unsigned long checksum(unsigned long *buffer, int size) {
  unsigned long cksum = 0;
  while (size > 1) {
    cksum += *buffer++;
    size -= sizeof(unsigned long);
  }
  if (size)
    cksum += *(unsigned char *)buffer;
  cksum = (cksum >> 16) + (cksum & 0xffff);
  cksum += (cksum >> 16);
  return (unsigned long)(~cksum);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<checksum>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
movq   $0x0,-0x18(%rbp)
cmpl   $0x1,-0xc(%rbp)
jle    1147 <checksum+0x47>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %rax,%rcx
add    $0x8,%rcx
mov    %rcx,-0x8(%rbp)
mov    (%rax),%rax
add    -0x18(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x18(%rbp)
movslq -0xc(%rbp),%rax
sub    $0x8,%rax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
jmp    1113 <checksum+0x13>
cmpl   $0x0,-0xc(%rbp)
je     1160 <checksum+0x60>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movzbl (%rax),%eax
add    -0x18(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
shr    $0x10,%rax
mov    -0x18(%rbp),%rcx
and    $0xffff,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
shr    $0x10,%rax
add    -0x18(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
xor    $0xffffffffffffffff,%rax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<checksum>:
xor    %edx,%edx
cmp    $0x2,%esi
jl     1241 <checksum+0x141>
mov    %esi,%r9d
sub    $0x9,%r9d
cmovb  %edx,%r9d
add    $0x7,%r9d
cmp    $0x18,%r9d
jb     122a <checksum+0x12a>
shr    $0x3,%r9d
add    $0x1,%r9d
mov    %r9d,%r8d
and    $0xfffffffc,%r8d
lea    -0x4(%r8),%rcx
mov    %rcx,%rdx
shr    $0x2,%rdx
add    $0x1,%rdx
mov    %edx,%eax
and    $0x3,%eax
cmp    $0xc,%rcx
jae    1159 <checksum+0x59>
pxor   %xmm0,%xmm0
xor    %ecx,%ecx
pxor   %xmm1,%xmm1
jmp    11c9 <checksum+0xc9>
and    $0xfffffffffffffffc,%rdx
pxor   %xmm0,%xmm0
xor    %ecx,%ecx
pxor   %xmm1,%xmm1
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
movdqu (%rdi,%rcx,8),%xmm2
paddq  %xmm0,%xmm2
movdqu 0x10(%rdi,%rcx,8),%xmm0
paddq  %xmm1,%xmm0
movdqu 0x20(%rdi,%rcx,8),%xmm1
movdqu 0x30(%rdi,%rcx,8),%xmm3
movdqu 0x40(%rdi,%rcx,8),%xmm4
paddq  %xmm1,%xmm4
paddq  %xmm2,%xmm4
movdqu 0x50(%rdi,%rcx,8),%xmm2
paddq  %xmm3,%xmm2
paddq  %xmm0,%xmm2
movdqu 0x60(%rdi,%rcx,8),%xmm0
paddq  %xmm4,%xmm0
movdqu 0x70(%rdi,%rcx,8),%xmm1
paddq  %xmm2,%xmm1
add    $0x10,%rcx
add    $0xfffffffffffffffc,%rdx
jne    1170 <checksum+0x70>
lea    0x0(,%r8,8),%r10d
test   %rax,%rax
je     120c <checksum+0x10c>
lea    (%rdi,%rcx,8),%rcx
add    $0x10,%rcx
shl    $0x5,%rax
xor    %edx,%edx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
movdqu -0x10(%rcx,%rdx,1),%xmm2
paddq  %xmm2,%xmm0
movdqu (%rcx,%rdx,1),%xmm2
paddq  %xmm2,%xmm1
add    $0x20,%rdx
cmp    %rdx,%rax
jne    11f0 <checksum+0xf0>
paddq  %xmm1,%xmm0
sub    %r10d,%esi
lea    (%rdi,%r8,8),%rdi
pshufd $0xee,%xmm0,%xmm1
paddq  %xmm0,%xmm1
movq   %xmm1,%rdx
cmp    %r9,%r8
je     1241 <checksum+0x141>
mov    %esi,%eax
nopl   0x0(%rax)
add    (%rdi),%rdx
add    $0x8,%rdi
lea    -0x8(%rax),%esi
cmp    $0x9,%eax
mov    %esi,%eax
ja     1230 <checksum+0x130>
test   %esi,%esi
je     124b <checksum+0x14b>
movzbl (%rdi),%eax
add    %rax,%rdx
mov    %rdx,%rax
shr    $0x10,%rax
movzwl %dx,%ecx
add    %rax,%rcx
mov    %rcx,%rax
shr    $0x10,%rax
add    %rcx,%rax
not    %rax
ret

LLVM IR (-O0):
define i64 @checksum(i64* %0, i32 %1) {
%3 = alloca i64*
%4 = alloca i32
%5 = alloca i64
store i64* %0, i64** %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 i64*, i64** %3
%11 = getelementptr inbounds i64, i64* %10, i32 1
store i64* %11, i64** %3
%12 = load i64, i64* %10
%13 = load i64, i64* %5
%14 = add i64 %13, %12
store i64 %14, i64* %5
%15 = load i32, i32* %4
%16 = sext i32 %15 to i64
%17 = sub i64 %16, 8
%18 = trunc i64 %17 to i32
store i32 %18, i32* %4
br label %6
19: ; preds = %6
%20 = load i32, i32* %4
%21 = icmp ne i32 %20, 0
br i1 %21, label %22, label %29
22: ; preds = %19
%23 = load i64*, i64** %3
%24 = bitcast i64* %23 to i8*
%25 = load i8, i8* %24
%26 = zext i8 %25 to i64
%27 = load i64, i64* %5
%28 = add i64 %27, %26
store i64 %28, i64* %5
br label %29
29: ; preds = %22, %19
%30 = load i64, i64* %5
%31 = lshr i64 %30, 16
%32 = load i64, i64* %5
%33 = and i64 %32, 65535
%34 = add i64 %31, %33
store i64 %34, i64* %5
%35 = load i64, i64* %5
%36 = lshr i64 %35, 16
%37 = load i64, i64* %5
%38 = add i64 %37, %36
store i64 %38, i64* %5
%39 = load i64, i64* %5
%40 = xor i64 %39, -1
ret i64 %40
}

LLVM IR (-O2):
define i64 @checksum(i64* nocapture %0, i32 %1) {
%3 = icmp sgt i32 %1, 1
br i1 %3, label %4, label %110
4: ; preds = %2
%5 = add i32 %1, 7
%6 = call i32 @llvm.umin.i32(i32 %1, i32 9)
%7 = sub i32 %5, %6
%8 = lshr i32 %7, 3
%9 = add nuw nsw i32 %8, 1
%10 = zext i32 %9 to i64
%11 = icmp ult i32 %7, 24
br i1 %11, label %97, label %12
12: ; preds = %4
%13 = and i64 %10, 1073741820
%14 = trunc i64 %13 to i32
%15 = mul i32 %14, -8
%16 = add i32 %15, %1
%17 = getelementptr i64, i64* %0, i64 %13
%18 = add nsw i64 %13, -4
%19 = lshr exact i64 %18, 2
%20 = add nuw nsw i64 %19, 1
%21 = and i64 %20, 3
%22 = icmp ult i64 %18, 12
br i1 %22, label %68, label %23
23: ; preds = %12
%24 = and i64 %20, 9223372036854775804
br label %25
25: ; preds = %25, %23
%26 = phi i64 [ 0, %23 ], [ %65, %25 ]
%27 = phi <2 x i64> [ zeroinitializer, %23 ], [ %63, %25 ]
%28 = phi <2 x i64> [ zeroinitializer, %23 ], [ %64, %25 ]
%29 = phi i64 [ 0, %23 ], [ %66, %25 ]
%30 = getelementptr i64, i64* %0, i64 %26
%31 = bitcast i64* %30 to <2 x i64>*
%32 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %31
%33 = getelementptr i64, i64* %30, i64 2
%34 = bitcast i64* %33 to <2 x i64>*
%35 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %34
%36 = add <2 x i64> %32, %27
%37 = add <2 x i64> %35, %28
%38 = or i64 %26, 4
%39 = getelementptr i64, i64* %0, i64 %38
%40 = bitcast i64* %39 to <2 x i64>*
%41 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %40
%42 = getelementptr i64, i64* %39, i64 2
%43 = bitcast i64* %42 to <2 x i64>*
%44 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %43
%45 = add <2 x i64> %41, %36
%46 = add <2 x i64> %44, %37
%47 = or i64 %26, 8
%48 = getelementptr i64, i64* %0, i64 %47
%49 = bitcast i64* %48 to <2 x i64>*
%50 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %49
%51 = getelementptr i64, i64* %48, i64 2
%52 = bitcast i64* %51 to <2 x i64>*
%53 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %52
%54 = add <2 x i64> %50, %45
%55 = add <2 x i64> %53, %46
%56 = or i64 %26, 12
%57 = getelementptr i64, i64* %0, i64 %56
%58 = bitcast i64* %57 to <2 x i64>*
%59 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %58
%60 = getelementptr i64, i64* %57, i64 2
%61 = bitcast i64* %60 to <2 x i64>*
%62 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %61
%63 = add <2 x i64> %59, %54
%64 = add <2 x i64> %62, %55
%65 = add nuw i64 %26, 16
%66 = add nuw i64 %29, 4
%67 = icmp eq i64 %66, %24
br i1 %67, label %68, label %25
68: ; preds = %25, %12
%69 = phi <2 x i64> [ undef, %12 ], [ %63, %25 ]
%70 = phi <2 x i64> [ undef, %12 ], [ %64, %25 ]
%71 = phi i64 [ 0, %12 ], [ %65, %25 ]
%72 = phi <2 x i64> [ zeroinitializer, %12 ], [ %63, %25 ]
%73 = phi <2 x i64> [ zeroinitializer, %12 ], [ %64, %25 ]
%74 = icmp eq i64 %21, 0
br i1 %74, label %91, label %75
75: ; preds = %68, %75
%76 = phi i64 [ %88, %75 ], [ %71, %68 ]
%77 = phi <2 x i64> [ %86, %75 ], [ %72, %68 ]
%78 = phi <2 x i64> [ %87, %75 ], [ %73, %68 ]
%79 = phi i64 [ %89, %75 ], [ 0, %68 ]
%80 = getelementptr i64, i64* %0, i64 %76
%81 = bitcast i64* %80 to <2 x i64>*
%82 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %81
%83 = getelementptr i64, i64* %80, i64 2
%84 = bitcast i64* %83 to <2 x i64>*
%85 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %84
%86 = add <2 x i64> %82, %77
%87 = add <2 x i64> %85, %78
%88 = add nuw i64 %76, 4
%89 = add i64 %79, 1
%90 = icmp eq i64 %89, %21
br i1 %90, label %91, label %75
91: ; preds = %75, %68
%92 = phi <2 x i64> [ %69, %68 ], [ %86, %75 ]
%93 = phi <2 x i64> [ %70, %68 ], [ %87, %75 ]
%94 = add <2 x i64> %93, %92
%95 = call i64 @llvm.vector.reduce.add.v2i64(<2 x i64> %94)
%96 = icmp eq i64 %13, %10
br i1 %96, label %110, label %97
97: ; preds = %4, %91
%98 = phi i64 [ 0, %4 ], [ %95, %91 ]
%99 = phi i32 [ %1, %4 ], [ %16, %91 ]
%100 = phi i64* [ %0, %4 ], [ %17, %91 ]
br label %101
101: ; preds = %97, %101
%102 = phi i64 [ %107, %101 ], [ %98, %97 ]
%103 = phi i32 [ %108, %101 ], [ %99, %97 ]
%104 = phi i64* [ %105, %101 ], [ %100, %97 ]
%105 = getelementptr inbounds i64, i64* %104, i64 1
%106 = load i64, i64* %104
%107 = add i64 %106, %102
%108 = add nsw i32 %103, -8
%109 = icmp ugt i32 %103, 9
br i1 %109, label %101, label %110
110: ; preds = %101, %91, %2
%111 = phi i64* [ %0, %2 ], [ %17, %91 ], [ %105, %101 ]
%112 = phi i32 [ %1, %2 ], [ %16, %91 ], [ %108, %101 ]
%113 = phi i64 [ 0, %2 ], [ %95, %91 ], [ %107, %101 ]
%114 = icmp eq i32 %112, 0
br i1 %114, label %120, label %115
115: ; preds = %110
%116 = bitcast i64* %111 to i8*
%117 = load i8, i8* %116
%118 = zext i8 %117 to i64
%119 = add i64 %113, %118
br label %120
120: ; preds = %115, %110
%121 = phi i64 [ %119, %115 ], [ %113, %110 ]
%122 = lshr i64 %121, 16
%123 = and i64 %121, 65535
%124 = add nuw nsw i64 %122, %123
%125 = lshr i64 %124, 16
%126 = add nuw nsw i64 %125, %124
%127 = xor i64 %126, -1
ret i64 %127
}