#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 unsigned long uint16_t;

/* Variables and functions */
uint16_t calc_csum(unsigned long sum, const uint16_t *data, int num_words) {
  int i;
  for (i = 0; i < num_words; i++)
    sum += data[i];
  while (sum >> 16)
    sum = (sum & 0xffff) + (sum >> 16);
  return ~sum;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<calc_csum>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    1144 <calc_csum+0x44>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
add    -0x8(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x8(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    1116 <calc_csum+0x16>
jmp    1149 <calc_csum+0x49>
mov    -0x8(%rbp),%rax
shr    $0x10,%rax
cmp    $0x0,%rax
je     1179 <calc_csum+0x79>
mov    -0x8(%rbp),%rax
and    $0xffff,%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
shr    $0x10,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x8(%rbp)
jmp    1149 <calc_csum+0x49>
mov    -0x8(%rbp),%rax
xor    $0xffffffffffffffff,%rax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<calc_csum>:
mov    %rdi,%rax
test   %edx,%edx
jle    121d <calc_csum+0x11d>
mov    %edx,%ecx
cmp    $0x4,%edx
jae    1119 <calc_csum+0x19>
xor    %edx,%edx
jmp    1210 <calc_csum+0x110>
mov    %ecx,%edx
and    $0xfffffffc,%edx
movq   %rax,%xmm0
lea    -0x4(%rdx),%rdi
mov    %rdi,%rax
shr    $0x2,%rax
add    $0x1,%rax
mov    %eax,%r8d
and    $0x3,%r8d
cmp    $0xc,%rdi
jae    1147 <calc_csum+0x47>
pxor   %xmm1,%xmm1
xor    %edi,%edi
jmp    11b9 <calc_csum+0xb9>
and    $0xfffffffffffffffc,%rax
pxor   %xmm1,%xmm1
xor    %edi,%edi
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movdqu (%rsi,%rdi,8),%xmm2
paddq  %xmm0,%xmm2
movdqu 0x10(%rsi,%rdi,8),%xmm0
paddq  %xmm1,%xmm0
movdqu 0x20(%rsi,%rdi,8),%xmm1
movdqu 0x30(%rsi,%rdi,8),%xmm3
movdqu 0x40(%rsi,%rdi,8),%xmm4
paddq  %xmm1,%xmm4
paddq  %xmm2,%xmm4
movdqu 0x50(%rsi,%rdi,8),%xmm2
paddq  %xmm3,%xmm2
paddq  %xmm0,%xmm2
movdqu 0x60(%rsi,%rdi,8),%xmm0
paddq  %xmm4,%xmm0
movdqu 0x70(%rsi,%rdi,8),%xmm1
paddq  %xmm2,%xmm1
add    $0x10,%rdi
add    $0xfffffffffffffffc,%rax
jne    1160 <calc_csum+0x60>
test   %r8,%r8
je     11ec <calc_csum+0xec>
lea    (%rsi,%rdi,8),%rax
add    $0x10,%rax
shl    $0x5,%r8
xor    %edi,%edi
nopl   0x0(%rax)
movdqu -0x10(%rax,%rdi,1),%xmm2
paddq  %xmm2,%xmm0
movdqu (%rax,%rdi,1),%xmm2
paddq  %xmm2,%xmm1
add    $0x20,%rdi
cmp    %rdi,%r8
jne    11d0 <calc_csum+0xd0>
paddq  %xmm1,%xmm0
pshufd $0xee,%xmm0,%xmm1
paddq  %xmm0,%xmm1
movq   %xmm1,%rax
cmp    %rcx,%rdx
je     121d <calc_csum+0x11d>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
add    (%rsi,%rdx,8),%rax
add    $0x1,%rdx
cmp    %rdx,%rcx
jne    1210 <calc_csum+0x110>
cmp    $0x10000,%rax
jb     1245 <calc_csum+0x145>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
mov    %rax,%rcx
shr    $0x10,%rcx
movzwl %ax,%eax
add    %rcx,%rax
cmp    $0xffff,%rax
ja     1230 <calc_csum+0x130>
not    %rax
ret

LLVM IR (-O0):
define i64 @calc_csum(i64 %0, i64* %1, i32 %2) {
%4 = alloca i64
%5 = alloca i64*
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
store i64 %0, i64* %4
store i64* %1, i64** %5
store i32 %2, i32* %6
store i32 0, i32* %7
br label %8
8: ; preds = %20, %3
%9 = load i32, i32* %7
%10 = load i32, i32* %6
%11 = icmp slt i32 %9, %10
br i1 %11, label %12, label %23
12: ; preds = %8
%13 = load i64*, i64** %5
%14 = load i32, i32* %7
%15 = sext i32 %14 to i64
%16 = getelementptr inbounds i64, i64* %13, i64 %15
%17 = load i64, i64* %16
%18 = load i64, i64* %4
%19 = add i64 %18, %17
store i64 %19, i64* %4
br label %20
20: ; preds = %12
%21 = load i32, i32* %7
%22 = add nsw i32 %21, 1
store i32 %22, i32* %7
br label %8
23: ; preds = %8
br label %24
24: ; preds = %28, %23
%25 = load i64, i64* %4
%26 = lshr i64 %25, 16
%27 = icmp ne i64 %26, 0
br i1 %27, label %28, label %34
28: ; preds = %24
%29 = load i64, i64* %4
%30 = and i64 %29, 65535
%31 = load i64, i64* %4
%32 = lshr i64 %31, 16
%33 = add i64 %30, %32
store i64 %33, i64* %4
br label %24
34: ; preds = %24
%35 = load i64, i64* %4
%36 = xor i64 %35, -1
ret i64 %36
}

LLVM IR (-O2):
define i64 @calc_csum(i64 %0, i64* nocapture %1, i32 %2) {
%4 = icmp sgt i32 %2, 0
br i1 %4, label %5, label %93
5: ; preds = %3
%6 = zext i32 %2 to i64
%7 = icmp ult i32 %2, 4
br i1 %7, label %90, label %8
8: ; preds = %5
%9 = and i64 %6, 4294967292
%10 = insertelement <2 x i64> <i64 poison, i64 0>, i64 %0, i64 0
%11 = add nsw i64 %9, -4
%12 = lshr exact i64 %11, 2
%13 = add nuw nsw i64 %12, 1
%14 = and i64 %13, 3
%15 = icmp ult i64 %11, 12
br i1 %15, label %61, label %16
16: ; preds = %8
%17 = and i64 %13, 9223372036854775804
br label %18
18: ; preds = %18, %16
%19 = phi i64 [ 0, %16 ], [ %58, %18 ]
%20 = phi <2 x i64> [ %10, %16 ], [ %56, %18 ]
%21 = phi <2 x i64> [ zeroinitializer, %16 ], [ %57, %18 ]
%22 = phi i64 [ 0, %16 ], [ %59, %18 ]
%23 = getelementptr inbounds i64, i64* %1, i64 %19
%24 = bitcast i64* %23 to <2 x i64>*
%25 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %24
%26 = getelementptr inbounds i64, i64* %23, i64 2
%27 = bitcast i64* %26 to <2 x i64>*
%28 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %27
%29 = add <2 x i64> %25, %20
%30 = add <2 x i64> %28, %21
%31 = or i64 %19, 4
%32 = getelementptr inbounds i64, i64* %1, i64 %31
%33 = bitcast i64* %32 to <2 x i64>*
%34 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %33
%35 = getelementptr inbounds i64, i64* %32, i64 2
%36 = bitcast i64* %35 to <2 x i64>*
%37 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %36
%38 = add <2 x i64> %34, %29
%39 = add <2 x i64> %37, %30
%40 = or i64 %19, 8
%41 = getelementptr inbounds i64, i64* %1, i64 %40
%42 = bitcast i64* %41 to <2 x i64>*
%43 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %42
%44 = getelementptr inbounds i64, i64* %41, i64 2
%45 = bitcast i64* %44 to <2 x i64>*
%46 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %45
%47 = add <2 x i64> %43, %38
%48 = add <2 x i64> %46, %39
%49 = or i64 %19, 12
%50 = getelementptr inbounds i64, i64* %1, i64 %49
%51 = bitcast i64* %50 to <2 x i64>*
%52 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %51
%53 = getelementptr inbounds i64, i64* %50, i64 2
%54 = bitcast i64* %53 to <2 x i64>*
%55 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %54
%56 = add <2 x i64> %52, %47
%57 = add <2 x i64> %55, %48
%58 = add nuw i64 %19, 16
%59 = add nuw i64 %22, 4
%60 = icmp eq i64 %59, %17
br i1 %60, label %61, label %18
61: ; preds = %18, %8
%62 = phi <2 x i64> [ undef, %8 ], [ %56, %18 ]
%63 = phi <2 x i64> [ undef, %8 ], [ %57, %18 ]
%64 = phi i64 [ 0, %8 ], [ %58, %18 ]
%65 = phi <2 x i64> [ %10, %8 ], [ %56, %18 ]
%66 = phi <2 x i64> [ zeroinitializer, %8 ], [ %57, %18 ]
%67 = icmp eq i64 %14, 0
br i1 %67, label %84, label %68
68: ; preds = %61, %68
%69 = phi i64 [ %81, %68 ], [ %64, %61 ]
%70 = phi <2 x i64> [ %79, %68 ], [ %65, %61 ]
%71 = phi <2 x i64> [ %80, %68 ], [ %66, %61 ]
%72 = phi i64 [ %82, %68 ], [ 0, %61 ]
%73 = getelementptr inbounds i64, i64* %1, i64 %69
%74 = bitcast i64* %73 to <2 x i64>*
%75 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %74
%76 = getelementptr inbounds i64, i64* %73, i64 2
%77 = bitcast i64* %76 to <2 x i64>*
%78 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %77
%79 = add <2 x i64> %75, %70
%80 = add <2 x i64> %78, %71
%81 = add nuw i64 %69, 4
%82 = add i64 %72, 1
%83 = icmp eq i64 %82, %14
br i1 %83, label %84, label %68
84: ; preds = %68, %61
%85 = phi <2 x i64> [ %62, %61 ], [ %79, %68 ]
%86 = phi <2 x i64> [ %63, %61 ], [ %80, %68 ]
%87 = add <2 x i64> %86, %85
%88 = call i64 @llvm.vector.reduce.add.v2i64(<2 x i64> %87)
%89 = icmp eq i64 %9, %6
br i1 %89, label %93, label %90
90: ; preds = %5, %84
%91 = phi i64 [ 0, %5 ], [ %9, %84 ]
%92 = phi i64 [ %0, %5 ], [ %88, %84 ]
br label %96
93: ; preds = %96, %84, %3
%94 = phi i64 [ %0, %3 ], [ %88, %84 ], [ %101, %96 ]
%95 = icmp ult i64 %94, 65536
br i1 %95, label %110, label %104
96: ; preds = %90, %96
%97 = phi i64 [ %102, %96 ], [ %91, %90 ]
%98 = phi i64 [ %101, %96 ], [ %92, %90 ]
%99 = getelementptr inbounds i64, i64* %1, i64 %97
%100 = load i64, i64* %99
%101 = add i64 %100, %98
%102 = add nuw nsw i64 %97, 1
%103 = icmp eq i64 %102, %6
br i1 %103, label %93, label %96
104: ; preds = %93, %104
%105 = phi i64 [ %108, %104 ], [ %94, %93 ]
%106 = lshr i64 %105, 16
%107 = and i64 %105, 65535
%108 = add nuw nsw i64 %107, %106
%109 = icmp ult i64 %108, 65536
br i1 %109, label %110, label %104
110: ; preds = %104, %93
%111 = phi i64 [ %94, %93 ], [ %108, %104 ]
%112 = xor i64 %111, -1
ret i64 %112
}