int arthmc(int a[], int i) {
  if (i == 0) {
    return a[0];
  } else
    return (a[i] + arthmc(a, i - 1));
}


x86 assembly (clang, -O0):
<arthmc>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x20,%rsp
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
mov    %esi,-0x14(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x14(%rbp)
jne    1137 <arthmc+0x27>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    (%rax),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    115e <arthmc+0x4e>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rdi
mov    -0x14(%rbp),%esi
sub    $0x1,%esi
call   1030 <arthmc@plt>
mov    %eax,%ecx
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<arthmc>:
test   %esi,%esi
je     120e <arthmc+0x10e>
movslq %esi,%rcx
add    $0xffffffff,%esi
xor    %eax,%eax
cmp    $0x7,%esi
jb     1200 <arthmc+0x100>
add    $0x1,%rsi
mov    %rsi,%r8
and    $0xfffffffffffffff8,%r8
lea    -0x8(%r8),%rax
mov    %rax,%r9
shr    $0x3,%r9
add    $0x1,%r9
test   %rax,%rax
je     1213 <arthmc+0x113>
mov    %r9,%rax
and    $0xfffffffffffffffe,%rax
lea    (%rdi,%rcx,4),%r10
add    $0xfffffffffffffff4,%r10
pxor   %xmm0,%xmm0
xor    %edx,%edx
pxor   %xmm1,%xmm1
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
movdqu -0x30(%r10,%rdx,4),%xmm2
movdqu -0x20(%r10,%rdx,4),%xmm3
movdqu -0x10(%r10,%rdx,4),%xmm4
movdqu (%r10,%rdx,4),%xmm5
pshufd $0x1b,%xmm5,%xmm5
paddd  %xmm0,%xmm5
pshufd $0x1b,%xmm4,%xmm4
paddd  %xmm1,%xmm4
pshufd $0x1b,%xmm3,%xmm0
paddd  %xmm5,%xmm0
pshufd $0x1b,%xmm2,%xmm1
paddd  %xmm4,%xmm1
add    $0xfffffffffffffff0,%rdx
add    $0xfffffffffffffffe,%rax
jne    1160 <arthmc+0x60>
neg    %rdx
test   $0x1,%r9b
je     11d6 <arthmc+0xd6>
mov    %rcx,%rax
sub    %rdx,%rax
movdqu -0x1c(%rdi,%rax,4),%xmm2
movdqu -0xc(%rdi,%rax,4),%xmm3
pshufd $0x1b,%xmm3,%xmm3
paddd  %xmm3,%xmm0
pshufd $0x1b,%xmm2,%xmm2
paddd  %xmm2,%xmm1
paddd  %xmm1,%xmm0
pshufd $0xee,%xmm0,%xmm1
paddd  %xmm0,%xmm1
pshufd $0x55,%xmm1,%xmm0
paddd  %xmm1,%xmm0
movd   %xmm0,%eax
cmp    %r8,%rsi
je     120b <arthmc+0x10b>
sub    %r8,%rcx
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    (%rdi,%rcx,4),%eax
add    $0xffffffffffffffff,%rcx
test   %ecx,%ecx
jne    1200 <arthmc+0x100>
add    (%rdi),%eax
ret
xor    %eax,%eax
add    (%rdi),%eax
ret
pxor   %xmm0,%xmm0
xor    %edx,%edx
pxor   %xmm1,%xmm1
test   $0x1,%r9b
jne    11b2 <arthmc+0xb2>
jmp    11d6 <arthmc+0xd6>

LLVM IR (-O0):
define i32 @arthmc(i32* %0, i32 %1) {
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32*
%5 = alloca i32
store i32* %0, i32** %4
store i32 %1, i32* %5
%6 = load i32, i32* %5
%7 = icmp eq i32 %6, 0
br i1 %7, label %8, label %12
8: ; preds = %2
%9 = load i32*, i32** %4
%10 = getelementptr inbounds i32, i32* %9, i64 0
%11 = load i32, i32* %10
store i32 %11, i32* %3
br label %23
12: ; preds = %2
%13 = load i32*, i32** %4
%14 = load i32, i32* %5
%15 = sext i32 %14 to i64
%16 = getelementptr inbounds i32, i32* %13, i64 %15
%17 = load i32, i32* %16
%18 = load i32*, i32** %4
%19 = load i32, i32* %5
%20 = sub nsw i32 %19, 1
%21 = call i32 @arthmc(i32* %18, i32 %20)
%22 = add nsw i32 %17, %21
store i32 %22, i32* %3
br label %23
23: ; preds = %12, %8
%24 = load i32, i32* %3
ret i32 %24
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @arthmc(i32* nocapture %0, i32 %1) {
%3 = icmp eq i32 %1, 0
br i1 %3, label %85, label %4
4: ; preds = %2
%5 = sext i32 %1 to i64
%6 = add i32 %1, -1
%7 = zext i32 %6 to i64
%8 = add nuw nsw i64 %7, 1
%9 = icmp ult i32 %6, 7
br i1 %9, label %82, label %10
10: ; preds = %4
%11 = and i64 %8, 8589934584
%12 = sub nsw i64 %5, %11
%13 = add nsw i64 %11, -8
%14 = lshr exact i64 %13, 3
%15 = add nuw nsw i64 %14, 1
%16 = and i64 %15, 1
%17 = icmp eq i64 %13, 0
br i1 %17, label %55, label %18
18: ; preds = %10
%19 = and i64 %15, 4611686018427387902
br label %20
20: ; preds = %20, %18
%21 = phi i64 [ 0, %18 ], [ %52, %20 ]
%22 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %18 ], [ %50, %20 ]
%23 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %18 ], [ %51, %20 ]
%24 = phi i64 [ 0, %18 ], [ %53, %20 ]
%25 = sub i64 %5, %21
%26 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %25
%27 = getelementptr inbounds i32, i32* %26, i64 -3
%28 = bitcast i32* %27 to <4 x i32>*
%29 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %28
%30 = shufflevector <4 x i32> %29, <4 x i32> poison, <4 x i32> <i32 3, i32 2, i32 1, i32 0>
%31 = getelementptr inbounds i32, i32* %26, i64 -4
%32 = getelementptr inbounds i32, i32* %31, i64 -3
%33 = bitcast i32* %32 to <4 x i32>*
%34 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %33
%35 = shufflevector <4 x i32> %34, <4 x i32> poison, <4 x i32> <i32 3, i32 2, i32 1, i32 0>
%36 = add <4 x i32> %30, %22
%37 = add <4 x i32> %35, %23
%38 = or i64 %21, 8
%39 = sub i64 %5, %38
%40 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %39
%41 = getelementptr inbounds i32, i32* %40, i64 -3
%42 = bitcast i32* %41 to <4 x i32>*
%43 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %42
%44 = shufflevector <4 x i32> %43, <4 x i32> poison, <4 x i32> <i32 3, i32 2, i32 1, i32 0>
%45 = getelementptr inbounds i32, i32* %40, i64 -4
%46 = getelementptr inbounds i32, i32* %45, i64 -3
%47 = bitcast i32* %46 to <4 x i32>*
%48 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %47
%49 = shufflevector <4 x i32> %48, <4 x i32> poison, <4 x i32> <i32 3, i32 2, i32 1, i32 0>
%50 = add <4 x i32> %44, %36
%51 = add <4 x i32> %49, %37
%52 = add nuw i64 %21, 16
%53 = add i64 %24, 2
%54 = icmp eq i64 %53, %19
br i1 %54, label %55, label %20
55: ; preds = %20, %10
%56 = phi <4 x i32> [ undef, %10 ], [ %50, %20 ]
%57 = phi <4 x i32> [ undef, %10 ], [ %51, %20 ]
%58 = phi i64 [ 0, %10 ], [ %52, %20 ]
%59 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %10 ], [ %50, %20 ]
%60 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %10 ], [ %51, %20 ]
%61 = icmp eq i64 %16, 0
br i1 %61, label %76, label %62
62: ; preds = %55
%63 = sub i64 %5, %58
%64 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %63
%65 = getelementptr inbounds i32, i32* %64, i64 -3
%66 = bitcast i32* %65 to <4 x i32>*
%67 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %66
%68 = shufflevector <4 x i32> %67, <4 x i32> poison, <4 x i32> <i32 3, i32 2, i32 1, i32 0>
%69 = getelementptr inbounds i32, i32* %64, i64 -4
%70 = getelementptr inbounds i32, i32* %69, i64 -3
%71 = bitcast i32* %70 to <4 x i32>*
%72 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %71
%73 = shufflevector <4 x i32> %72, <4 x i32> poison, <4 x i32> <i32 3, i32 2, i32 1, i32 0>
%74 = add <4 x i32> %68, %59
%75 = add <4 x i32> %73, %60
br label %76
76: ; preds = %55, %62
%77 = phi <4 x i32> [ %56, %55 ], [ %74, %62 ]
%78 = phi <4 x i32> [ %57, %55 ], [ %75, %62 ]
%79 = add <4 x i32> %78, %77
%80 = call i32 @llvm.vector.reduce.add.v4i32(<4 x i32> %79)
%81 = icmp eq i64 %8, %11
br i1 %81, label %85, label %82
82: ; preds = %4, %76
%83 = phi i64 [ %5, %4 ], [ %12, %76 ]
%84 = phi i32 [ 0, %4 ], [ %80, %76 ]
br label %89
85: ; preds = %89, %76, %2
%86 = phi i32 [ 0, %2 ], [ %80, %76 ], [ %95, %89 ]
%87 = load i32, i32* %0
%88 = add nsw i32 %87, %86
ret i32 %88
89: ; preds = %82, %89
%90 = phi i64 [ %94, %89 ], [ %83, %82 ]
%91 = phi i32 [ %95, %89 ], [ %84, %82 ]
%92 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %90
%93 = load i32, i32* %92
%94 = add nsw i64 %90, -1
%95 = add nsw i32 %93, %91
%96 = trunc i64 %94 to i32
%97 = icmp eq i32 %96, 0
br i1 %97, label %85, label %89
}