%xmm0
punpcklwd %xmm2,%xmm1
paddd  %xmm4,%xmm1
add    $0x20,%rax
add    $0xfffffffffffffffe,%rdx
jne    1170 <checksum1+0x70>
test   $0x1,%r9b
je     11d6 <checksum1+0xd6>
movq   (%rdi,%rax,1),%xmm2
movq   0x8(%rdi,%rax,1),%xmm3
pxor   %xmm4,%xmm4
punpcklwd %xmm4,%xmm2
paddd  %xmm2,%xmm0
punpcklwd %xmm4,%xmm3
paddd  %xmm3,%xmm1
paddd  %xmm1,%xmm0
lea    (%r8,%r8,1),%rdx
pshufd $0xee,%xmm0,%xmm1
paddd  %xmm0,%xmm1
pshufd $0x55,%xmm1,%xmm0
paddd  %xmm1,%xmm0
movd   %xmm0,%eax
cmp    %r8,%r10
je     120f <checksum1+0x10f>
nopl   0x0(%rax)
movzwl (%rdi,%rdx,1),%ecx
add    %ecx,%eax
add    $0x2,%rdx
cmp    %r11,%rdx
jb     1200 <checksum1+0x100>
test   $0x1,%sil
je     121e <checksum1+0x11e>
and    $0xfffffffe,%edx
movzbl (%rdi,%rdx,1),%ecx
add    %ecx,%eax
cmp    $0x10000,%eax
jb     1241 <checksum1+0x141>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
mov    %eax,%ecx
shr    $0x10,%ecx
movzwl %ax,%eax
add    %ecx,%eax
cmp    $0xffff,%eax
ja     1230 <checksum1+0x130>
not    %eax
ret
pxor   %xmm0,%xmm0
xor    %eax,%eax
pxor   %xmm1,%xmm1
test   $0x1,%r9b
jne    11b7 <checksum1+0xb7>
jmp    11d6 <checksum1+0xd6>

LLVM IR (-O0):
define zeroext i16 @checksum1(i8* %0, i32 %1) {
%3 = alloca i8*
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i16
%8 = alloca i16
store i8* %0, i8** %3
store i32 %1, i32* %4
store i32 0, i32* %5
store i32 0, i32* %6
br label %9
9: ; preds = %25, %2
%10 = load i32, i32* %6
%11 = load i32, i32* %4
%12 = sub i32 %11, 1
%13 = icmp ult i32 %10, %12
br i1 %13, label %14, label %28
14: ; preds = %9
%15 = load i8*, i8** %3
%16 = load i32, i32* %6
%17 = sext i32 %16 to i64
%18 = getelementptr inbounds i8, i8* %15, i64 %17
%19 = bitcast i8* %18 to i16*
%20 = load i16, i16* %19
store i16 %20, i16* %7
%21 = load i16, i16* %7
%22 = zext i16 %21 to i32
%23 = load i32, i32* %5
%24 = add i32 %23, %22
store i32 %24, i32* %5
br label %25
25: ; preds = %14
%26 = load i32, i32* %6
%27 = add nsw i32 %26, 2
store i32 %27, i32* %6
br label %9
28: ; preds = %9
%29 = load i32, i32* %4
%30 = and i32 %29, 1
%31 = icmp ne i32 %30, 0
br i1 %31, label %32, label %43
32: ; preds = %28
%33 = load i8*, i8** %3
%34 = load i32, i32* %6
%35 = sext i32 %34 to i64
%36 = getelementptr inbounds i8, i8* %33, i64 %35
%37 = load i8, i8* %36
%38 = zext i8 %37 to i16
store i16 %38, i16* %8
%39 = load i16, i16* %8
%40 = zext i16 %39 to i32
%41 = load i32, i32* %5
%42 = add i32 %41, %40
store i32 %42, i32* %5
br label %43
43: ; preds = %32, %28
br label %44
44: ; preds = %48, %43
%45 = load i32, i32* %5
%46 = lshr i32 %45, 16
%47 = icmp ne i32 %46, 0
br i1 %47, label %48, label %54
48: ; preds = %44
%49 = load i32, i32* %5
%50 = and i32 %49, 65535
%51 = load i32, i32* %5
%52 = lshr i32 %51, 16
%53 = add i32 %50, %52
store i32 %53, i32* %5
br label %44
54: ; preds = %44
%55 = load i32, i32* %5
%56 = xor i32 %55, -1
%57 = trunc i32 %56 to i16
ret i16 %57
}

LLVM IR (-O2):
define zeroext i16 @checksum1(i8* nocapture %0, i32 %1) {
%3 = add i32 %1, -1
%4 = icmp eq i32 %3, 0
br i1 %4, label %97, label %5
5: ; preds = %2
%6 = zext i32 %3 to i64
%7 = add nsw i64 %6, -1
%8 = lshr i64 %7, 1
%9 = add nuw i64 %8, 1
%10 = icmp ult i64 %7, 14
br i1 %10, label %78, label %11
11: ; preds = %5
%12 = and i64 %9, -8
%13 = shl i64 %12, 1
%14 = add i64 %12, -8
%15 = lshr exact i64 %14, 3
%16 = add nuw nsw i64 %15, 1
%17 = and i64 %16, 1
%18 = icmp eq i64 %14, 0
br i1 %18, label %54, label %19
19: ; preds = %11
%20 = and i64 %16, 4611686018427387902
br label %21
21: ; preds = %21, %19
%22 = phi i64 [ 0, %19 ], [ %49, %21 ]
%23 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %19 ], [ %47, %21 ]
%24 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %19 ], [ %48, %21 ]
%25 = phi i64 [ 0, %19 ], [ %50, %21 ]
%26 = shl i64 %22, 1
%27 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %26
%28 = bitcast i8* %27 to <4 x i16>*
%29 = load <4 x i16>, <4 x i16>* %28
%30 = getelementptr inbounds i8, i8* %27, i64 8
%31 = bitcast i8* %30 to <4 x i16>*
%32 = load <4 x i16>, <4 x i16>* %31
%33 = zext <4 x i16> %29 to <4 x i32>
%34 = zext <4 x i16> %32 to <4 x i32>
%35 = add <4 x i32> %23, %33
%36 = add <4 x i32> %24, %34
%37 = shl i64 %22, 1
%38 = or i64 %37, 16
%39 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %38
%40 = bitcast i8* %39 to <4 x i16>*
%41 = load <4 x i16>, <4 x i16>* %40
%42 = getelementptr inbounds i8, i8* %39, i64 8
%43 = bitcast i8* %42 to <4 x i16>*
%44 = load <4 x i16>, <4 x i16>* %43
%45 = zext <4 x i16> %41 to <4 x i32>
%46 = zext <4 x i16> %44 to <4 x i32>
%47 = add <4 x i32> %35, %45
%48 = add <4 x i32> %36, %46
%49 = add nuw i64 %22, 16
%50 = add i64 %25, 2
%51 = icmp eq i64 %50, %20
br i1 %51, label %52, label %21
52: ; preds = %21
%53 = shl i64 %49, 1
br label %54
54: ; preds = %52, %11
%55 = phi <4 x i32> [ undef, %11 ], [ %47, %52 ]
%56 = phi <4 x i32> [ undef, %11 ], [ %48, %52 ]
%57 = phi i64 [ 0, %11 ], [ %53, %52 ]
%58 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %11 ], [ %47, %52 ]
%59 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %11 ], [ %48, %52 ]
%60 = icmp eq i64 %17, 0
br i1 %60, label %72, label %61
61: ; preds = %54
%62 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %57
%63 = bitcast i8* %62 to <4 x i16>*
%64 = load <4 x i16>, <4 x i16>* %63
%65 = getelementptr inbounds i8, i8* %62, i64 8
%66 = bitcast i8* %65 to <4 x i16>*
%67 = load <4 x i16>, <4 x i16>* %66
%68 = zext <4 x i16> %64 to <4 x i32>
%69 = zext <4 x i16> %67 to <4 x i32>
%70 = add <4 x i32> %58, %68
%71 = add <4 x i32> %59, %69
br label %72
72: ; preds = %54, %61
%73 = phi <4 x i32> [ %55, %54 ], [ %70, %61 ]
%74 = phi <4 x i32> [ %56, %54 ], [ %71, %61 ]
%75 = add <4 x i32> %74, %73
%76 = call i32 @llvm.vector.reduce.add.v4i32(<4 x i32> %75)
%77 = icmp eq i64 %9, %12
br i1 %77, label %91, label %78
78: ; preds = %5, %72
%79 = phi i64 [ 0, %5 ], [ %13, %72 ]
%80 = phi i32 [ 0, %5 ], [ %76, %72 ]
br label %81
81: ; preds = %78, %81
%82 = phi i64 [ %89, %81 ], [ %79, %78 ]
%83 = phi i32 [ %88, %81 ], [ %80, %78 ]
%84 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %82
%85 = bitcast i8* %84 to i16*
%86 = load i16, i16* %85
%87 = zext i16 %86 to i32
%88 = add i32 %83, %87
%89 = add nuw nsw i64 %82, 2
%90 = icmp ult i64 %89, %6
br i1 %90, label %81, label %91
91: ; preds = %81, %72
%92 = phi i32 [ %76, %72 ], [ %88, %81 ]
%93 = phi i64 [ %13, %72 ], [ %89, %81 ]
%94 = and i64 %93, 4294967294
%95 = and i32 %1, 1
%96 = icmp eq i32 %95, 0
br i1 %96, label %104, label %97
97: ; preds = %2, %91
%98 = phi i32 [ %92, %91 ], [ 0, %2 ]
%99 = phi i64 [ %94, %91 ], [ 0, %2 ]
%100 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %99
%101 = load i8, i8* %100
%102 = zext i8 %101 to i32
%103 = add i32 %98, %102
br label %104
104: ; preds = %97, %91
%105 = phi i32 [ %103, %97 ], [ %92, %91 ]
%106 = icmp ult i32 %105, 65536
br i1 %106, label %113, label %107
107: ; preds = %104, %107
%108 = phi i32 [ %111, %107 ], [ %105, %104 ]
%109 = lshr i32 %108, 16
%110 = and i32 %108, 65535
%111 = add nuw nsw i32 %110, %109
%112 = icmp ult i32 %111, 65536
br i1 %112, label %113, label %107
113: ; preds = %107, %104
%114 = phi i32 [ %105, %104 ], [ %111, %107 ]
%115 = trunc i32 %114 to i16
%116 = xor i16 %115, -1
ret i16 %116
}