unsigned short header_checksum16(unsigned char *buf, unsigned short len,
                                 unsigned int sum) {
  while (len > 1) {
    sum += 0xFFFF & (*buf << 8 | *(buf + 1));
    buf += 2;
    len -= 2;
  }
  if (len) {
    sum += (0xFF & *buf) << 8;
  }
  while (sum >> 16) {
    sum = (sum & 0xFFFF) + (sum >> 16);
  }
  return ((unsigned short)sum ^ 0xFFFF);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<header_checksum16>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %si,%ax
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %ax,-0xa(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
movzwl -0xa(%rbp),%eax
cmp    $0x1,%eax
jle    115a <header_checksum16+0x5a>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movzbl (%rax),%eax
shl    $0x8,%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movzbl 0x1(%rcx),%ecx
or     %ecx,%eax
and    $0xffff,%eax
add    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
add    $0x2,%rax
mov    %rax,-0x8(%rbp)
movzwl -0xa(%rbp),%eax
sub    $0x2,%eax
mov    %ax,-0xa(%rbp)
jmp    1112 <header_checksum16+0x12>
cmpw   $0x0,-0xa(%rbp)
je     117a <header_checksum16+0x7a>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movzbl (%rax),%eax
and    $0xff,%eax
shl    $0x8,%eax
add    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    117f <header_checksum16+0x7f>
mov    -0x10(%rbp),%eax
shr    $0x10,%eax
cmp    $0x0,%eax
je     11a6 <header_checksum16+0xa6>
mov    -0x10(%rbp),%eax
and    $0xffff,%eax
mov    -0x10(%rbp),%ecx
shr    $0x10,%ecx
add    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    117f <header_checksum16+0x7f>
mov    -0x10(%rbp),%eax
movzwl %ax,%eax
xor    $0xffff,%eax
movzwl %ax,%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<header_checksum16>:
mov    %edx,%eax
cmp    $0x2,%si
jb     1198 <header_checksum16+0x98>
lea    -0x2(%rsi),%r8d
movzwl %r8w,%ecx
shr    %ecx
lea    0x1(%rcx),%edx
test   $0x3,%dl
je     114a <header_checksum16+0x4a>
add    $0x1,%cl
movzbl %cl,%r9d
and    $0x3,%r9d
add    %r9,%r9
xor    %edx,%edx
xchg   %ax,%ax
movzwl (%rdi,%rdx,1),%ecx
shl    $0x10,%ecx
bswap  %ecx
add    %ecx,%eax
add    $0x2,%rdx
cmp    %dx,%r9w
jne    1130 <header_checksum16+0x30>
sub    %edx,%esi
add    %rdx,%rdi
cmp    $0x6,%r8w
jb     1198 <header_checksum16+0x98>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movzwl (%rdi),%ecx
shl    $0x10,%ecx
bswap  %ecx
add    %eax,%ecx
movzwl 0x2(%rdi),%eax
shl    $0x10,%eax
bswap  %eax
add    %ecx,%eax
movzwl 0x4(%rdi),%ecx
shl    $0x10,%ecx
bswap  %ecx
add    %eax,%ecx
movzwl 0x6(%rdi),%eax
shl    $0x10,%eax
bswap  %eax
add    %ecx,%eax
add    $0x8,%rdi
add    $0xfffffff8,%esi
cmp    $0x1,%si
ja     1160 <header_checksum16+0x60>
test   %si,%si
je     11a5 <header_checksum16+0xa5>
movzbl (%rdi),%ecx
shl    $0x8,%ecx
add    %ecx,%eax
cmp    $0x10000,%eax
jb     11c1 <header_checksum16+0xc1>
nopl   0x0(%rax)
mov    %eax,%ecx
shr    $0x10,%ecx
movzwl %ax,%eax
add    %ecx,%eax
cmp    $0xffff,%eax
ja     11b0 <header_checksum16+0xb0>
not    %eax
ret

LLVM IR (-O0):
define zeroext i16 @header_checksum16(i8* %0, i16 zeroext %1, i32 %2) {
%4 = alloca i8*
%5 = alloca i16
%6 = alloca i32
store i8* %0, i8** %4
store i16 %1, i16* %5
store i32 %2, i32* %6
br label %7
7: ; preds = %11, %3
%8 = load i16, i16* %5
%9 = zext i16 %8 to i32
%10 = icmp sgt i32 %9, 1
br i1 %10, label %11, label %30
11: ; preds = %7
%12 = load i8*, i8** %4
%13 = load i8, i8* %12
%14 = zext i8 %13 to i32
%15 = shl i32 %14, 8
%16 = load i8*, i8** %4
%17 = getelementptr inbounds i8, i8* %16, i64 1
%18 = load i8, i8* %17
%19 = zext i8 %18 to i32
%20 = or i32 %15, %19
%21 = and i32 65535, %20
%22 = load i32, i32* %6
%23 = add i32 %22, %21
store i32 %23, i32* %6
%24 = load i8*, i8** %4
%25 = getelementptr inbounds i8, i8* %24, i64 2
store i8* %25, i8** %4
%26 = load i16, i16* %5
%27 = zext i16 %26 to i32
%28 = sub nsw i32 %27, 2
%29 = trunc i32 %28 to i16
store i16 %29, i16* %5
br label %7
30: ; preds = %7
%31 = load i16, i16* %5
%32 = icmp ne i16 %31, 0
br i1 %32, label %33, label %41
33: ; preds = %30
%34 = load i8*, i8** %4
%35 = load i8, i8* %34
%36 = zext i8 %35 to i32
%37 = and i32 255, %36
%38 = shl i32 %37, 8
%39 = load i32, i32* %6
%40 = add i32 %39, %38
store i32 %40, i32* %6
br label %41
41: ; preds = %33, %30
br label %42
42: ; preds = %46, %41
%43 = load i32, i32* %6
%44 = lshr i32 %43, 16
%45 = icmp ne i32 %44, 0
br i1 %45, label %46, label %52
46: ; preds = %42
%47 = load i32, i32* %6
%48 = and i32 %47, 65535
%49 = load i32, i32* %6
%50 = lshr i32 %49, 16
%51 = add i32 %48, %50
store i32 %51, i32* %6
br label %42
52: ; preds = %42
%53 = load i32, i32* %6
%54 = trunc i32 %53 to i16
%55 = zext i16 %54 to i32
%56 = xor i32 %55, 65535
%57 = trunc i32 %56 to i16
ret i16 %57
}

LLVM IR (-O2):
define zeroext i16 @header_checksum16(i8* nocapture %0, i16 zeroext %1, i32 %2) {
%4 = icmp ugt i16 %1, 1
br i1 %4, label %5, label %78
5: ; preds = %3
%6 = add i16 %1, -2
%7 = lshr i16 %6, 1
%8 = add nuw i16 %7, 1
%9 = and i16 %8, 3
%10 = icmp eq i16 %9, 0
br i1 %10, label %28, label %11
11: ; preds = %5, %11
%12 = phi i32 [ %23, %11 ], [ %2, %5 ]
%13 = phi i16 [ %25, %11 ], [ %1, %5 ]
%14 = phi i8* [ %24, %11 ], [ %0, %5 ]
%15 = phi i16 [ %26, %11 ], [ 0, %5 ]
%16 = load i8, i8* %14
%17 = zext i8 %16 to i32
%18 = shl nuw nsw i32 %17, 8
%19 = getelementptr inbounds i8, i8* %14, i64 1
%20 = load i8, i8* %19
%21 = zext i8 %20 to i32
%22 = or i32 %18, %21
%23 = add i32 %22, %12
%24 = getelementptr inbounds i8, i8* %14, i64 2
%25 = add i16 %13, -2
%26 = add i16 %15, 1
%27 = icmp eq i16 %26, %9
br i1 %27, label %28, label %11
28: ; preds = %11, %5
%29 = phi i32 [ %2, %5 ], [ %23, %11 ]
%30 = phi i16 [ %1, %5 ], [ %25, %11 ]
%31 = phi i8* [ %0, %5 ], [ %24, %11 ]
%32 = phi i32 [ undef, %5 ], [ %23, %11 ]
%33 = phi i8* [ undef, %5 ], [ %24, %11 ]
%34 = phi i16 [ undef, %5 ], [ %25, %11 ]
%35 = icmp ult i16 %6, 6
br i1 %35, label %78, label %36
36: ; preds = %28, %36
%37 = phi i32 [ %74, %36 ], [ %29, %28 ]
%38 = phi i16 [ %76, %36 ], [ %30, %28 ]
%39 = phi i8* [ %75, %36 ], [ %31, %28 ]
%40 = load i8, i8* %39
%41 = zext i8 %40 to i32
%42 = shl nuw nsw i32 %41, 8
%43 = getelementptr inbounds i8, i8* %39, i64 1
%44 = load i8, i8* %43
%45 = zext i8 %44 to i32
%46 = or i32 %42, %45
%47 = add i32 %46, %37
%48 = getelementptr inbounds i8, i8* %39, i64 2
%49 = load i8, i8* %48
%50 = zext i8 %49 to i32
%51 = shl nuw nsw i32 %50, 8
%52 = getelementptr inbounds i8, i8* %39, i64 3
%53 = load i8, i8* %52
%54 = zext i8 %53 to i32
%55 = or i32 %51, %54
%56 = add i32 %55, %47
%57 = getelementptr inbounds i8, i8* %39, i64 4
%58 = load i8, i8* %57
%59 = zext i8 %58 to i32
%60 = shl nuw nsw i32 %59, 8
%61 = getelementptr inbounds i8, i8* %39, i64 5
%62 = load i8, i8* %61
%63 = zext i8 %62 to i32
%64 = or i32 %60, %63
%65 = add i32 %64, %56
%66 = getelementptr inbounds i8, i8* %39, i64 6
%67 = load i8, i8* %66
%68 = zext i8 %67 to i32
%69 = shl nuw nsw i32 %68, 8
%70 = getelementptr inbounds i8, i8* %39, i64 7
%71 = load i8, i8* %70
%72 = zext i8 %71 to i32
%73 = or i32 %69, %72
%74 = add i32 %73, %65
%75 = getelementptr inbounds i8, i8* %39, i64 8
%76 = add i16 %38, -8
%77 = icmp ugt i16 %76, 1
br i1 %77, label %36, label %78
78: ; preds = %28, %36, %3
%79 = phi i8* [ %0, %3 ], [ %33, %28 ], [ %75, %36 ]
%80 = phi i16 [ %1, %3 ], [ %34, %28 ], [ %76, %36 ]
%81 = phi i32 [ %2, %3 ], [ %32, %28 ], [ %74, %36 ]
%82 = icmp eq i16 %80, 0
br i1 %82, label %88, label %83
83: ; preds = %78
%84 = load i8, i8* %79
%85 = zext i8 %84 to i32
%86 = shl nuw nsw i32 %85, 8
%87 = add i32 %86, %81
br label %88
88: ; preds = %83, %78
%89 = phi i32 [ %87, %83 ], [ %81, %78 ]
%90 = icmp ult i32 %89, 65536
br i1 %90, label %97, label %91
91: ; preds = %88, %91
%92 = phi i32 [ %95, %91 ], [ %89, %88 ]
%93 = lshr i32 %92, 16
%94 = and i32 %92, 65535
%95 = add nuw nsw i32 %94, %93
%96 = icmp ult i32 %95, 65536
br i1 %96, label %97, label %91
97: ; preds = %91, %88
%98 = phi i32 [ %89, %88 ], [ %95, %91 ]
%99 = trunc i32 %98 to i16
%100 = xor i16 %99, -1
ret i16 %100
}