int read_and_write(int *buff, int size, int seed) {
  for (int i = 0; i < size; i++, seed++) {
    buff[i] = seed;
  }
  int result = 0;
  for (int i = 0; i < size; i++) {
    result += buff[i];
  }
  return result;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<read_and_write>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    1146 <read_and_write+0x46>
mov    -0x10(%rbp),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    1115 <read_and_write+0x15>
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    117f <read_and_write+0x7f>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
add    -0x18(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1154 <read_and_write+0x54>
mov    -0x18(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<read_and_write>:
test   %esi,%esi
jle    12a3 <read_and_write+0x1a3>
mov    %esi,%r9d
cmp    $0x8,%esi
jae    1118 <read_and_write+0x18>
xor    %r8d,%r8d
jmp    1268 <read_and_write+0x168>
mov    %r9d,%r8d
and    $0xfffffff8,%r8d
movd   %edx,%xmm0
pshufd $0x0,%xmm0,%xmm0
paddd  0xed0(%rip),%xmm0
lea    -0x8(%r8),%rcx
mov    %rcx,%rax
shr    $0x3,%rax
add    $0x1,%rax
mov    %eax,%r10d
and    $0x3,%r10d
cmp    $0x18,%rcx
jae    1153 <read_and_write+0x53>
xor    %ecx,%ecx
jmp    1218 <read_and_write+0x118>
and    $0xfffffffffffffffc,%rax
xor    %ecx,%ecx
movdqa 0xeae(%rip),%xmm8
movdqa 0xeb5(%rip),%xmm9
movdqa 0xebc(%rip),%xmm10
movdqa 0xec4(%rip),%xmm4
movdqa 0xecc(%rip),%xmm5
movdqa 0xed4(%rip),%xmm6
movdqa 0xedc(%rip),%xmm7
movdqa 0xee4(%rip),%xmm1
nopl   0x0(%rax)
movdqa %xmm0,%xmm2
paddd  %xmm8,%xmm2
movdqu %xmm0,(%rdi,%rcx,4)
movdqu %xmm2,0x10(%rdi,%rcx,4)
movdqa %xmm0,%xmm2
paddd  %xmm9,%xmm2
movdqa %xmm0,%xmm3
paddd  %xmm10,%xmm3
movdqu %xmm2,0x20(%rdi,%rcx,4)
movdqu %xmm3,0x30(%rdi,%rcx,4)
movdqa %xmm0,%xmm2
paddd  %xmm4,%xmm2
movdqa %xmm0,%xmm3
paddd  %xmm5,%xmm3
movdqu %xmm2,0x40(%rdi,%rcx,4)
movdqu %xmm3,0x50(%rdi,%rcx,4)
movdqa %xmm0,%xmm2
paddd  %xmm6,%xmm2
movdqa %xmm0,%xmm3
paddd  %xmm7,%xmm3
movdqu %xmm2,0x60(%rdi,%rcx,4)
movdqu %xmm3,0x70(%rdi,%rcx,4)
add    $0x20,%rcx
paddd  %xmm1,%xmm0
add    $0xfffffffffffffffc,%rax
jne    11a0 <read_and_write+0xa0>
test   %r10,%r10
je     1260 <read_and_write+0x160>
lea    (%rdi,%rcx,4),%rax
add    $0x10,%rax
shl    $0x5,%r10
xor    %ecx,%ecx
movdqa 0xddd(%rip),%xmm1
movdqa 0xde5(%rip),%xmm2
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movdqa %xmm0,%xmm3
paddd  %xmm1,%xmm3
movdqu %xmm0,-0x10(%rax,%rcx,1)
movdqu %xmm3,(%rax,%rcx,1)
paddd  %xmm2,%xmm0
add    $0x20,%rcx
cmp    %rcx,%r10
jne    1240 <read_and_write+0x140>
cmp    %r9,%r8
je     1291 <read_and_write+0x191>
add    %r8d,%edx
lea    (%rdi,%r8,4),%r10
mov    %r9,%rcx
sub    %r8,%rcx
mov    %edx,%r8d
xor    %eax,%eax
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
lea    (%r8,%rax,1),%edx
mov    %edx,(%r10,%rax,4)
add    $0x1,%rax
cmp    %rax,%rcx
jne    1280 <read_and_write+0x180>
test   %esi,%esi
jle    12a3 <read_and_write+0x1a3>
cmp    $0x8,%esi
jae    12a6 <read_and_write+0x1a6>
xor    %edx,%edx
xor    %eax,%eax
jmp    1390 <read_and_write+0x290>
xor    %eax,%eax
ret
mov    %r9d,%edx
and    $0xfffffff8,%edx
lea    -0x8(%rdx),%rsi
mov    %rsi,%rcx
shr    $0x3,%rcx
add    $0x1,%rcx
mov    %ecx,%eax
and    $0x3,%eax
cmp    $0x18,%rsi
jae    12d2 <read_and_write+0x1d2>
pxor   %xmm0,%xmm0
xor    %esi,%esi
pxor   %xmm1,%xmm1
jmp    1339 <read_and_write+0x239>
and    $0xfffffffffffffffc,%rcx
pxor   %xmm0,%xmm0
xor    %esi,%esi
pxor   %xmm1,%xmm1
movdqu (%rdi,%rsi,4),%xmm2
paddd  %xmm0,%xmm2
movdqu 0x10(%rdi,%rsi,4),%xmm0
paddd  %xmm1,%xmm0
movdqu 0x20(%rdi,%rsi,4),%xmm1
movdqu 0x30(%rdi,%rsi,4),%xmm3
movdqu 0x40(%rdi,%rsi,4),%xmm4
paddd  %xmm1,%xmm4
paddd  %xmm2,%xmm4
movdqu 0x50(%rdi,%rsi,4),%xmm2
paddd  %xmm3,%xmm2
paddd  %xmm0,%xmm2
movdqu 0x60(%rdi,%rsi,4),%xmm0
paddd  %xmm4,%xmm0
movdqu 0x70(%rdi,%rsi,4),%xmm1
paddd  %xmm2,%xmm1
add    $0x20,%rsi
add    $0xfffffffffffffffc,%rcx
jne    12e0 <read_and_write+0x1e0>
test   %rax,%rax
je     136c <read_and_write+0x26c>
lea    (%rdi,%rsi,4),%rcx
add    $0x10,%rcx
shl    $0x5,%rax
xor    %esi,%esi
nopl   0x0(%rax)
movdqu -0x10(%rcx,%rsi,1),%xmm2
paddd  %xmm2,%xmm0
movdqu (%rcx,%rsi,1),%xmm2
paddd  %xmm2,%xmm1
add    $0x20,%rsi
cmp    %rsi,%rax
jne    1350 <read_and_write+0x250>
paddd  %xmm1,%xmm0
pshufd $0xee,%xmm0,%xmm1
paddd  %xmm0,%xmm1
pshufd $0x55,%xmm1,%xmm0
paddd  %xmm1,%xmm0
movd   %xmm0,%eax
cmp    %r9,%rdx
je     139c <read_and_write+0x29c>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    (%rdi,%rdx,4),%eax
add    $0x1,%rdx
cmp    %rdx,%r9
jne    1390 <read_and_write+0x290>
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @read_and_write(i32* %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = alloca i32*
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
store i32* %0, i32** %4
store i32 %1, i32* %5
store i32 %2, i32* %6
store i32 0, i32* %7
br label %10
10: ; preds = %20, %3
%11 = load i32, i32* %7
%12 = load i32, i32* %5
%13 = icmp slt i32 %11, %12
br i1 %13, label %14, label %25
14: ; preds = %10
%15 = load i32, i32* %6
%16 = load i32*, i32** %4
%17 = load i32, i32* %7
%18 = sext i32 %17 to i64
%19 = getelementptr inbounds i32, i32* %16, i64 %18
store i32 %15, i32* %19
br label %20
20: ; preds = %14
%21 = load i32, i32* %7
%22 = add nsw i32 %21, 1
store i32 %22, i32* %7
%23 = load i32, i32* %6
%24 = add nsw i32 %23, 1
store i32 %24, i32* %6
br label %10
25: ; preds = %10
store i32 0, i32* %8
store i32 0, i32* %9
br label %26
26: ; preds = %38, %25
%27 = load i32, i32* %9
%28 = load i32, i32* %5
%29 = icmp slt i32 %27, %28
br i1 %29, label %30, label %41
30: ; preds = %26
%31 = load i32*, i32** %4
%32 = load i32, i32* %9
%33 = sext i32 %32 to i64
%34 = getelementptr inbounds i32, i32* %31, i64 %33
%35 = load i32, i32* %34
%36 = load i32, i32* %8
%37 = add nsw i32 %36, %35
store i32 %37, i32* %8
br label %38
38: ; preds = %30
%39 = load i32, i32* %9
%40 = add nsw i32 %39, 1
store i32 %40, i32* %9
br label %26
41: ; preds = %26
%42 = load i32, i32* %8
ret i32 %42
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @read_and_write(i32* nocapture %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %4, label %5, label %173
5: ; preds = %3
%6 = zext i32 %1 to i64
%7 = icmp ult i32 %1, 8
br i1 %7, label %75, label %8
8: ; preds = %5
%9 = and i64 %6, 4294967288
%10 = trunc i64 %9 to i32
%11 = add i32 %10, %2
%12 = insertelement <4 x i32> poison, i32 %2, i64 0
%13 = shufflevector <4 x i32> %12, <4 x i32> poison, <4 x i32> zeroinitializer
%14 = add <4 x i32> %13, <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3>
%15 = add nsw i64 %9, -8
%16 = lshr exact i64 %15, 3
%17 = add nuw nsw i64 %16, 1
%18 = and i64 %17, 3
%19 = icmp ult i64 %15, 24
br i1 %19, label %56, label %20
20: ; preds = %8
%21 = and i64 %17, 4611686018427387900
br label %22
22: ; preds = %22, %20
%23 = phi i64 [ 0, %20 ], [ %52, %22 ]
%24 = phi <4 x i32> [ %14, %20 ], [ %53, %22 ]
%25 = phi i64 [ 0, %20 ], [ %54, %22 ]
%26 = add <4 x i32> %24, <i32 4, i32 4, i32 4, i32 4>
%27 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %23
%28 = bitcast i32* %27 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %24, <4 x i32>* %28
%29 = getelementptr inbounds i32, i32* %27, i64 4
%30 = bitcast i32* %29 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %26, <4 x i32>* %30
%31 = or i64 %23, 8
%32 = add <4 x i32> %24, <i32 8, i32 8, i32 8, i32 8>
%33 = add <4 x i32> %24, <i32 12, i32 12, i32 12, i32 12>
%34 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %31
%35 = bitcast i32* %34 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %32, <4 x i32>* %35
%36 = getelementptr inbounds i32, i32* %34, i64 4
%37 = bitcast i32* %36 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %33, <4 x i32>* %37
%38 = or i64 %23, 16
%39 = add <4 x i32> %24, <i32 16, i32 16, i32 16, i32 16>
%40 = add <4 x i32> %24, <i32 20, i32 20, i32 20, i32 20>
%41 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %38
%42 = bitcast i32* %41 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %39, <4 x i32>* %42
%43 = getelementptr inbounds i32, i32* %41, i64 4
%44 = bitcast i32* %43 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %40, <4 x i32>* %44
%45 = or i64 %23, 24
%46 = add <4 x i32> %24, <i32 24, i32 24, i32 24, i32 24>
%47 = add <4 x i32> %24, <i32 28, i32 28, i32 28, i32 28>
%48 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %45
%49 = bitcast i32* %48 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %46, <4 x i32>* %49
%50 = getelementptr inbounds i32, i32* %48, i64 4
%51 = bitcast i32* %50 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %47, <4 x i32>* %51
%52 = add nuw i64 %23, 32
%53 = add <4 x i32> %24, <i32 32, i32 32, i32 32, i32 32>
%54 = add i64 %25, 4
%55 = icmp eq i64 %54, %21
br i1 %55, label %56, label %22
56: ; preds = %22, %8
%57 = phi i64 [ 0, %8 ], [ %52, %22 ]
%58 = phi <4 x i32> [ %14, %8 ], [ %53, %22 ]
%59 = icmp eq i64 %18, 0
br i1 %59, label %73, label %60
60: ; preds = %56, %60
%61 = phi i64 [ %69, %60 ], [ %57, %56 ]
%62 = phi <4 x i32> [ %70, %60 ], [ %58, %56 ]
%63 = phi i64 [ %71, %60 ], [ 0, %56 ]
%64 = add <4 x i32> %62, <i32 4, i32 4, i32 4, i32 4>
%65 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %61
%66 = bitcast i32* %65 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %62, <4 x i32>* %66
%67 = getelementptr inbounds i32, i32* %65, i64 4
%68 = bitcast i32* %67 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %64, <4 x i32>* %68
%69 = add nuw i64 %61, 8
%70 = add <4 x i32> %62, <i32 8, i32 8, i32 8, i32 8>
%71 = add i64 %63, 1
%72 = icmp eq i64 %71, %18
br i1 %72, label %73, label %60
73: ; preds = %60, %56
%74 = icmp eq i64 %9, %6
br i1 %74, label %78, label %75
75: ; preds = %5, %73
%76 = phi i64 [ 0, %5 ], [ %9, %73 ]
%77 = phi i32 [ %2, %5 ], [ %11, %73 ]
br label %166
78: ; preds = %166, %73
br i1 %4, label %79, label %173
79: ; preds = %78
%80 = zext i32 %1 to i64
%81 = icmp ult i32 %1, 8
br i1 %81, label %163, label %82
82: ; preds = %79
%83 = and i64 %6, 4294967288
%84 = add nsw i64 %83, -8
%85 = lshr exact i64 %84, 3
%86 = add nuw nsw i64 %85, 1
%87 = and i64 %86, 3
%88 = icmp ult i64 %84, 24
br i1 %88, label %134, label %89
89: ; preds = %82
%90 = and i64 %86, 4611686018427387900
br label %91
91: ; preds = %91, %89
%92 = phi i64 [ 0, %89 ], [ %131, %91 ]
%93 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %89 ], [ %129, %91 ]
%94 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %89 ], [ %130, %91 ]
%95 = phi i64 [ 0, %89 ], [ %132, %91 ]
%96 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %92
%97 = bitcast i32* %96 to <4 x i32>*
%98 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %97
%99 = getelementptr inbounds i32, i32* %96, i64 4
%100 = bitcast i32* %99 to <4 x i32>*
%101 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %100
%102 = add <4 x i32> %98, %93
%103 = add <4 x i32> %101, %94
%104 = or i64 %92, 8
%105 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %104
%106 = bitcast i32* %105 to <4 x i32>*
%107 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %106
%108 = getelementptr inbounds i32, i32* %105, i64 4
%109 = bitcast i32* %108 to <4 x i32>*
%110 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %109
%111 = add <4 x i32> %107, %102
%112 = add <4 x i32> %110, %103
%113 = or i64 %92, 16
%114 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %113
%115 = bitcast i32* %114 to <4 x i32>*
%116 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %115
%117 = getelementptr inbounds i32, i32* %114, i64 4
%118 = bitcast i32* %117 to <4 x i32>*
%119 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %118
%120 = add <4 x i32> %116, %111
%121 = add <4 x i32> %119, %112
%122 = or i64 %92, 24
%123 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %122
%124 = bitcast i32* %123 to <4 x i32>*
%125 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %124
%126 = getelementptr inbounds i32, i32* %123, i64 4
%127 = bitcast i32* %126 to <4 x i32>*
%128 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %127
%129 = add <4 x i32> %125, %120
%130 = add <4 x i32> %128, %121
%131 = add nuw i64 %92, 32
%132 = add i64 %95, 4
%133 = icmp eq i64 %132, %90
br i1 %133, label %134, label %91
134: ; preds = %91, %82
%135 = phi <4 x i32> [ undef, %82 ], [ %129, %91 ]
%136 = phi <4 x i32> [ undef, %82 ], [ %130, %91 ]
%137 = phi i64 [ 0, %82 ], [ %131, %91 ]
%138 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %82 ], [ %129, %91 ]
%139 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %82 ], [ %130, %91 ]
%140 = icmp eq i64 %87, 0
br i1 %140, label %157, label %141
141: ; preds = %134, %141
%142 = phi i64 [ %154, %141 ], [ %137, %134 ]
%143 = phi <4 x i32> [ %152, %141 ], [ %138, %134 ]
%144 = phi <4 x i32> [ %153, %141 ], [ %139, %134 ]
%145 = phi i64 [ %155, %141 ], [ 0, %134 ]
%146 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %142
%147 = bitcast i32* %146 to <4 x i32>*
%148 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %147
%149 = getelementptr inbounds i32, i32* %146, i64 4
%150 = bitcast i32* %149 to <4 x i32>*
%151 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %150
%152 = add <4 x i32> %148, %143
%153 = add <4 x i32> %151, %144
%154 = add nuw i64 %142, 8
%155 = add i64 %145, 1
%156 = icmp eq i64 %155, %87
br i1 %156, label %157, label %141
157: ; preds = %141, %134
%158 = phi <4 x i32> [ %135, %134 ], [ %152, %141 ]
%159 = phi <4 x i32> [ %136, %134 ], [ %153, %141 ]
%160 = add <4 x i32> %159, %158
%161 = call i32 @llvm.vector.reduce.add.v4i32(<4 x i32> %160)
%162 = icmp eq i64 %83, %6
br i1 %162, label %173, label %163
163: ; preds = %79, %157
%164 = phi i64 [ 0, %79 ], [ %83, %157 ]
%165 = phi i32 [ 0, %79 ], [ %161, %157 ]
br label %175
166: ; preds = %75, %166
%167 = phi i64 [ %170, %166 ], [ %76, %75 ]
%168 = phi i32 [ %171, %166 ], [ %77, %75 ]
%169 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %167
store i32 %168, i32* %169
%170 = add nuw nsw i64 %167, 1
%171 = add nsw i32 %168, 1
%172 = icmp eq i64 %170, %6
br i1 %172, label %78, label %166
173: ; preds = %175, %157, %3, %78
%174 = phi i32 [ 0, %78 ], [ 0, %3 ], [ %161, %157 ], [ %180, %175 ]
ret i32 %174
175: ; preds = %163, %175
%176 = phi i64 [ %181, %175 ], [ %164, %163 ]
%177 = phi i32 [ %180, %175 ], [ %165, %163 ]
%178 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %176
%179 = load i32, i32* %178
%180 = add nsw i32 %179, %177
%181 = add nuw nsw i64 %176, 1
%182 = icmp eq i64 %181, %80
br i1 %182, label %173, label %175
}