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


x86 assembly (clang, -O0):
<csum>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
movq   $0x0,-0x18(%rbp)
cmpl   $0x1,-0xc(%rbp)
jle    1145 <csum+0x45>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %rax,%rcx
add    $0x1,%rcx
mov    %rcx,-0x8(%rbp)
movzwl (%rax),%eax
add    -0x18(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x18(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
sub    $0x2,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
jmp    1113 <csum+0x13>
cmpl   $0x0,-0xc(%rbp)
jle    115e <csum+0x5e>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movzbl (%rax),%eax
add    -0x18(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x18(%rbp)
jmp    1163 <csum+0x63>
mov    -0x18(%rbp),%rax
shr    $0x10,%rax
cmp    $0x0,%rax
je     1193 <csum+0x93>
mov    -0x18(%rbp),%rax
and    $0xffff,%rax
mov    -0x18(%rbp),%rcx
shr    $0x10,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x18(%rbp)
jmp    1163 <csum+0x63>
mov    -0x18(%rbp),%rax
xor    $0xffffffffffffffff,%rax
movzwl %ax,%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<csum>:
xor    %eax,%eax
cmp    $0x2,%esi
jl     1124 <csum+0x24>
mov    %esi,%ecx
nopl   0x0(%rax)
movzwl (%rdi),%edx
add    $0x1,%rdi
add    %rdx,%rax
lea    -0x2(%rcx),%esi
cmp    $0x3,%ecx
mov    %esi,%ecx
ja     1110 <csum+0x10>
cmp    $0x1,%esi
jne    112f <csum+0x2f>
movzbl (%rdi),%ecx
add    %rcx,%rax
cmp    $0x10000,%rax
jb     1155 <csum+0x55>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %rax,%rcx
shr    $0x10,%rcx
movzwl %ax,%eax
add    %rcx,%rax
cmp    $0xffff,%rax
ja     1140 <csum+0x40>
not    %eax
ret

LLVM IR (-O0):
define zeroext i16 @csum(i8* %0, i32 %1) {
%3 = alloca i8*
%4 = alloca i32
%5 = alloca i64
store i8* %0, i8** %3
store i32 %1, i32* %4
store i64 0, i64* %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 %19
9: ; preds = %6
%10 = load i8*, i8** %3
%11 = getelementptr inbounds i8, i8* %10, i32 1
store i8* %11, i8** %3
%12 = bitcast i8* %10 to i16*
%13 = load i16, i16* %12
%14 = zext i16 %13 to i64
%15 = load i64, i64* %5
%16 = add i64 %15, %14
store i64 %16, i64* %5
%17 = load i32, i32* %4
%18 = sub nsw i32 %17, 2
store i32 %18, i32* %4
br label %6
19: ; preds = %6
%20 = load i32, i32* %4
%21 = icmp sgt i32 %20, 0
br i1 %21, label %22, label %28
22: ; preds = %19
%23 = load i8*, i8** %3
%24 = load i8, i8* %23
%25 = zext i8 %24 to i64
%26 = load i64, i64* %5
%27 = add i64 %26, %25
store i64 %27, i64* %5
br label %28
28: ; preds = %22, %19
br label %29
29: ; preds = %33, %28
%30 = load i64, i64* %5
%31 = lshr i64 %30, 16
%32 = icmp ne i64 %31, 0
br i1 %32, label %33, label %39
33: ; preds = %29
%34 = load i64, i64* %5
%35 = and i64 %34, 65535
%36 = load i64, i64* %5
%37 = lshr i64 %36, 16
%38 = add i64 %35, %37
store i64 %38, i64* %5
br label %29
39: ; preds = %29
%40 = load i64, i64* %5
%41 = xor i64 %40, -1
%42 = trunc i64 %41 to i16
ret i16 %42
}

LLVM IR (-O2):
define zeroext i16 @csum(i8* nocapture %0, i32 %1) {
%3 = icmp sgt i32 %1, 1
br i1 %3, label %4, label %15
4: ; preds = %2, %4
%5 = phi i64 [ %12, %4 ], [ 0, %2 ]
%6 = phi i32 [ %13, %4 ], [ %1, %2 ]
%7 = phi i8* [ %8, %4 ], [ %0, %2 ]
%8 = getelementptr inbounds i8, i8* %7, i64 1
%9 = bitcast i8* %7 to i16*
%10 = load i16, i16* %9
%11 = zext i16 %10 to i64
%12 = add i64 %5, %11
%13 = add nsw i32 %6, -2
%14 = icmp ugt i32 %6, 3
br i1 %14, label %4, label %15
15: ; preds = %4, %2
%16 = phi i8* [ %0, %2 ], [ %8, %4 ]
%17 = phi i32 [ %1, %2 ], [ %13, %4 ]
%18 = phi i64 [ 0, %2 ], [ %12, %4 ]
%19 = icmp eq i32 %17, 1
br i1 %19, label %20, label %24
20: ; preds = %15
%21 = load i8, i8* %16
%22 = zext i8 %21 to i64
%23 = add i64 %18, %22
br label %24
24: ; preds = %20, %15
%25 = phi i64 [ %23, %20 ], [ %18, %15 ]
%26 = icmp ult i64 %25, 65536
br i1 %26, label %33, label %27
27: ; preds = %24, %27
%28 = phi i64 [ %31, %27 ], [ %25, %24 ]
%29 = lshr i64 %28, 16
%30 = and i64 %28, 65535
%31 = add nuw nsw i64 %30, %29
%32 = icmp ult i64 %31, 65536
br i1 %32, label %33, label %27
33: ; preds = %27, %24
%34 = phi i64 [ %25, %24 ], [ %31, %27 ]
%35 = trunc i64 %34 to i16
%36 = xor i16 %35, -1
ret i16 %36
}