unsigned short checksum(unsigned short *addr, int len) {
  unsigned int sum = 0;
  while (len > 1) {
    sum += *addr++;
    len -= 2;
  }
  if (len == 1)
    sum += *(unsigned char *)addr;
  sum = (sum >> 16) + (sum & 0xffff);
  return (unsigned short)~sum;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<checksum>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
movl   $0x0,-0x10(%rbp)
cmpl   $0x1,-0xc(%rbp)
jle    1142 <checksum+0x42>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %rax,%rcx
add    $0x2,%rcx
mov    %rcx,-0x8(%rbp)
movzwl (%rax),%eax
add    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
sub    $0x2,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
jmp    1112 <checksum+0x12>
cmpl   $0x1,-0xc(%rbp)
jne    1159 <checksum+0x59>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movzbl (%rax),%eax
add    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
shr    $0x10,%eax
mov    -0x10(%rbp),%ecx
and    $0xffff,%ecx
add    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
xor    $0xffffffff,%eax
movzwl %ax,%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<checksum>:
xor    %edx,%edx
cmp    $0x2,%esi
jl     1213 <checksum+0x113>
xor    %edx,%edx
mov    %esi,%eax
sub    $0x3,%eax
cmovb  %edx,%eax
add    $0x1,%eax
cmp    $0xe,%eax
jb     11fb <checksum+0xfb>
shr    %eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,%r8d
and    $0xfffffff8,%r8d
lea    -0x8(%r8),%rcx
mov    %rcx,%r9
shr    $0x3,%r9
add    $0x1,%r9
test   %rcx,%rcx
je     11a3 <checksum+0xa3>
mov    %r9,%rdx
and    $0xfffffffffffffffe,%rdx
pxor   %xmm2,%xmm2
xor    %ecx,%ecx
pxor   %xmm0,%xmm0
pxor   %xmm1,%xmm1
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
movq   (%rdi,%rcx,2),%xmm3
movq   0x8(%rdi,%rcx,2),%xmm4
punpcklwd %xmm2,%xmm3
paddd  %xmm0,%xmm3
punpcklwd %xmm2,%xmm4
paddd  %xmm1,%xmm4
movq   0x10(%rdi,%rcx,2),%xmm0
movq   0x18(%rdi,%rcx,2),%xmm1
punpcklwd %xmm2,%xmm0
paddd  %xmm3,%xmm0
punpcklwd %xmm2,%xmm1
paddd  %xmm4,%xmm1
add    $0x10,%rcx
add    $0xfffffffffffffffe,%rdx
jne    1160 <checksum+0x60>
jmp    11ad <checksum+0xad>
pxor   %xmm0,%xmm0
xor    %ecx,%ecx
pxor   %xmm1,%xmm1
lea    (%r8,%r8,1),%edx
test   $0x1,%r9b
je     11d6 <checksum+0xd6>
movq   (%rdi,%rcx,2),%xmm2
movq   0x8(%rdi,%rcx,2),%xmm3
pxor   %xmm4,%xmm4
punpcklwd %xmm4,%xmm2
paddd  %xmm2,%xmm0
punpcklwd %xmm4,%xmm3
paddd  %xmm3,%xmm1
paddd  %xmm1,%xmm0
sub    %edx,%esi
lea    (%rdi,%r8,2),%rdi
pshufd $0xee,%xmm0,%xmm1
paddd  %xmm0,%xmm1
pshufd $0x55,%xmm1,%xmm0
paddd  %xmm1,%xmm0
movd   %xmm0,%edx
cmp    %rax,%r8
je     1213 <checksum+0x113>
mov    %esi,%eax
nopl   (%rax)
movzwl (%rdi),%ecx
add    $0x2,%rdi
add    %ecx,%edx
lea    -0x2(%rax),%esi
cmp    $0x3,%eax
mov    %esi,%eax
ja     1200 <checksum+0x100>
cmp    $0x1,%esi
jne    121d <checksum+0x11d>
movzbl (%rdi),%eax
add    %eax,%edx
mov    %edx,%eax
shr    $0x10,%eax
add    %edx,%eax
not    %eax
ret

LLVM IR (-O0):
define zeroext i16 @checksum(i16* %0, i32 %1) {
%3 = alloca i16*
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
store i16* %0, i16** %3
store i32 %1, i32* %4
store i32 0, i32* %5
br label %6
6: ; preds = %9, %2
%7 = load i32, i32* %4
%8 = icmp sgt i32 %7, 1
br i1 %8, label %9, label %18
9: ; preds = %6
%10 = load i16*, i16** %3
%11 = getelementptr inbounds i16, i16* %10, i32 1
store i16* %11, i16** %3
%12 = load i16, i16* %10
%13 = zext i16 %12 to i32
%14 = load i32, i32* %5
%15 = add i32 %14, %13
store i32 %15, i32* %5
%16 = load i32, i32* %4
%17 = sub nsw i32 %16, 2
store i32 %17, i32* %4
br label %6
18: ; preds = %6
%19 = load i32, i32* %4
%20 = icmp eq i32 %19, 1
br i1 %20, label %21, label %28
21: ; preds = %18
%22 = load i16*, i16** %3
%23 = bitcast i16* %22 to i8*
%24 = load i8, i8* %23
%25 = zext i8 %24 to i32
%26 = load i32, i32* %5
%27 = add i32 %26, %25
store i32 %27, i32* %5
br label %28
28: ; preds = %21, %18
%29 = load i32, i32* %5
%30 = lshr i32 %29, 16
%31 = load i32, i32* %5
%32 = and i32 %31, 65535
%33 = add i32 %30, %32
store i32 %33, i32* %5
%34 = load i32, i32* %5
%35 = xor i32 %34, -1
%36 = trunc i32 %35 to i16
ret i16 %36
}

LLVM IR (-O2):
define zeroext i16 @checksum(i16* nocapture %0, i32 %1) {
%3 = icmp sgt i32 %1, 1
br i1 %3, label %4, label %92
4: ; preds = %2
%5 = add i32 %1, 1
%6 = call i32 @llvm.umin.i32(i32 %1, i32 3)
%7 = sub i32 %5, %6
%8 = lshr i32 %7, 1
%9 = add nuw i32 %8, 1
%10 = zext i32 %9 to i64
%11 = icmp ult i32 %7, 14
br i1 %11, label %78, label %12
12: ; preds = %4
%13 = and i64 %10, 4294967288
%14 = trunc i64 %13 to i32
%15 = mul i32 %14, -2
%16 = add i32 %15, %1
%17 = getelementptr i16, i16* %0, i64 %13
%18 = add nsw i64 %13, -8
%19 = lshr exact i64 %18, 3
%20 = add nuw nsw i64 %19, 1
%21 = and i64 %20, 1
%22 = icmp eq i64 %18, 0
br i1 %22, label %54, label %23
23: ; preds = %12
%24 = and i64 %20, 4611686018427387902
br label %25
25: ; preds = %25, %23
%26 = phi i64 [ 0, %23 ], [ %51, %25 ]
%27 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %23 ], [ %49, %25 ]
%28 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %23 ], [ %50, %25 ]
%29 = phi i64 [ 0, %23 ], [ %52, %25 ]
%30 = getelementptr i16, i16* %0, i64 %26
%31 = bitcast i16* %30 to <4 x i16>*
%32 = load <4 x i16>, <4 x i16>* %31
%33 = getelementptr i16, i16* %30, i64 4
%34 = bitcast i16* %33 to <4 x i16>*
%35 = load <4 x i16>, <4 x i16>* %34
%36 = zext <4 x i16> %32 to <4 x i32>
%37 = zext <4 x i16> %35 to <4 x i32>
%38 = add <4 x i32> %27, %36
%39 = add <4 x i32> %28, %37
%40 = or i64 %26, 8
%41 = getelementptr i16, i16* %0, i64 %40
%42 = bitcast i16* %41 to <4 x i16>*
%43 = load <4 x i16>, <4 x i16>* %42
%44 = getelementptr i16, i16* %41, i64 4
%45 = bitcast i16* %44 to <4 x i16>*
%46 = load <4 x i16>, <4 x i16>* %45
%47 = zext <4 x i16> %43 to <4 x i32>
%48 = zext <4 x i16> %46 to <4 x i32>
%49 = add <4 x i32> %38, %47
%50 = add <4 x i32> %39, %48
%51 = add nuw i64 %26, 16
%52 = add i64 %29, 2
%53 = icmp eq i64 %52, %24
br i1 %53, label %54, label %25
54: ; preds = %25, %12
%55 = phi <4 x i32> [ undef, %12 ], [ %49, %25 ]
%56 = phi <4 x i32> [ undef, %12 ], [ %50, %25 ]
%57 = phi i64 [ 0, %12 ], [ %51, %25 ]
%58 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %12 ], [ %49, %25 ]
%59 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %12 ], [ %50, %25 ]
%60 = icmp eq i64 %21, 0
br i1 %60, label %72, label %61
61: ; preds = %54
%62 = getelementptr i16, i16* %0, i64 %57
%63 = bitcast i16* %62 to <4 x i16>*
%64 = load <4 x i16>, <4 x i16>* %63
%65 = getelementptr i16, i16* %62, i64 4
%66 = bitcast i16* %65 to <4 x i16>*
%67 = load <4 x i16>, <4 x i16>* %66
%68 = zext <4 x i16> %64 to <4 x i32>
%69 = zext <4 x i16> %67 to <4 x i32>
%70 = add <4 x i32> %58, %68
%71 = add <4 x i32> %59, %69
br label %72
72: ; preds = %54, %61
%73 = phi <4 x i32> [ %55, %54 ], [ %70, %61 ]
%74 = phi <4 x i32> [ %56, %54 ], [ %71, %61 ]
%75 = add <4 x i32> %74, %73
%76 = call i32 @llvm.vector.reduce.add.v4i32(<4 x i32> %75)
%77 = icmp eq i64 %13, %10
br i1 %77, label %92, label %78
78: ; preds = %4, %72
%79 = phi i32 [ 0, %4 ], [ %76, %72 ]
%80 = phi i32 [ %1, %4 ], [ %16, %72 ]
%81 = phi i16* [ %0, %4 ], [ %17, %72 ]
br label %82
82: ; preds = %78, %82
%83 = phi i32 [ %89, %82 ], [ %79, %78 ]
%84 = phi i32 [ %90, %82 ], [ %80, %78 ]
%85 = phi i16* [ %86, %82 ], [ %81, %78 ]
%86 = getelementptr inbounds i16, i16* %85, i64 1
%87 = load i16, i16* %85
%88 = zext i16 %87 to i32
%89 = add i32 %83, %88
%90 = add nsw i32 %84, -2
%91 = icmp ugt i32 %84, 3
br i1 %91, label %82, label %92
92: ; preds = %82, %72, %2
%93 = phi i16* [ %0, %2 ], [ %17, %72 ], [ %86, %82 ]
%94 = phi i32 [ %1, %2 ], [ %16, %72 ], [ %90, %82 ]
%95 = phi i32 [ 0, %2 ], [ %76, %72 ], [ %89, %82 ]
%96 = icmp eq i32 %94, 1
br i1 %96, label %97, label %102
97: ; preds = %92
%98 = bitcast i16* %93 to i8*
%99 = load i8, i8* %98
%100 = zext i8 %99 to i32
%101 = add i32 %95, %100
br label %102
102: ; preds = %97, %92
%103 = phi i32 [ %101, %97 ], [ %95, %92 ]
%104 = lshr i32 %103, 16
%105 = add i32 %104, %103
%106 = trunc i32 %105 to i16
%107 = xor i16 %106, -1
ret i16 %107
}