int bit_count(char *buf, int size) {
  int sum = 0;
  for (int i = 0; i < size; i = i + 1) {
    sum += (unsigned int)(__builtin_popcount((unsigned int)buf[i]));
  }
  return sum;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<bit_count>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
movl   $0x0,-0x10(%rbp)
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    1177 <bit_count+0x77>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
movsbl (%rax,%rcx,1),%ecx
mov    %ecx,%eax
shr    %eax
and    $0x55555555,%eax
sub    %eax,%ecx
mov    %ecx,%eax
and    $0x33333333,%eax
shr    $0x2,%ecx
and    $0x33333333,%ecx
add    %ecx,%eax
mov    %eax,%ecx
shr    $0x4,%ecx
add    %ecx,%eax
and    $0xf0f0f0f,%eax
imul   $0x1010101,%eax,%eax
shr    $0x18,%eax
add    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1119 <bit_count+0x19>
mov    -0x10(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<bit_count>:
test   %esi,%esi
jle    1115 <bit_count+0x15>
mov    %esi,%r8d
cmp    $0x8,%esi
jae    1118 <bit_count+0x18>
xor    %edx,%edx
xor    %eax,%eax
jmp    1250 <bit_count+0x150>
xor    %eax,%eax
ret
mov    %r8d,%edx
and    $0xfffffff8,%edx
pxor   %xmm0,%xmm0
xor    %eax,%eax
movdqa 0xed3(%rip),%xmm8
movdqa 0xedb(%rip),%xmm3
movdqa 0xee3(%rip),%xmm5
pxor   %xmm4,%xmm4
pxor   %xmm1,%xmm1
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
movd   (%rdi,%rax,1),%xmm6
punpcklbw %xmm6,%xmm6
punpcklwd %xmm6,%xmm2
movd   0x4(%rdi,%rax,1),%xmm6
punpcklbw %xmm6,%xmm6
punpcklwd %xmm6,%xmm6
psrad  $0x18,%xmm2
psrad  $0x18,%xmm6
movdqa %xmm2,%xmm7
psrlw  $0x1,%xmm7
pand   %xmm8,%xmm7
psubb  %xmm7,%xmm2
movdqa %xmm2,%xmm7
pand   %xmm3,%xmm7
psrlw  $0x2,%xmm2
pand   %xmm3,%xmm2
paddb  %xmm7,%xmm2
movdqa %xmm2,%xmm7
psrlw  $0x4,%xmm7
paddb  %xmm2,%xmm7
pand   %xmm5,%xmm7
movdqa %xmm7,%xmm2
punpckhdq %xmm0,%xmm2
psadbw %xmm0,%xmm2
punpckldq %xmm0,%xmm7
psadbw %xmm0,%xmm7
packuswb %xmm2,%xmm7
paddd  %xmm7,%xmm4
movdqa %xmm6,%xmm2
psrlw  $0x1,%xmm2
pand   %xmm8,%xmm2
psubb  %xmm2,%xmm6
movdqa %xmm6,%xmm2
pand   %xmm3,%xmm2
psrlw  $0x2,%xmm6
pand   %xmm3,%xmm6
paddb  %xmm2,%xmm6
movdqa %xmm6,%xmm2
psrlw  $0x4,%xmm2
paddb  %xmm6,%xmm2
pand   %xmm5,%xmm2
movdqa %xmm2,%xmm6
punpckhdq %xmm0,%xmm6
psadbw %xmm0,%xmm6
punpckldq %xmm0,%xmm2
psadbw %xmm0,%xmm2
packuswb %xmm6,%xmm2
paddd  %xmm2,%xmm1
add    $0x8,%rax
cmp    %rax,%rdx
jne    1150 <bit_count+0x50>
paddd  %xmm4,%xmm1
pshufd $0xee,%xmm1,%xmm0
paddd  %xmm1,%xmm0
pshufd $0x55,%xmm0,%xmm1
paddd  %xmm0,%xmm1
movd   %xmm1,%eax
cmp    %r8,%rdx
je     1294 <bit_count+0x194>
nopl   0x0(%rax)
movsbl (%rdi,%rdx,1),%ecx
mov    %ecx,%esi
shr    %esi
and    $0x55555555,%esi
sub    %esi,%ecx
mov    %ecx,%esi
and    $0x33333333,%esi
shr    $0x2,%ecx
and    $0x33333333,%ecx
add    %esi,%ecx
mov    %ecx,%esi
shr    $0x4,%esi
add    %ecx,%esi
and    $0xf0f0f0f,%esi
imul   $0x1010101,%esi,%ecx
shr    $0x18,%ecx
add    %ecx,%eax
add    $0x1,%rdx
cmp    %rdx,%r8
jne    1250 <bit_count+0x150>
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @bit_count(i8* %0, i32 %1) {
%3 = alloca i8*
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
store i8* %0, i8** %3
store i32 %1, i32* %4
store i32 0, i32* %5
store i32 0, i32* %6
br label %7
7: ; preds = %21, %2
%8 = load i32, i32* %6
%9 = load i32, i32* %4
%10 = icmp slt i32 %8, %9
br i1 %10, label %11, label %24
11: ; preds = %7
%12 = load i8*, i8** %3
%13 = load i32, i32* %6
%14 = sext i32 %13 to i64
%15 = getelementptr inbounds i8, i8* %12, i64 %14
%16 = load i8, i8* %15
%17 = sext i8 %16 to i32
%18 = call i32 @llvm.ctpop.i32(i32 %17)
%19 = load i32, i32* %5
%20 = add i32 %19, %18
store i32 %20, i32* %5
br label %21
21: ; preds = %11
%22 = load i32, i32* %6
%23 = add nsw i32 %22, 1
store i32 %23, i32* %6
br label %7
24: ; preds = %7
%25 = load i32, i32* %5
ret i32 %25
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @bit_count(i8* nocapture %0, i32 %1) {
%3 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %3, label %4, label %34
4: ; preds = %2
%5 = zext i32 %1 to i64
%6 = icmp ult i32 %1, 8
br i1 %6, label %31, label %7
7: ; preds = %4
%8 = and i64 %5, 4294967288
br label %9
9: ; preds = %9, %7
%10 = phi i64 [ 0, %7 ], [ %25, %9 ]
%11 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %7 ], [ %23, %9 ]
%12 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %7 ], [ %24, %9 ]
%13 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %10
%14 = bitcast i8* %13 to <4 x i8>*
%15 = load <4 x i8>, <4 x i8>* %14
%16 = getelementptr inbounds i8, i8* %13, i64 4
%17 = bitcast i8* %16 to <4 x i8>*
%18 = load <4 x i8>, <4 x i8>* %17
%19 = sext <4 x i8> %15 to <4 x i32>
%20 = sext <4 x i8> %18 to <4 x i32>
%21 = call <4 x i32> @llvm.ctpop.v4i32(<4 x i32> %19)
%22 = call <4 x i32> @llvm.ctpop.v4i32(<4 x i32> %20)
%23 = add <4 x i32> %21, %11
%24 = add <4 x i32> %22, %12
%25 = add nuw i64 %10, 8
%26 = icmp eq i64 %25, %8
br i1 %26, label %27, label %9
27: ; preds = %9
%28 = add <4 x i32> %24, %23
%29 = call i32 @llvm.vector.reduce.add.v4i32(<4 x i32> %28)
%30 = icmp eq i64 %8, %5
br i1 %30, label %34, label %31
31: ; preds = %4, %27
%32 = phi i64 [ 0, %4 ], [ %8, %27 ]
%33 = phi i32 [ 0, %4 ], [ %29, %27 ]
br label %36
34: ; preds = %36, %27, %2
%35 = phi i32 [ 0, %2 ], [ %29, %27 ], [ %43, %36 ]
ret i32 %35
36: ; preds = %31, %36
%37 = phi i64 [ %44, %36 ], [ %32, %31 ]
%38 = phi i32 [ %43, %36 ], [ %33, %31 ]
%39 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %37
%40 = load i8, i8* %39
%41 = sext i8 %40 to i32
%42 = tail call i32 @llvm.ctpop.i32(i32 %41)
%43 = add i32 %42, %38
%44 = add nuw nsw i64 %37, 1
%45 = icmp eq i64 %44, %5
br i1 %45, label %34, label %36
}