int max_array(unsigned long *a, int num_elements) {
  int i, max = -32000;
  for (i = 0; i < num_elements; i++) {
    if ((int)a[i] > max) {
      max = (int)a[i];
    }
  }
  return (max);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<max_array>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
movl   $0xffff8300,-0x14(%rbp)
movl   $0x0,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    115c <max_array+0x5c>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jle    1149 <max_array+0x49>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    114e <max_array+0x4e>
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    1119 <max_array+0x19>
mov    -0x14(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<max_array>:
test   %esi,%esi
jle    1117 <max_array+0x17>
mov    %esi,%ecx
cmp    $0x4,%esi
jae    111d <max_array+0x1d>
mov    $0xffff8300,%eax
xor    %edx,%edx
jmp    1260 <max_array+0x160>
mov    $0xffff8300,%eax
ret
mov    %ecx,%edx
and    $0xfffffffc,%edx
lea    -0x4(%rdx),%rax
mov    %rax,%r8
shr    $0x2,%r8
add    $0x1,%r8
test   %rax,%rax
je     1272 <max_array+0x172>
mov    %r8,%rax
and    $0xfffffffffffffffe,%rax
movdqa 0xeb7(%rip),%xmm0
xor    %esi,%esi
movdqa %xmm0,%xmm1
nop
movdqu (%rdi,%rsi,8),%xmm2
movdqu 0x10(%rdi,%rsi,8),%xmm3
movdqu 0x20(%rdi,%rsi,8),%xmm4
movdqu 0x30(%rdi,%rsi,8),%xmm5
pshufd $0xe8,%xmm2,%xmm2
pshufd $0xe8,%xmm3,%xmm3
movdqa %xmm0,%xmm6
pcmpgtd %xmm2,%xmm6
pand   %xmm6,%xmm0
pandn  %xmm2,%xmm6
por    %xmm0,%xmm6
movdqa %xmm1,%xmm2
pcmpgtd %xmm3,%xmm2
pand   %xmm2,%xmm1
pandn  %xmm3,%xmm2
por    %xmm1,%xmm2
pshufd $0xe8,%xmm4,%xmm1
pshufd $0xe8,%xmm5,%xmm3
movdqa %xmm6,%xmm0
pcmpgtd %xmm1,%xmm0
pand   %xmm0,%xmm6
pandn  %xmm1,%xmm0
por    %xmm6,%xmm0
movdqa %xmm2,%xmm1
pcmpgtd %xmm3,%xmm1
pand   %xmm1,%xmm2
pandn  %xmm3,%xmm1
por    %xmm2,%xmm1
add    $0x8,%rsi
add    $0xfffffffffffffffe,%rax
jne    1150 <max_array+0x50>
test   $0x1,%r8b
je     121c <max_array+0x11c>
movdqu (%rdi,%rsi,8),%xmm2
movdqu 0x10(%rdi,%rsi,8),%xmm3
pshufd $0xe8,%xmm2,%xmm2
pshufd $0xe8,%xmm3,%xmm3
movdqa %xmm0,%xmm4
pcmpgtd %xmm2,%xmm4
pand   %xmm4,%xmm0
pandn  %xmm2,%xmm4
por    %xmm4,%xmm0
movdqa %xmm1,%xmm2
pcmpgtd %xmm3,%xmm2
pand   %xmm2,%xmm1
pandn  %xmm3,%xmm2
por    %xmm2,%xmm1
movdqa %xmm0,%xmm2
pcmpgtd %xmm1,%xmm2
pand   %xmm2,%xmm0
pandn  %xmm1,%xmm2
por    %xmm0,%xmm2
pshufd $0x55,%xmm2,%xmm0
movdqa %xmm2,%xmm1
pcmpgtd %xmm0,%xmm1
pand   %xmm1,%xmm2
pandn  %xmm0,%xmm1
por    %xmm2,%xmm1
movd   %xmm1,%eax
cmp    %rcx,%rdx
je     1271 <max_array+0x171>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
mov    (%rdi,%rdx,8),%esi
cmp    %esi,%eax
cmovl  %esi,%eax
add    $0x1,%rdx
cmp    %rdx,%rcx
jne    1260 <max_array+0x160>
ret
movdqa 0xd86(%rip),%xmm0
xor    %esi,%esi
movdqa %xmm0,%xmm1
test   $0x1,%r8b
jne    11df <max_array+0xdf>
jmp    121c <max_array+0x11c>

LLVM IR (-O0):
define i32 @max_array(i64* %0, i32 %1) {
%3 = alloca i64*
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
store i64* %0, i64** %3
store i32 %1, i32* %4
store i32 -32000, i32* %6
store i32 0, i32* %5
br label %7
7: ; preds = %28, %2
%8 = load i32, i32* %5
%9 = load i32, i32* %4
%10 = icmp slt i32 %8, %9
br i1 %10, label %11, label %31
11: ; preds = %7
%12 = load i64*, i64** %3
%13 = load i32, i32* %5
%14 = sext i32 %13 to i64
%15 = getelementptr inbounds i64, i64* %12, i64 %14
%16 = load i64, i64* %15
%17 = trunc i64 %16 to i32
%18 = load i32, i32* %6
%19 = icmp sgt i32 %17, %18
br i1 %19, label %20, label %27
20: ; preds = %11
%21 = load i64*, i64** %3
%22 = load i32, i32* %5
%23 = sext i32 %22 to i64
%24 = getelementptr inbounds i64, i64* %21, i64 %23
%25 = load i64, i64* %24
%26 = trunc i64 %25 to i32
store i32 %26, i32* %6
br label %27
27: ; preds = %20, %11
br label %28
28: ; preds = %27
%29 = load i32, i32* %5
%30 = add nsw i32 %29, 1
store i32 %30, i32* %5
br label %7
31: ; preds = %7
%32 = load i32, i32* %6
ret i32 %32
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @max_array(i64* nocapture %0, i32 %1) {
%3 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %3, label %4, label %89
4: ; preds = %2
%5 = zext i32 %1 to i64
%6 = icmp ult i32 %1, 4
br i1 %6, label %76, label %7
7: ; preds = %4
%8 = and i64 %5, 4294967292
%9 = add nsw i64 %8, -4
%10 = lshr exact i64 %9, 2
%11 = add nuw nsw i64 %10, 1
%12 = and i64 %11, 1
%13 = icmp eq i64 %9, 0
br i1 %13, label %49, label %14
14: ; preds = %7
%15 = and i64 %11, 9223372036854775806
br label %16
16: ; preds = %16, %14
%17 = phi i64 [ 0, %14 ], [ %46, %16 ]
%18 = phi <2 x i32> [ <i32 -32000, i32 -32000>, %14 ], [ %44, %16 ]
%19 = phi <2 x i32> [ <i32 -32000, i32 -32000>, %14 ], [ %45, %16 ]
%20 = phi i64 [ 0, %14 ], [ %47, %16 ]
%21 = getelementptr inbounds i64, i64* %0, i64 %17
%22 = bitcast i64* %21 to <2 x i64>*
%23 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %22
%24 = getelementptr inbounds i64, i64* %21, i64 2
%25 = bitcast i64* %24 to <2 x i64>*
%26 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %25
%27 = trunc <2 x i64> %23 to <2 x i32>
%28 = trunc <2 x i64> %26 to <2 x i32>
%29 = icmp slt <2 x i32> %18, %27
%30 = icmp slt <2 x i32> %19, %28
%31 = select <2 x i1> %29, <2 x i32> %27, <2 x i32> %18
%32 = select <2 x i1> %30, <2 x i32> %28, <2 x i32> %19
%33 = or i64 %17, 4
%34 = getelementptr inbounds i64, i64* %0, i64 %33
%35 = bitcast i64* %34 to <2 x i64>*
%36 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %35
%37 = getelementptr inbounds i64, i64* %34, i64 2
%38 = bitcast i64* %37 to <2 x i64>*
%39 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %38
%40 = trunc <2 x i64> %36 to <2 x i32>
%41 = trunc <2 x i64> %39 to <2 x i32>
%42 = icmp slt <2 x i32> %31, %40
%43 = icmp slt <2 x i32> %32, %41
%44 = select <2 x i1> %42, <2 x i32> %40, <2 x i32> %31
%45 = select <2 x i1> %43, <2 x i32> %41, <2 x i32> %32
%46 = add nuw i64 %17, 8
%47 = add i64 %20, 2
%48 = icmp eq i64 %47, %15
br i1 %48, label %49, label %16
49: ; preds = %16, %7
%50 = phi <2 x i32> [ undef, %7 ], [ %44, %16 ]
%51 = phi <2 x i32> [ undef, %7 ], [ %45, %16 ]
%52 = phi i64 [ 0, %7 ], [ %46, %16 ]
%53 = phi <2 x i32> [ <i32 -32000, i32 -32000>, %7 ], [ %44, %16 ]
%54 = phi <2 x i32> [ <i32 -32000, i32 -32000>, %7 ], [ %45, %16 ]
%55 = icmp eq i64 %12, 0
br i1 %55, label %69, label %56
56: ; preds = %49
%57 = getelementptr inbounds i64, i64* %0, i64 %52
%58 = bitcast i64* %57 to <2 x i64>*
%59 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %58
%60 = getelementptr inbounds i64, i64* %57, i64 2
%61 = bitcast i64* %60 to <2 x i64>*
%62 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %61
%63 = trunc <2 x i64> %59 to <2 x i32>
%64 = trunc <2 x i64> %62 to <2 x i32>
%65 = icmp slt <2 x i32> %53, %63
%66 = icmp slt <2 x i32> %54, %64
%67 = select <2 x i1> %65, <2 x i32> %63, <2 x i32> %53
%68 = select <2 x i1> %66, <2 x i32> %64, <2 x i32> %54
br label %69
69: ; preds = %49, %56
%70 = phi <2 x i32> [ %50, %49 ], [ %67, %56 ]
%71 = phi <2 x i32> [ %51, %49 ], [ %68, %56 ]
%72 = icmp sgt <2 x i32> %70, %71
%73 = select <2 x i1> %72, <2 x i32> %70, <2 x i32> %71
%74 = call i32 @llvm.vector.reduce.smax.v2i32(<2 x i32> %73)
%75 = icmp eq i64 %8, %5
br i1 %75, label %89, label %76
76: ; preds = %4, %69
%77 = phi i64 [ 0, %4 ], [ %8, %69 ]
%78 = phi i32 [ -32000, %4 ], [ %74, %69 ]
br label %79
79: ; preds = %76, %79
%80 = phi i64 [ %87, %79 ], [ %77, %76 ]
%81 = phi i32 [ %86, %79 ], [ %78, %76 ]
%82 = getelementptr inbounds i64, i64* %0, i64 %80
%83 = load i64, i64* %82
%84 = trunc i64 %83 to i32
%85 = icmp slt i32 %81, %84
%86 = select i1 %85, i32 %84, i32 %81
%87 = add nuw nsw i64 %80, 1
%88 = icmp eq i64 %87, %5
br i1 %88, label %89, label %79
89: ; preds = %79, %69, %2
%90 = phi i32 [ -32000, %2 ], [ %74, %69 ], [ %86, %79 ]
ret i32 %90
}