int inversions(int *array) {
  int count = 0;
  int i, j;
  for (i = 0; i < 20 - 1; i++) {
    for (j = i + 1; j < 20; j++) {
      if (*(array + i) > *(array + j))
        count++;
    }
  }
  return count;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<inversions>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
movl   $0x0,-0xc(%rbp)
movl   $0x0,-0x10(%rbp)
cmpl   $0x13,-0x10(%rbp)
jge    117e <inversions+0x7e>
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
cmpl   $0x14,-0x14(%rbp)
jge    116b <inversions+0x6b>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x14(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jle    1158 <inversions+0x58>
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
jmp    115d <inversions+0x5d>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1129 <inversions+0x29>
jmp    1170 <inversions+0x70>
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    1116 <inversions+0x16>
mov    -0xc(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<inversions>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r12
push   %rbx
lea    0x34(%rdi),%rcx
lea    0x4(%rdi),%r8
xor    %r9d,%r9d
mov    $0x1,%r11d
mov    $0xf,%r10d
xor    %eax,%eax
jmp    114a <inversions+0x4a>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
add    $0x1,%r11
add    $0x4,%rcx
add    $0xffffffffffffffff,%r10
add    $0x4,%r8
cmp    $0x13,%r9
je     1299 <inversions+0x199>
mov    %r9,%rdx
mov    $0x13,%r12d
sub    %r9,%r12
add    $0x1,%r9
mov    (%rdi,%rdx,4),%ebp
cmp    $0x4,%r12
jae    1170 <inversions+0x70>
mov    %r11,%rbx
jmp    1280 <inversions+0x180>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %r10,%r14
shr    $0x2,%r14
mov    $0xf,%esi
sub    %rdx,%rsi
mov    %rsi,%r15
shr    $0x2,%r15
add    $0x1,%r15
movd   %eax,%xmm0
movd   %ebp,%xmm1
pshufd $0x0,%xmm1,%xmm1
cmp    $0xc,%rsi
jae    11b0 <inversions+0xb0>
xor    %eax,%eax
jmp    1211 <inversions+0x111>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
lea    0x1(%r14),%rbx
and    $0xfffffffffffffffc,%rbx
xor    %eax,%eax
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
movdqu -0x30(%rcx,%rax,4),%xmm2
movdqu -0x20(%rcx,%rax,4),%xmm3
movdqu -0x10(%rcx,%rax,4),%xmm4
movdqu (%rcx,%rax,4),%xmm5
movdqa %xmm1,%xmm6
pcmpgtd %xmm2,%xmm6
psubd  %xmm6,%xmm0
movdqa %xmm1,%xmm2
pcmpgtd %xmm3,%xmm2
psubd  %xmm2,%xmm0
movdqa %xmm1,%xmm2
pcmpgtd %xmm4,%xmm2
psubd  %xmm2,%xmm0
movdqa %xmm1,%xmm2
pcmpgtd %xmm5,%xmm2
psubd  %xmm2,%xmm0
add    $0x10,%rax
add    $0xfffffffffffffffc,%rbx
jne    11c0 <inversions+0xc0>
mov    %r12,%rbx
and    $0xfffffffffffffffc,%rbx
test   $0x3,%r15b
je     125a <inversions+0x15a>
add    $0x1,%r14b
movzbl %r14b,%esi
and    $0x3,%esi
shl    $0x4,%rsi
lea    (%r8,%rax,4),%rax
xor    %edx,%edx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
movdqu (%rax,%rdx,1),%xmm2
movdqa %xmm1,%xmm3
pcmpgtd %xmm2,%xmm3
psubd  %xmm3,%xmm0
add    $0x10,%rdx
cmp    %rdx,%rsi
jne    1240 <inversions+0x140>
pshufd $0xee,%xmm0,%xmm1
paddd  %xmm0,%xmm1
pshufd $0x55,%xmm1,%xmm0
paddd  %xmm1,%xmm0
movd   %xmm0,%eax
cmp    %rbx,%r12
je     1130 <inversions+0x30>
add    %r11,%rbx
nopl   0x0(%rax)
xor    %edx,%edx
cmp    (%rdi,%rbx,4),%ebp
setg   %dl
add    %edx,%eax
add    $0x1,%rbx
cmp    $0x14,%rbx
jne    1280 <inversions+0x180>
jmp    1130 <inversions+0x30>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @inversions(i32* %0) {
%2 = alloca i32*
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
store i32* %0, i32** %2
store i32 0, i32* %3
store i32 0, i32* %4
br label %6
6: ; preds = %35, %1
%7 = load i32, i32* %4
%8 = icmp slt i32 %7, 19
br i1 %8, label %9, label %38
9: ; preds = %6
%10 = load i32, i32* %4
%11 = add nsw i32 %10, 1
store i32 %11, i32* %5
br label %12
12: ; preds = %31, %9
%13 = load i32, i32* %5
%14 = icmp slt i32 %13, 20
br i1 %14, label %15, label %34
15: ; preds = %12
%16 = load i32*, i32** %2
%17 = load i32, i32* %4
%18 = sext i32 %17 to i64
%19 = getelementptr inbounds i32, i32* %16, i64 %18
%20 = load i32, i32* %19
%21 = load i32*, i32** %2
%22 = load i32, i32* %5
%23 = sext i32 %22 to i64
%24 = getelementptr inbounds i32, i32* %21, i64 %23
%25 = load i32, i32* %24
%26 = icmp sgt i32 %20, %25
br i1 %26, label %27, label %30
27: ; preds = %15
%28 = load i32, i32* %3
%29 = add nsw i32 %28, 1
store i32 %29, i32* %3
br label %30
30: ; preds = %27, %15
br label %31
31: ; preds = %30
%32 = load i32, i32* %5
%33 = add nsw i32 %32, 1
store i32 %33, i32* %5
br label %12
34: ; preds = %12
br label %35
35: ; preds = %34
%36 = load i32, i32* %4
%37 = add nsw i32 %36, 1
store i32 %37, i32* %4
br label %6
38: ; preds = %6
%39 = load i32, i32* %3
ret i32 %39
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @inversions(i32* nocapture %0) {
br label %6
2: ; preds = %92, %85
%3 = phi i32 [ %87, %85 ], [ %99, %92 ]
%4 = add nuw nsw i64 %8, 1
%5 = icmp eq i64 %14, 19
br i1 %5, label %102, label %6
6: ; preds = %2, %1
%7 = phi i64 [ 0, %1 ], [ %14, %2 ]
%8 = phi i64 [ 1, %1 ], [ %4, %2 ]
%9 = phi i32 [ 0, %1 ], [ %3, %2 ]
%10 = sub nsw i64 15, %7
%11 = lshr i64 %10, 2
%12 = add nuw nsw i64 %11, 1
%13 = sub nsw i64 19, %7
%14 = add nuw nsw i64 %7, 1
%15 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %7
%16 = load i32, i32* %15
%17 = icmp ult i64 %13, 4
br i1 %17, label %89, label %18
18: ; preds = %6
%19 = and i64 %13, -4
%20 = add i64 %8, %19
%21 = insertelement <4 x i32> <i32 poison, i32 0, i32 0, i32 0>, i32 %9, i64 0
%22 = insertelement <4 x i32> poison, i32 %16, i64 0
%23 = shufflevector <4 x i32> %22, <4 x i32> poison, <4 x i32> zeroinitializer
%24 = and i64 %12, 3
%25 = icmp ult i64 %10, 12
br i1 %25, label %66, label %26
26: ; preds = %18
%27 = and i64 %12, 9223372036854775804
br label %28
28: ; preds = %28, %26
%29 = phi i64 [ 0, %26 ], [ %63, %28 ]
%30 = phi <4 x i32> [ %21, %26 ], [ %62, %28 ]
%31 = phi i64 [ 0, %26 ], [ %64, %28 ]
%32 = add i64 %8, %29
%33 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %32
%34 = bitcast i32* %33 to <4 x i32>*
%35 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %34
%36 = icmp sgt <4 x i32> %23, %35
%37 = zext <4 x i1> %36 to <4 x i32>
%38 = add <4 x i32> %30, %37
%39 = or i64 %29, 4
%40 = add i64 %8, %39
%41 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %40
%42 = bitcast i32* %41 to <4 x i32>*
%43 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %42
%44 = icmp sgt <4 x i32> %23, %43
%45 = zext <4 x i1> %44 to <4 x i32>
%46 = add <4 x i32> %38, %45
%47 = or i64 %29, 8
%48 = add i64 %8, %47
%49 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %48
%50 = bitcast i32* %49 to <4 x i32>*
%51 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %50
%52 = icmp sgt <4 x i32> %23, %51
%53 = zext <4 x i1> %52 to <4 x i32>
%54 = add <4 x i32> %46, %53
%55 = or i64 %29, 12
%56 = add i64 %8, %55
%57 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %56
%58 = bitcast i32* %57 to <4 x i32>*
%59 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %58
%60 = icmp sgt <4 x i32> %23, %59
%61 = zext <4 x i1> %60 to <4 x i32>
%62 = add <4 x i32> %54, %61
%63 = add nuw i64 %29, 16
%64 = add nuw i64 %31, 4
%65 = icmp eq i64 %64, %27
br i1 %65, label %66, label %28
66: ; preds = %28, %18
%67 = phi <4 x i32> [ undef, %18 ], [ %62, %28 ]
%68 = phi i64 [ 0, %18 ], [ %63, %28 ]
%69 = phi <4 x i32> [ %21, %18 ], [ %62, %28 ]
%70 = icmp eq i64 %24, 0
br i1 %70, label %85, label %71
71: ; preds = %66, %71
%72 = phi i64 [ %82, %71 ], [ %68, %66 ]
%73 = phi <4 x i32> [ %81, %71 ], [ %69, %66 ]
%74 = phi i64 [ %83, %71 ], [ 0, %66 ]
%75 = add i64 %8, %72
%76 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %75
%77 = bitcast i32* %76 to <4 x i32>*
%78 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %77
%79 = icmp sgt <4 x i32> %23, %78
%80 = zext <4 x i1> %79 to <4 x i32>
%81 = add <4 x i32> %73, %80
%82 = add nuw i64 %72, 4
%83 = add i64 %74, 1
%84 = icmp eq i64 %83, %24
br i1 %84, label %85, label %71
85: ; preds = %71, %66
%86 = phi <4 x i32> [ %67, %66 ], [ %81, %71 ]
%87 = call i32 @llvm.vector.reduce.add.v4i32(<4 x i32> %86)
%88 = icmp eq i64 %13, %19
br i1 %88, label %2, label %89
89: ; preds = %6, %85
%90 = phi i64 [ %8, %6 ], [ %20, %85 ]
%91 = phi i32 [ %9, %6 ], [ %87, %85 ]
br label %92
92: ; preds = %89, %92
%93 = phi i64 [ %100, %92 ], [ %90, %89 ]
%94 = phi i32 [ %99, %92 ], [ %91, %89 ]
%95 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %93
%96 = load i32, i32* %95
%97 = icmp sgt i32 %16, %96
%98 = zext i1 %97 to i32
%99 = add nsw i32 %94, %98
%100 = add nuw nsw i64 %93, 1
%101 = icmp eq i64 %100, 20
br i1 %101, label %2, label %92
102: ; preds = %2
ret i32 %3
}