long sum(long *arr, long n) {
  long sum = 0;
  for (long i = 0; i < n; i++) {
    sum += arr[i];
  }
  return sum;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<sum>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
movq   $0x0,-0x18(%rbp)
movq   $0x0,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
cmp    -0x10(%rbp),%rax
jge    114f <sum+0x4f>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
add    -0x18(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x18(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
jmp    111c <sum+0x1c>
mov    -0x18(%rbp),%rax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<sum>:
test   %rsi,%rsi
jle    1114 <sum+0x14>
cmp    $0x4,%rsi
jae    1117 <sum+0x17>
xor    %ecx,%ecx
xor    %eax,%eax
jmp    1210 <sum+0x110>
xor    %eax,%eax
ret
mov    %rsi,%rcx
and    $0xfffffffffffffffc,%rcx
lea    -0x4(%rcx),%rdx
mov    %rdx,%rax
shr    $0x2,%rax
add    $0x1,%rax
mov    %eax,%r8d
and    $0x3,%r8d
cmp    $0xc,%rdx
jae    1146 <sum+0x46>
pxor   %xmm0,%xmm0
xor    %edx,%edx
pxor   %xmm1,%xmm1
jmp    11b9 <sum+0xb9>
and    $0xfffffffffffffffc,%rax
pxor   %xmm0,%xmm0
xor    %edx,%edx
pxor   %xmm1,%xmm1
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
movdqu (%rdi,%rdx,8),%xmm2
paddq  %xmm0,%xmm2
movdqu 0x10(%rdi,%rdx,8),%xmm0
paddq  %xmm1,%xmm0
movdqu 0x20(%rdi,%rdx,8),%xmm1
movdqu 0x30(%rdi,%rdx,8),%xmm3
movdqu 0x40(%rdi,%rdx,8),%xmm4
paddq  %xmm1,%xmm4
paddq  %xmm2,%xmm4
movdqu 0x50(%rdi,%rdx,8),%xmm2
paddq  %xmm3,%xmm2
paddq  %xmm0,%xmm2
movdqu 0x60(%rdi,%rdx,8),%xmm0
paddq  %xmm4,%xmm0
movdqu 0x70(%rdi,%rdx,8),%xmm1
paddq  %xmm2,%xmm1
add    $0x10,%rdx
add    $0xfffffffffffffffc,%rax
jne    1160 <sum+0x60>
test   %r8,%r8
je     11ec <sum+0xec>
lea    (%rdi,%rdx,8),%rax
add    $0x10,%rax
shl    $0x5,%r8
xor    %edx,%edx
nopl   0x0(%rax)
movdqu -0x10(%rax,%rdx,1),%xmm2
paddq  %xmm2,%xmm0
movdqu (%rax,%rdx,1),%xmm2
paddq  %xmm2,%xmm1
add    $0x20,%rdx
cmp    %rdx,%r8
jne    11d0 <sum+0xd0>
paddq  %xmm1,%xmm0
pshufd $0xee,%xmm0,%xmm1
paddq  %xmm0,%xmm1
movq   %xmm1,%rax
cmp    %rsi,%rcx
je     121d <sum+0x11d>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
add    (%rdi,%rcx,8),%rax
add    $0x1,%rcx
cmp    %rcx,%rsi
jne    1210 <sum+0x110>
ret

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

LLVM IR (-O2):
define i64 @sum(i64* nocapture %0, i64 %1) {
%3 = icmp sgt i64 %1, 0
br i1 %3, label %4, label %90
4: ; preds = %2
%5 = icmp ult i64 %1, 4
br i1 %5, label %87, label %6
6: ; preds = %4
%7 = and i64 %1, -4
%8 = add i64 %7, -4
%9 = lshr exact i64 %8, 2
%10 = add nuw nsw i64 %9, 1
%11 = and i64 %10, 3
%12 = icmp ult i64 %8, 12
br i1 %12, label %58, label %13
13: ; preds = %6
%14 = and i64 %10, 9223372036854775804
br label %15
15: ; preds = %15, %13
%16 = phi i64 [ 0, %13 ], [ %55, %15 ]
%17 = phi <2 x i64> [ zeroinitializer, %13 ], [ %53, %15 ]
%18 = phi <2 x i64> [ zeroinitializer, %13 ], [ %54, %15 ]
%19 = phi i64 [ 0, %13 ], [ %56, %15 ]
%20 = getelementptr inbounds i64, i64* %0, i64 %16
%21 = bitcast i64* %20 to <2 x i64>*
%22 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %21
%23 = getelementptr inbounds i64, i64* %20, i64 2
%24 = bitcast i64* %23 to <2 x i64>*
%25 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %24
%26 = add <2 x i64> %22, %17
%27 = add <2 x i64> %25, %18
%28 = or i64 %16, 4
%29 = getelementptr inbounds i64, i64* %0, i64 %28
%30 = bitcast i64* %29 to <2 x i64>*
%31 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %30
%32 = getelementptr inbounds i64, i64* %29, i64 2
%33 = bitcast i64* %32 to <2 x i64>*
%34 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %33
%35 = add <2 x i64> %31, %26
%36 = add <2 x i64> %34, %27
%37 = or i64 %16, 8
%38 = getelementptr inbounds i64, i64* %0, i64 %37
%39 = bitcast i64* %38 to <2 x i64>*
%40 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %39
%41 = getelementptr inbounds i64, i64* %38, i64 2
%42 = bitcast i64* %41 to <2 x i64>*
%43 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %42
%44 = add <2 x i64> %40, %35
%45 = add <2 x i64> %43, %36
%46 = or i64 %16, 12
%47 = getelementptr inbounds i64, i64* %0, i64 %46
%48 = bitcast i64* %47 to <2 x i64>*
%49 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %48
%50 = getelementptr inbounds i64, i64* %47, i64 2
%51 = bitcast i64* %50 to <2 x i64>*
%52 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %51
%53 = add <2 x i64> %49, %44
%54 = add <2 x i64> %52, %45
%55 = add nuw i64 %16, 16
%56 = add nuw i64 %19, 4
%57 = icmp eq i64 %56, %14
br i1 %57, label %58, label %15
58: ; preds = %15, %6
%59 = phi <2 x i64> [ undef, %6 ], [ %53, %15 ]
%60 = phi <2 x i64> [ undef, %6 ], [ %54, %15 ]
%61 = phi i64 [ 0, %6 ], [ %55, %15 ]
%62 = phi <2 x i64> [ zeroinitializer, %6 ], [ %53, %15 ]
%63 = phi <2 x i64> [ zeroinitializer, %6 ], [ %54, %15 ]
%64 = icmp eq i64 %11, 0
br i1 %64, label %81, label %65
65: ; preds = %58, %65
%66 = phi i64 [ %78, %65 ], [ %61, %58 ]
%67 = phi <2 x i64> [ %76, %65 ], [ %62, %58 ]
%68 = phi <2 x i64> [ %77, %65 ], [ %63, %58 ]
%69 = phi i64 [ %79, %65 ], [ 0, %58 ]
%70 = getelementptr inbounds i64, i64* %0, i64 %66
%71 = bitcast i64* %70 to <2 x i64>*
%72 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %71
%73 = getelementptr inbounds i64, i64* %70, i64 2
%74 = bitcast i64* %73 to <2 x i64>*
%75 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %74
%76 = add <2 x i64> %72, %67
%77 = add <2 x i64> %75, %68
%78 = add nuw i64 %66, 4
%79 = add i64 %69, 1
%80 = icmp eq i64 %79, %11
br i1 %80, label %81, label %65
81: ; preds = %65, %58
%82 = phi <2 x i64> [ %59, %58 ], [ %76, %65 ]
%83 = phi <2 x i64> [ %60, %58 ], [ %77, %65 ]
%84 = add <2 x i64> %83, %82
%85 = call i64 @llvm.vector.reduce.add.v2i64(<2 x i64> %84)
%86 = icmp eq i64 %7, %1
br i1 %86, label %90, label %87
87: ; preds = %4, %81
%88 = phi i64 [ 0, %4 ], [ %7, %81 ]
%89 = phi i64 [ 0, %4 ], [ %85, %81 ]
br label %92
90: ; preds = %92, %81, %2
%91 = phi i64 [ 0, %2 ], [ %85, %81 ], [ %97, %92 ]
ret i64 %91
92: ; preds = %87, %92
%93 = phi i64 [ %98, %92 ], [ %88, %87 ]
%94 = phi i64 [ %97, %92 ], [ %89, %87 ]
%95 = getelementptr inbounds i64, i64* %0, i64 %93
%96 = load i64, i64* %95
%97 = add nsw i64 %96, %94
%98 = add nuw nsw i64 %93, 1
%99 = icmp eq i64 %98, %1
br i1 %99, label %90, label %92
}