long checksum2(unsigned short *addr, unsigned int count) {
  register long sum = 0;
  while (count > 1) {
    sum += *addr++;
    count -= 2;
  }
  if (count > 0)
    sum += *(unsigned char *)addr;
  while (sum >> 16)
    sum = (sum & 0xffff) + (sum >> 16);
  return ~sum;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<checksum2>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
movq   $0x0,-0x18(%rbp)
cmpl   $0x1,-0xc(%rbp)
jbe    1145 <checksum2+0x45>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %rax,%rcx
add    $0x2,%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 <checksum2+0x13>
cmpl   $0x0,-0xc(%rbp)
jbe    115e <checksum2+0x5e>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movzbl (%rax),%eax
add    -0x18(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x18(%rbp)
jmp    1163 <checksum2+0x63>
mov    -0x18(%rbp),%rax
sar    $0x10,%rax
cmp    $0x0,%rax
je     1193 <checksum2+0x93>
mov    -0x18(%rbp),%rax
and    $0xffff,%rax
mov    -0x18(%rbp),%rcx
sar    $0x10,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x18(%rbp)
jmp    1163 <checksum2+0x63>
mov    -0x18(%rbp),%rax
xor    $0xffffffffffffffff,%rax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<checksum2>:
cmp    $0x2,%esi
jb     1114 <checksum2+0x14>
lea    -0x2(%rsi),%ecx
cmp    $0x6,%ecx
jae    111b <checksum2+0x1b>
xor    %eax,%eax
jmp    1200 <checksum2+0x100>
xor    %eax,%eax
jmp    1212 <checksum2+0x112>
shr    %ecx
add    $0x1,%ecx
mov    %ecx,%r8d
and    $0xfffffffc,%r8d
lea    -0x4(%r8),%rax
mov    %rax,%r9
shr    $0x2,%r9
add    $0x1,%r9
test   %rax,%rax
je     11a3 <checksum2+0xa3>
mov    %r9,%rax
and    $0xfffffffffffffffe,%rax
pxor   %xmm2,%xmm2
xor    %edx,%edx
pxor   %xmm0,%xmm0
pxor   %xmm1,%xmm1
movd   (%rdi,%rdx,2),%xmm3
movd   0x4(%rdi,%rdx,2),%xmm4
punpcklwd %xmm2,%xmm3
punpckldq %xmm2,%xmm3
paddq  %xmm0,%xmm3
punpcklwd %xmm2,%xmm4
punpckldq %xmm2,%xmm4
paddq  %xmm1,%xmm4
movd   0x8(%rdi,%rdx,2),%xmm0
movd   0xc(%rdi,%rdx,2),%xmm1
punpcklwd %xmm2,%xmm0
punpckldq %xmm2,%xmm0
paddq  %xmm3,%xmm0
punpcklwd %xmm2,%xmm1
punpckldq %xmm2,%xmm1
paddq  %xmm4,%xmm1
add    $0x8,%rdx
add    $0xfffffffffffffffe,%rax
jne    1150 <checksum2+0x50>
jmp    11ad <checksum2+0xad>
pxor   %xmm0,%xmm0
xor    %edx,%edx
pxor   %xmm1,%xmm1
lea    (%r8,%r8,1),%eax
test   $0x1,%r9b
je     11de <checksum2+0xde>
movd   (%rdi,%rdx,2),%xmm2
movd   0x4(%rdi,%rdx,2),%xmm3
pxor   %xmm4,%xmm4
punpcklwd %xmm4,%xmm2
punpckldq %xmm4,%xmm2
paddq  %xmm2,%xmm0
punpcklwd %xmm4,%xmm3
punpckldq %xmm4,%xmm3
paddq  %xmm3,%xmm1
paddq  %xmm1,%xmm0
sub    %eax,%esi
lea    (%rdi,%r8,2),%rdi
pshufd $0xee,%xmm0,%xmm1
paddq  %xmm0,%xmm1
movq   %xmm1,%rax
cmp    %rcx,%r8
je     1212 <checksum2+0x112>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movzwl (%rdi),%ecx
add    $0x2,%rdi
add    %rcx,%rax
add    $0xfffffffe,%esi
cmp    $0x1,%esi
ja     1200 <checksum2+0x100>
cmp    $0x1,%esi
jne    121d <checksum2+0x11d>
movzbl (%rdi),%ecx
add    %rcx,%rax
cmp    $0x10000,%rax
jb     1245 <checksum2+0x145>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
mov    %rax,%rcx
sar    $0x10,%rcx
movzwl %ax,%eax
add    %rcx,%rax
cmp    $0xffff,%rax
ja     1230 <checksum2+0x130>
not    %rax
ret

LLVM IR (-O0):
define i64 @checksum2(i16* %0, i32 %1) {
%3 = alloca i16*
%4 = alloca i32
%5 = alloca i64
store i16* %0, i16** %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 ugt 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 i64
%14 = load i64, i64* %5
%15 = add nsw i64 %14, %13
store i64 %15, i64* %5
%16 = load i32, i32* %4
%17 = sub i32 %16, 2
store i32 %17, i32* %4
br label %6
18: ; preds = %6
%19 = load i32, i32* %4
%20 = icmp ugt i32 %19, 0
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 i64
%26 = load i64, i64* %5
%27 = add nsw i64 %26, %25
store i64 %27, i64* %5
br label %28
28: ; preds = %21, %18
br label %29
29: ; preds = %33, %28
%30 = load i64, i64* %5
%31 = ashr 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 = ashr i64 %36, 16
%38 = add nsw i64 %35, %37
store i64 %38, i64* %5
br label %29
39: ; preds = %29
%40 = load i64, i64* %5
%41 = xor i64 %40, -1
ret i64 %41
}

LLVM IR (-O2):
define i64 @checksum2(i16* nocapture %0, i32 %1) {
%3 = icmp ugt i32 %1, 1
br i1 %3, label %4, label %90
4: ; preds = %2
%5 = add i32 %1, -2
%6 = lshr i32 %5, 1
%7 = add nuw i32 %6, 1
%8 = zext i32 %7 to i64
%9 = icmp ult i32 %5, 6
br i1 %9, label %76, label %10
10: ; preds = %4
%11 = and i64 %8, 4294967292
%12 = trunc i64 %11 to i32
%13 = mul i32 %12, -2
%14 = add i32 %13, %1
%15 = getelementptr i16, i16* %0, i64 %11
%16 = add nsw i64 %11, -4
%17 = lshr exact i64 %16, 2
%18 = add nuw nsw i64 %17, 1
%19 = and i64 %18, 1
%20 = icmp eq i64 %16, 0
br i1 %20, label %52, label %21
21: ; preds = %10
%22 = and i64 %18, 9223372036854775806
br label %23
23: ; preds = %23, %21
%24 = phi i64 [ 0, %21 ], [ %49, %23 ]
%25 = phi <2 x i64> [ zeroinitializer, %21 ], [ %47, %23 ]
%26 = phi <2 x i64> [ zeroinitializer, %21 ], [ %48, %23 ]
%27 = phi i64 [ 0, %21 ], [ %50, %23 ]
%28 = getelementptr i16, i16* %0, i64 %24
%29 = bitcast i16* %28 to <2 x i16>*
%30 = load <2 x i16>, <2 x i16>* %29
%31 = getelementptr i16, i16* %28, i64 2
%32 = bitcast i16* %31 to <2 x i16>*
%33 = load <2 x i16>, <2 x i16>* %32
%34 = zext <2 x i16> %30 to <2 x i64>
%35 = zext <2 x i16> %33 to <2 x i64>
%36 = add <2 x i64> %25, %34
%37 = add <2 x i64> %26, %35
%38 = or i64 %24, 4
%39 = getelementptr i16, i16* %0, i64 %38
%40 = bitcast i16* %39 to <2 x i16>*
%41 = load <2 x i16>, <2 x i16>* %40
%42 = getelementptr i16, i16* %39, i64 2
%43 = bitcast i16* %42 to <2 x i16>*
%44 = load <2 x i16>, <2 x i16>* %43
%45 = zext <2 x i16> %41 to <2 x i64>
%46 = zext <2 x i16> %44 to <2 x i64>
%47 = add <2 x i64> %36, %45
%48 = add <2 x i64> %37, %46
%49 = add nuw i64 %24, 8
%50 = add i64 %27, 2
%51 = icmp eq i64 %50, %22
br i1 %51, label %52, label %23
52: ; preds = %23, %10
%53 = phi <2 x i64> [ undef, %10 ], [ %47, %23 ]
%54 = phi <2 x i64> [ undef, %10 ], [ %48, %23 ]
%55 = phi i64 [ 0, %10 ], [ %49, %23 ]
%56 = phi <2 x i64> [ zeroinitializer, %10 ], [ %47, %23 ]
%57 = phi <2 x i64> [ zeroinitializer, %10 ], [ %48, %23 ]
%58 = icmp eq i64 %19, 0
br i1 %58, label %70, label %59
59: ; preds = %52
%60 = getelementptr i16, i16* %0, i64 %55
%61 = bitcast i16* %60 to <2 x i16>*
%62 = load <2 x i16>, <2 x i16>* %61
%63 = getelementptr i16, i16* %60, i64 2
%64 = bitcast i16* %63 to <2 x i16>*
%65 = load <2 x i16>, <2 x i16>* %64
%66 = zext <2 x i16> %62 to <2 x i64>
%67 = zext <2 x i16> %65 to <2 x i64>
%68 = add <2 x i64> %56, %66
%69 = add <2 x i64> %57, %67
br label %70
70: ; preds = %52, %59
%71 = phi <2 x i64> [ %53, %52 ], [ %68, %59 ]
%72 = phi <2 x i64> [ %54, %52 ], [ %69, %59 ]
%73 = add <2 x i64> %72, %71
%74 = call i64 @llvm.vector.reduce.add.v2i64(<2 x i64> %73)
%75 = icmp eq i64 %11, %8
br i1 %75, label %90, label %76
76: ; preds = %4, %70
%77 = phi i64 [ 0, %4 ], [ %74, %70 ]
%78 = phi i32 [ %1, %4 ], [ %14, %70 ]
%79 = phi i16* [ %0, %4 ], [ %15, %70 ]
br label %80
80: ; preds = %76, %80
%81 = phi i64 [ %87, %80 ], [ %77, %76 ]
%82 = phi i32 [ %88, %80 ], [ %78, %76 ]
%83 = phi i16* [ %84, %80 ], [ %79, %76 ]
%84 = getelementptr inbounds i16, i16* %83, i64 1
%85 = load i16, i16* %83
%86 = zext i16 %85 to i64
%87 = add nuw nsw i64 %81, %86
%88 = add i32 %82, -2
%89 = icmp ugt i32 %88, 1
br i1 %89, label %80, label %90
90: ; preds = %80, %70, %2
%91 = phi i16* [ %0, %2 ], [ %15, %70 ], [ %84, %80 ]
%92 = phi i32 [ %1, %2 ], [ %14, %70 ], [ %88, %80 ]
%93 = phi i64 [ 0, %2 ], [ %74, %70 ], [ %87, %80 ]
%94 = icmp eq i32 %92, 1
br i1 %94, label %95, label %100
95: ; preds = %90
%96 = bitcast i16* %91 to i8*
%97 = load i8, i8* %96
%98 = zext i8 %97 to i64
%99 = add nuw nsw i64 %93, %98
br label %100
100: ; preds = %95, %90
%101 = phi i64 [ %99, %95 ], [ %93, %90 ]
%102 = icmp ult i64 %101, 65536
br i1 %102, label %109, label %103
103: ; preds = %100, %103
%104 = phi i64 [ %107, %103 ], [ %101, %100 ]
%105 = ashr i64 %104, 16
%106 = and i64 %104, 65535
%107 = add nsw i64 %106, %105
%108 = icmp ult i64 %107, 65536
br i1 %108, label %109, label %103
109: ; preds = %103, %100
%110 = phi i64 [ %101, %100 ], [ %107, %103 ]
%111 = xor i64 %110, -1
ret i64 %111
}