unsigned short crc16_4(unsigned char *buf, unsigned short length) {
  unsigned short shift, data, val;
  int i;
  shift = 0xFFFF;
  for (i = 0; i < length; i++) {
    if ((i % 8) == 0) {
      data = (*buf++) << 8;
    }
    val = shift ^ data;
    shift = shift << 1;
    data = data << 1;
    if (val & 0x8000) {
      shift = shift ^ 0x1021;
    }
  }
  return shift;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<crc16_4>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %si,%ax
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %ax,-0xa(%rbp)
movw   $0xffff,-0xc(%rbp)
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
movzwl -0xa(%rbp),%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    11ae <crc16_4+0xae>
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    $0x8,%ecx
cltd
idiv   %ecx
cmp    $0x0,%edx
jne    1158 <crc16_4+0x58>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %rax,%rcx
add    $0x1,%rcx
mov    %rcx,-0x8(%rbp)
movzbl (%rax),%eax
shl    $0x8,%eax
mov    %ax,-0xe(%rbp)
movzwl -0xc(%rbp),%eax
movzwl -0xe(%rbp),%ecx
xor    %ecx,%eax
mov    %ax,-0x10(%rbp)
movzwl -0xc(%rbp),%eax
shl    $0x1,%eax
mov    %ax,-0xc(%rbp)
movzwl -0xe(%rbp),%eax
shl    $0x1,%eax
mov    %ax,-0xe(%rbp)
movzwl -0x10(%rbp),%eax
and    $0x8000,%eax
cmp    $0x0,%eax
je     119b <crc16_4+0x9b>
movzwl -0xc(%rbp),%eax
xor    $0x1021,%eax
mov    %ax,-0xc(%rbp)
jmp    11a0 <crc16_4+0xa0>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    111c <crc16_4+0x1c>
movzwl -0xc(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<crc16_4>:
test   %esi,%esi
je     114a <crc16_4+0x4a>
mov    $0xffff,%r9w
xor    %ecx,%ecx
xor    %r8d,%r8d
jmp    1136 <crc16_4+0x36>
lea    (%r9,%r9,1),%r10d
movzwl %r8w,%edx
lea    (%rdx,%rdx,1),%r8d
mov    %r10d,%eax
xor    $0x1021,%eax
xor    %r9w,%dx
cmovns %r10d,%eax
add    $0x1,%ecx
mov    %eax,%r9d
cmp    %ecx,%esi
je     1149 <crc16_4+0x49>
test   $0x7,%cl
jne    1110 <crc16_4+0x10>
movzbl (%rdi),%r8d
add    $0x1,%rdi
shl    $0x8,%r8d
jmp    1110 <crc16_4+0x10>
ret
mov    $0xffff,%ax
ret

LLVM IR (-O0):
define zeroext i16 @crc16_4(i8* %0, i16 zeroext %1) {
%3 = alloca i8*
%4 = alloca i16
%5 = alloca i16
%6 = alloca i16
%7 = alloca i16
%8 = alloca i32
store i8* %0, i8** %3
store i16 %1, i16* %4
store i16 -1, i16* %5
store i32 0, i32* %8
br label %9
9: ; preds = %50, %2
%10 = load i32, i32* %8
%11 = load i16, i16* %4
%12 = zext i16 %11 to i32
%13 = icmp slt i32 %10, %12
br i1 %13, label %14, label %53
14: ; preds = %9
%15 = load i32, i32* %8
%16 = srem i32 %15, 8
%17 = icmp eq i32 %16, 0
br i1 %17, label %18, label %25
18: ; preds = %14
%19 = load i8*, i8** %3
%20 = getelementptr inbounds i8, i8* %19, i32 1
store i8* %20, i8** %3
%21 = load i8, i8* %19
%22 = zext i8 %21 to i32
%23 = shl i32 %22, 8
%24 = trunc i32 %23 to i16
store i16 %24, i16* %6
br label %25
25: ; preds = %18, %14
%26 = load i16, i16* %5
%27 = zext i16 %26 to i32
%28 = load i16, i16* %6
%29 = zext i16 %28 to i32
%30 = xor i32 %27, %29
%31 = trunc i32 %30 to i16
store i16 %31, i16* %7
%32 = load i16, i16* %5
%33 = zext i16 %32 to i32
%34 = shl i32 %33, 1
%35 = trunc i32 %34 to i16
store i16 %35, i16* %5
%36 = load i16, i16* %6
%37 = zext i16 %36 to i32
%38 = shl i32 %37, 1
%39 = trunc i32 %38 to i16
store i16 %39, i16* %6
%40 = load i16, i16* %7
%41 = zext i16 %40 to i32
%42 = and i32 %41, 32768
%43 = icmp ne i32 %42, 0
br i1 %43, label %44, label %49
44: ; preds = %25
%45 = load i16, i16* %5
%46 = zext i16 %45 to i32
%47 = xor i32 %46, 4129
%48 = trunc i32 %47 to i16
store i16 %48, i16* %5
br label %49
49: ; preds = %44, %25
br label %50
50: ; preds = %49
%51 = load i32, i32* %8
%52 = add nsw i32 %51, 1
store i32 %52, i32* %8
br label %9
53: ; preds = %9
%54 = load i16, i16* %5
ret i16 %54
}

LLVM IR (-O2):
define zeroext i16 @crc16_4(i8* nocapture %0, i16 zeroext %1) {
%3 = zext i16 %1 to i32
%4 = icmp eq i16 %1, 0
br i1 %4, label %30, label %5
5: ; preds = %2, %17
%6 = phi i32 [ %28, %17 ], [ 0, %2 ]
%7 = phi i8* [ %19, %17 ], [ %0, %2 ]
%8 = phi i32 [ %24, %17 ], [ 0, %2 ]
%9 = phi i16 [ %27, %17 ], [ -1, %2 ]
%10 = and i32 %6, 7
%11 = icmp eq i32 %10, 0
br i1 %11, label %12, label %17
12: ; preds = %5
%13 = getelementptr inbounds i8, i8* %7, i64 1
%14 = load i8, i8* %7
%15 = zext i8 %14 to i32
%16 = shl nuw nsw i32 %15, 8
br label %17
17: ; preds = %12, %5
%18 = phi i32 [ %16, %12 ], [ %8, %5 ]
%19 = phi i8* [ %13, %12 ], [ %7, %5 ]
%20 = trunc i32 %18 to i16
%21 = xor i16 %9, %20
%22 = shl i16 %9, 1
%23 = shl nsw i32 %18, 1
%24 = and i32 %23, 131070
%25 = icmp sgt i16 %21, -1
%26 = xor i16 %22, 4129
%27 = select i1 %25, i16 %22, i16 %26
%28 = add nuw nsw i32 %6, 1
%29 = icmp eq i32 %28, %3
br i1 %29, label %30, label %5
30: ; preds = %17, %2
%31 = phi i16 [ -1, %2 ], [ %27, %17 ]
ret i16 %31
}