int count_bits(void *ptr, int size) {
  int nr = 0, i, k;
  char *p;
  p = ptr;
  for (i = 0; i < size; i++, p++) {
    k = 0x80;
    while (k) {
      if ((*p) & k)
        nr++;
      k >>= 1;
    }
  }
  return nr;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<count_bits>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
movl   $0x0,-0x10(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    1187 <count_bits+0x87>
movl   $0x80,-0x18(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x18(%rbp)
je     1168 <count_bits+0x68>
mov    -0x20(%rbp),%rax
movsbl (%rax),%eax
and    -0x18(%rbp),%eax
cmp    $0x0,%eax
je     115a <count_bits+0x5a>
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
sar    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    1134 <count_bits+0x34>
jmp    116d <count_bits+0x6d>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
jmp    1121 <count_bits+0x21>
mov    -0x10(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<count_bits>:
test   %esi,%esi
jle    111a <count_bits+0x1a>
lea    -0x1(%rsi),%r8d
xor    %edx,%edx
cmp    $0x7,%r8d
jae    111d <count_bits+0x1d>
mov    %rdi,%r9
xor    %eax,%eax
jmp    12a7 <count_bits+0x1a7>
xor    %eax,%eax
ret
add    $0x1,%r8
mov    %r8,%rdx
and    $0xfffffffffffffff8,%rdx
lea    (%rdi,%rdx,1),%r9
pxor   %xmm8,%xmm8
xor    %eax,%eax
movdqa 0xec4(%rip),%xmm9
pxor   %xmm5,%xmm5
pxor   %xmm4,%xmm4
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
movd   (%rdi,%rax,1),%xmm0
movd   0x4(%rdi,%rax,1),%xmm1
punpcklbw %xmm8,%xmm0
punpcklwd %xmm8,%xmm0
punpcklbw %xmm8,%xmm1
punpcklwd %xmm8,%xmm1
movdqa %xmm0,%xmm7
psrld  $0x7,%xmm7
paddd  %xmm5,%xmm7
movdqa %xmm1,%xmm5
psrld  $0x7,%xmm5
paddd  %xmm4,%xmm5
movdqa %xmm0,%xmm3
psrld  $0x6,%xmm3
movdqa %xmm1,%xmm6
psrld  $0x6,%xmm6
pand   %xmm9,%xmm3
paddd  %xmm7,%xmm3
pand   %xmm9,%xmm6
paddd  %xmm5,%xmm6
movdqa %xmm0,%xmm7
psrld  $0x5,%xmm7
movdqa %xmm1,%xmm2
psrld  $0x5,%xmm2
pand   %xmm9,%xmm7
pand   %xmm9,%xmm2
movdqa %xmm0,%xmm5
psrld  $0x4,%xmm5
movdqa %xmm1,%xmm4
psrld  $0x4,%xmm4
pand   %xmm9,%xmm5
paddd  %xmm7,%xmm5
paddd  %xmm3,%xmm5
pand   %xmm9,%xmm4
paddd  %xmm2,%xmm4
paddd  %xmm6,%xmm4
movdqa %xmm0,%xmm2
psrld  $0x3,%xmm2
movdqa %xmm1,%xmm3
psrld  $0x3,%xmm3
pand   %xmm9,%xmm2
pand   %xmm9,%xmm3
movdqa %xmm0,%xmm6
psrld  $0x2,%xmm6
movdqa %xmm1,%xmm7
psrld  $0x2,%xmm7
pand   %xmm9,%xmm6
paddd  %xmm2,%xmm6
pand   %xmm9,%xmm7
paddd  %xmm3,%xmm7
movdqa %xmm0,%xmm2
psrld  $0x1,%xmm2
movdqa %xmm1,%xmm3
psrld  $0x1,%xmm3
pand   %xmm9,%xmm2
paddd  %xmm6,%xmm2
paddd  %xmm5,%xmm2
pand   %xmm9,%xmm3
paddd  %xmm7,%xmm3
paddd  %xmm4,%xmm3
pand   %xmm9,%xmm0
movdqa %xmm0,%xmm5
paddd  %xmm2,%xmm5
pand   %xmm9,%xmm1
movdqa %xmm1,%xmm4
paddd  %xmm3,%xmm4
add    $0x8,%rax
cmp    %rax,%rdx
jne    1150 <count_bits+0x50>
paddd  %xmm5,%xmm4
pshufd $0xee,%xmm4,%xmm0
paddd  %xmm4,%xmm0
pshufd $0x55,%xmm0,%xmm1
paddd  %xmm0,%xmm1
movd   %xmm1,%eax
cmp    %rdx,%r8
je     1306 <count_bits+0x206>
sub    %edx,%esi
xor    %edx,%edx
mov    %eax,%edi
nopl   (%rax)
movzbl (%r9,%rdx,1),%eax
mov    %eax,%ecx
shr    $0x7,%ecx
add    %edi,%ecx
mov    %eax,%edi
shr    $0x6,%edi
and    $0x1,%edi
add    %ecx,%edi
mov    %eax,%ecx
shr    $0x5,%ecx
and    $0x1,%ecx
add    %edi,%ecx
mov    %eax,%edi
shr    $0x4,%edi
and    $0x1,%edi
add    %ecx,%edi
mov    %eax,%ecx
shr    $0x3,%ecx
and    $0x1,%ecx
add    %edi,%ecx
mov    %eax,%edi
shr    $0x2,%edi
and    $0x1,%edi
add    %ecx,%edi
mov    %eax,%ecx
shr    %ecx
and    $0x1,%ecx
add    %edi,%ecx
and    $0x1,%eax
add    %ecx,%eax
add    $0x1,%rdx
mov    %eax,%edi
cmp    %edx,%esi
jne    12b0 <count_bits+0x1b0>
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @count_bits(i8* %0, i32 %1) {
%3 = alloca i8*
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i8*
store i8* %0, i8** %3
store i32 %1, i32* %4
store i32 0, i32* %5
%9 = load i8*, i8** %3
store i8* %9, i8** %8
store i32 0, i32* %6
br label %10
10: ; preds = %32, %2
%11 = load i32, i32* %6
%12 = load i32, i32* %4
%13 = icmp slt i32 %11, %12
br i1 %13, label %14, label %37
14: ; preds = %10
store i32 128, i32* %7
br label %15
15: ; preds = %28, %14
%16 = load i32, i32* %7
%17 = icmp ne i32 %16, 0
br i1 %17, label %18, label %31
18: ; preds = %15
%19 = load i8*, i8** %8
%20 = load i8, i8* %19
%21 = sext i8 %20 to i32
%22 = load i32, i32* %7
%23 = and i32 %21, %22
%24 = icmp ne i32 %23, 0
br i1 %24, label %25, label %28
25: ; preds = %18
%26 = load i32, i32* %5
%27 = add nsw i32 %26, 1
store i32 %27, i32* %5
br label %28
28: ; preds = %25, %18
%29 = load i32, i32* %7
%30 = ashr i32 %29, 1
store i32 %30, i32* %7
br label %15
31: ; preds = %15
br label %32
32: ; preds = %31
%33 = load i32, i32* %6
%34 = add nsw i32 %33, 1
store i32 %34, i32* %6
%35 = load i8*, i8** %8
%36 = getelementptr inbounds i8, i8* %35, i32 1
store i8* %36, i8** %8
br label %10
37: ; preds = %10
%38 = load i32, i32* %5
ret i32 %38
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @count_bits(i8* nocapture %0, i32 %1) {
%3 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %3, label %4, label %110
4: ; preds = %2
%5 = add i32 %1, -1
%6 = zext i32 %5 to i64
%7 = add nuw nsw i64 %6, 1
%8 = icmp ult i32 %5, 7
br i1 %8, label %75, label %9
9: ; preds = %4
%10 = and i64 %7, 8589934584
%11 = getelementptr i8, i8* %0, i64 %10
%12 = trunc i64 %10 to i32
br label %13
13: ; preds = %13, %9
%14 = phi i64 [ 0, %9 ], [ %69, %13 ]
%15 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %9 ], [ %67, %13 ]
%16 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %9 ], [ %68, %13 ]
%17 = getelementptr i8, i8* %0, i64 %14
%18 = bitcast i8* %17 to <4 x i8>*
%19 = load <4 x i8>, <4 x i8>* %18
%20 = getelementptr i8, i8* %17, i64 4
%21 = bitcast i8* %20 to <4 x i8>*
%22 = load <4 x i8>, <4 x i8>* %21
%23 = zext <4 x i8> %19 to <4 x i32>
%24 = zext <4 x i8> %22 to <4 x i32>
%25 = lshr <4 x i32> %23, <i32 7, i32 7, i32 7, i32 7>
%26 = lshr <4 x i32> %24, <i32 7, i32 7, i32 7, i32 7>
%27 = add <4 x i32> %15, %25
%28 = add <4 x i32> %16, %26
%29 = lshr <4 x i32> %23, <i32 6, i32 6, i32 6, i32 6>
%30 = lshr <4 x i32> %24, <i32 6, i32 6, i32 6, i32 6>
%31 = and <4 x i32> %29, <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>
%32 = and <4 x i32> %30, <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>
%33 = add <4 x i32> %27, %31
%34 = add <4 x i32> %28, %32
%35 = lshr <4 x i32> %23, <i32 5, i32 5, i32 5, i32 5>
%36 = lshr <4 x i32> %24, <i32 5, i32 5, i32 5, i32 5>
%37 = and <4 x i32> %35, <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>
%38 = and <4 x i32> %36, <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>
%39 = add <4 x i32> %33, %37
%40 = add <4 x i32> %34, %38
%41 = lshr <4 x i32> %23, <i32 4, i32 4, i32 4, i32 4>
%42 = lshr <4 x i32> %24, <i32 4, i32 4, i32 4, i32 4>
%43 = and <4 x i32> %41, <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>
%44 = and <4 x i32> %42, <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>
%45 = add <4 x i32> %39, %43
%46 = add <4 x i32> %40, %44
%47 = lshr <4 x i32> %23, <i32 3, i32 3, i32 3, i32 3>
%48 = lshr <4 x i32> %24, <i32 3, i32 3, i32 3, i32 3>
%49 = and <4 x i32> %47, <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>
%50 = and <4 x i32> %48, <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>
%51 = add <4 x i32> %45, %49
%52 = add <4 x i32> %46, %50
%53 = lshr <4 x i32> %23, <i32 2, i32 2, i32 2, i32 2>
%54 = lshr <4 x i32> %24, <i32 2, i32 2, i32 2, i32 2>
%55 = and <4 x i32> %53, <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>
%56 = and <4 x i32> %54, <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>
%57 = add <4 x i32> %51, %55
%58 = add <4 x i32> %52, %56
%59 = lshr <4 x i32> %23, <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>
%60 = lshr <4 x i32> %24, <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>
%61 = and <4 x i32> %59, <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>
%62 = and <4 x i32> %60, <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>
%63 = add <4 x i32> %57, %61
%64 = add <4 x i32> %58, %62
%65 = and <4 x i32> %23, <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>
%66 = and <4 x i32> %24, <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>
%67 = add <4 x i32> %63, %65
%68 = add <4 x i32> %64, %66
%69 = add nuw i64 %14, 8
%70 = icmp eq i64 %69, %10
br i1 %70, label %71, label %13
71: ; preds = %13
%72 = add <4 x i32> %68, %67
%73 = call i32 @llvm.vector.reduce.add.v4i32(<4 x i32> %72)
%74 = icmp eq i64 %7, %10
br i1 %74, label %110, label %75
75: ; preds = %4, %71
%76 = phi i8* [ %0, %4 ], [ %11, %71 ]
%77 = phi i32 [ 0, %4 ], [ %12, %71 ]
%78 = phi i32 [ 0, %4 ], [ %73, %71 ]
br label %79
79: ; preds = %75, %79
%80 = phi i8* [ %108, %79 ], [ %76, %75 ]
%81 = phi i32 [ %107, %79 ], [ %77, %75 ]
%82 = phi i32 [ %106, %79 ], [ %78, %75 ]
%83 = load i8, i8* %80
%84 = zext i8 %83 to i32
%85 = lshr i32 %84, 7
%86 = add nsw i32 %82, %85
%87 = lshr i32 %84, 6
%88 = and i32 %87, 1
%89 = add nsw i32 %86, %88
%90 = lshr i32 %84, 5
%91 = and i32 %90, 1
%92 = add nsw i32 %89, %91
%93 = lshr i32 %84, 4
%94 = and i32 %93, 1
%95 = add nsw i32 %92, %94
%96 = lshr i32 %84, 3
%97 = and i32 %96, 1
%98 = add nsw i32 %95, %97
%99 = lshr i32 %84, 2
%100 = and i32 %99, 1
%101 = add nsw i32 %98, %100
%102 = lshr i32 %84, 1
%103 = and i32 %102, 1
%104 = add nsw i32 %101, %103
%105 = and i32 %84, 1
%106 = add nsw i32 %104, %105
%107 = add nuw nsw i32 %81, 1
%108 = getelementptr inbounds i8, i8* %80, i64 1
%109 = icmp eq i32 %107, %1
br i1 %109, label %110, label %79
110: ; preds = %79, %71, %2
%111 = phi i32 [ 0, %2 ], [ %73, %71 ], [ %106, %79 ]
ret i32 %111
}