int simple_loop(int *a, int n) {
  int sum = 0;
  for (int i = 0; i < n; ++i)
    sum += a[i];
  return sum;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<simple_loop>:
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    1144 <simple_loop+0x44>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
add    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1119 <simple_loop+0x19>
mov    -0x10(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<simple_loop>:
test   %esi,%esi
jle    1114 <simple_loop+0x14>
mov    %esi,%ecx
cmp    $0x8,%esi
jae    1117 <simple_loop+0x17>
xor    %edx,%edx
xor    %eax,%eax
jmp    1210 <simple_loop+0x110>
xor    %eax,%eax
ret
mov    %ecx,%edx
and    $0xfffffff8,%edx
lea    -0x8(%rdx),%rsi
mov    %rsi,%rax
shr    $0x3,%rax
add    $0x1,%rax
mov    %eax,%r8d
and    $0x3,%r8d
cmp    $0x18,%rsi
jae    1144 <simple_loop+0x44>
pxor   %xmm0,%xmm0
xor    %esi,%esi
pxor   %xmm1,%xmm1
jmp    11b9 <simple_loop+0xb9>
and    $0xfffffffffffffffc,%rax
pxor   %xmm0,%xmm0
xor    %esi,%esi
pxor   %xmm1,%xmm1
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
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,%rax
jne    1160 <simple_loop+0x60>
test   %r8,%r8
je     11ec <simple_loop+0xec>
lea    (%rdi,%rsi,4),%rax
add    $0x10,%rax
shl    $0x5,%r8
xor    %esi,%esi
nopl   0x0(%rax)
movdqu -0x10(%rax,%rsi,1),%xmm2
paddd  %xmm2,%xmm0
movdqu (%rax,%rsi,1),%xmm2
paddd  %xmm2,%xmm1
add    $0x20,%rsi
cmp    %rsi,%r8
jne    11d0 <simple_loop+0xd0>
paddd  %xmm1,%xmm0
pshufd $0xee,%xmm0,%xmm1
paddd  %xmm0,%xmm1
pshufd $0x55,%xmm1,%xmm0
paddd  %xmm1,%xmm0
movd   %xmm0,%eax
cmp    %rcx,%rdx
je     121c <simple_loop+0x11c>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    (%rdi,%rdx,4),%eax
add    $0x1,%rdx
cmp    %rdx,%rcx
jne    1210 <simple_loop+0x110>
ret

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

LLVM IR (-O2):
define i32 @simple_loop(i32* nocapture %0, i32 %1) {
%3 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %3, label %4, label %91
4: ; preds = %2
%5 = zext i32 %1 to i64
%6 = icmp ult i32 %1, 8
br i1 %6, label %88, label %7
7: ; preds = %4
%8 = and i64 %5, 4294967288
%9 = add nsw i64 %8, -8
%10 = lshr exact i64 %9, 3
%11 = add nuw nsw i64 %10, 1
%12 = and i64 %11, 3
%13 = icmp ult i64 %9, 24
br i1 %13, label %59, label %14
14: ; preds = %7
%15 = and i64 %11, 4611686018427387900
br label %16
16: ; preds = %16, %14
%17 = phi i64 [ 0, %14 ], [ %56, %16 ]
%18 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %14 ], [ %54, %16 ]
%19 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %14 ], [ %55, %16 ]
%20 = phi i64 [ 0, %14 ], [ %57, %16 ]
%21 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %17
%22 = bitcast i32* %21 to <4 x i32>*
%23 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %22
%24 = getelementptr inbounds i32, i32* %21, i64 4
%25 = bitcast i32* %24 to <4 x i32>*
%26 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %25
%27 = add <4 x i32> %23, %18
%28 = add <4 x i32> %26, %19
%29 = or i64 %17, 8
%30 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %29
%31 = bitcast i32* %30 to <4 x i32>*
%32 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %31
%33 = getelementptr inbounds i32, i32* %30, i64 4
%34 = bitcast i32* %33 to <4 x i32>*
%35 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %34
%36 = add <4 x i32> %32, %27
%37 = add <4 x i32> %35, %28
%38 = or i64 %17, 16
%39 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %38
%40 = bitcast i32* %39 to <4 x i32>*
%41 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %40
%42 = getelementptr inbounds i32, i32* %39, i64 4
%43 = bitcast i32* %42 to <4 x i32>*
%44 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %43
%45 = add <4 x i32> %41, %36
%46 = add <4 x i32> %44, %37
%47 = or i64 %17, 24
%48 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %47
%49 = bitcast i32* %48 to <4 x i32>*
%50 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %49
%51 = getelementptr inbounds i32, i32* %48, i64 4
%52 = bitcast i32* %51 to <4 x i32>*
%53 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %52
%54 = add <4 x i32> %50, %45
%55 = add <4 x i32> %53, %46
%56 = add nuw i64 %17, 32
%57 = add i64 %20, 4
%58 = icmp eq i64 %57, %15
br i1 %58, label %59, label %16
59: ; preds = %16, %7
%60 = phi <4 x i32> [ undef, %7 ], [ %54, %16 ]
%61 = phi <4 x i32> [ undef, %7 ], [ %55, %16 ]
%62 = phi i64 [ 0, %7 ], [ %56, %16 ]
%63 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %7 ], [ %54, %16 ]
%64 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %7 ], [ %55, %16 ]
%65 = icmp eq i64 %12, 0
br i1 %65, label %82, label %66
66: ; preds = %59, %66
%67 = phi i64 [ %79, %66 ], [ %62, %59 ]
%68 = phi <4 x i32> [ %77, %66 ], [ %63, %59 ]
%69 = phi <4 x i32> [ %78, %66 ], [ %64, %59 ]
%70 = phi i64 [ %80, %66 ], [ 0, %59 ]
%71 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %67
%72 = bitcast i32* %71 to <4 x i32>*
%73 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %72
%74 = getelementptr inbounds i32, i32* %71, i64 4
%75 = bitcast i32* %74 to <4 x i32>*
%76 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %75
%77 = add <4 x i32> %73, %68
%78 = add <4 x i32> %76, %69
%79 = add nuw i64 %67, 8
%80 = add i64 %70, 1
%81 = icmp eq i64 %80, %12
br i1 %81, label %82, label %66
82: ; preds = %66, %59
%83 = phi <4 x i32> [ %60, %59 ], [ %77, %66 ]
%84 = phi <4 x i32> [ %61, %59 ], [ %78, %66 ]
%85 = add <4 x i32> %84, %83
%86 = call i32 @llvm.vector.reduce.add.v4i32(<4 x i32> %85)
%87 = icmp eq i64 %8, %5
br i1 %87, label %91, label %88
88: ; preds = %4, %82
%89 = phi i64 [ 0, %4 ], [ %8, %82 ]
%90 = phi i32 [ 0, %4 ], [ %86, %82 ]
br label %93
91: ; preds = %93, %82, %2
%92 = phi i32 [ 0, %2 ], [ %86, %82 ], [ %98, %93 ]
ret i32 %92
93: ; preds = %88, %93
%94 = phi i64 [ %99, %93 ], [ %89, %88 ]
%95 = phi i32 [ %98, %93 ], [ %90, %88 ]
%96 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %94
%97 = load i32, i32* %96
%98 = add nsw i32 %97, %95
%99 = add nuw nsw i64 %94, 1
%100 = icmp eq i64 %99, %5
br i1 %100, label %91, label %93
}