int bit_count(unsigned long bits[], unsigned int nlongs) {
  int count = 0;
  unsigned int i, z;
  for (i = 0; i < nlongs; ++i) {
    for (z = 0; z < sizeof(long) * 8; ++z) {
      if (bits[i] & (1 << z))
        ++count;
    }
  }
  return count;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<bit_count>:
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
jae    118f <bit_count+0x8f>
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    $0x40,%rax
jae    117c <bit_count+0x7c>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
mov    $0x1,%edx
shl    %cl,%edx
mov    %edx,%ecx
movslq %ecx,%rcx
and    %rcx,%rax
cmp    $0x0,%rax
je     1169 <bit_count+0x69>
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    116e <bit_count+0x6e>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    112c <bit_count+0x2c>
jmp    1181 <bit_count+0x81>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1119 <bit_count+0x19>
mov    -0x10(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<bit_count>:
test   %esi,%esi
je     115f <bit_count+0x5f>
mov    %esi,%r8d
xor    %r9d,%r9d
xor    %eax,%eax
nopl   0x0(%rax)
mov    (%rdi,%r9,8),%r10
xor    %edx,%edx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
mov    $0x1,%esi
mov    %edx,%ecx
shl    %cl,%esi
movslq %esi,%rcx
and    %r10,%rcx
cmp    $0x1,%rcx
sbb    $0xffffffff,%eax
lea    0x1(%rdx),%ecx
mov    $0x1,%esi
shl    %cl,%esi
movslq %esi,%rcx
and    %r10,%rcx
cmp    $0x1,%rcx
sbb    $0xffffffff,%eax
add    $0x2,%edx
cmp    $0x40,%edx
jne    1120 <bit_count+0x20>
add    $0x1,%r9
cmp    %r8,%r9
jne    1110 <bit_count+0x10>
ret
xor    %eax,%eax
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @bit_count(i64* %0, i32 %1) {
%3 = alloca i64*
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
store i64* %0, i64** %3
store i32 %1, i32* %4
store i32 0, i32* %5
store i32 0, i32* %6
br label %8
8: ; preds = %36, %2
%9 = load i32, i32* %6
%10 = load i32, i32* %4
%11 = icmp ult i32 %9, %10
br i1 %11, label %12, label %39
12: ; preds = %8
store i32 0, i32* %7
br label %13
13: ; preds = %32, %12
%14 = load i32, i32* %7
%15 = zext i32 %14 to i64
%16 = icmp ult i64 %15, 64
br i1 %16, label %17, label %35
17: ; preds = %13
%18 = load i64*, i64** %3
%19 = load i32, i32* %6
%20 = zext i32 %19 to i64
%21 = getelementptr inbounds i64, i64* %18, i64 %20
%22 = load i64, i64* %21
%23 = load i32, i32* %7
%24 = shl i32 1, %23
%25 = sext i32 %24 to i64
%26 = and i64 %22, %25
%27 = icmp ne i64 %26, 0
br i1 %27, label %28, label %31
28: ; preds = %17
%29 = load i32, i32* %5
%30 = add nsw i32 %29, 1
store i32 %30, i32* %5
br label %31
31: ; preds = %28, %17
br label %32
32: ; preds = %31
%33 = load i32, i32* %7
%34 = add i32 %33, 1
store i32 %34, i32* %7
br label %13
35: ; preds = %13
br label %36
36: ; preds = %35
%37 = load i32, i32* %6
%38 = add i32 %37, 1
store i32 %38, i32* %6
br label %8
39: ; preds = %8
%40 = load i32, i32* %5
ret i32 %40
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @bit_count(i64* nocapture %0, i32 %1) {
%3 = icmp eq i32 %1, 0
br i1 %3, label %32, label %4
4: ; preds = %2
%5 = zext i32 %1 to i64
br label %6
6: ; preds = %4, %29
%7 = phi i64 [ 0, %4 ], [ %30, %29 ]
%8 = phi i32 [ 0, %4 ], [ %26, %29 ]
%9 = getelementptr inbounds i64, i64* %0, i64 %7
%10 = load i64, i64* %9
br label %11
11: ; preds = %11, %6
%12 = phi i32 [ 0, %6 ], [ %27, %11 ]
%13 = phi i32 [ %8, %6 ], [ %26, %11 ]
%14 = shl nuw i32 1, %12
%15 = sext i32 %14 to i64
%16 = and i64 %10, %15
%17 = icmp ne i64 %16, 0
%18 = zext i1 %17 to i32
%19 = add nsw i32 %13, %18
%20 = or i32 %12, 1
%21 = shl nuw i32 1, %20
%22 = sext i32 %21 to i64
%23 = and i64 %10, %22
%24 = icmp ne i64 %23, 0
%25 = zext i1 %24 to i32
%26 = add nsw i32 %19, %25
%27 = add nuw nsw i32 %12, 2
%28 = icmp eq i32 %27, 64
br i1 %28, label %29, label %11
29: ; preds = %11
%30 = add nuw nsw i64 %7, 1
%31 = icmp eq i64 %30, %5
br i1 %31, label %32, label %6
32: ; preds = %29, %2
%33 = phi i32 [ 0, %2 ], [ %26, %29 ]
ret i32 %33
}