unsigned short checksum(unsigned short *buf, unsigned size) {
  unsigned long checksum = 0;
  while (size > 1) {
    unsigned short swap = *buf++;
    swap = (swap >> 8) | ((swap & 0xFF) << 8);
    checksum += swap;
    size -= sizeof(unsigned short);
  }
  if (size) {
    checksum += *(unsigned char *)buf;
  }
  checksum = (checksum >> 16) + (checksum & 0xffff);
  checksum += (checksum >> 16);
  checksum = ~checksum;
  return (unsigned short)(checksum);
}


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)
jbe    1168 <checksum+0x68>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %rax,%rcx
add    $0x2,%rcx
mov    %rcx,-0x8(%rbp)
mov    (%rax),%ax
mov    %ax,-0x1a(%rbp)
movzwl -0x1a(%rbp),%eax
sar    $0x8,%eax
movzwl -0x1a(%rbp),%ecx
and    $0xff,%ecx
shl    $0x8,%ecx
or     %ecx,%eax
mov    %ax,-0x1a(%rbp)
movzwl -0x1a(%rbp),%eax
add    -0x18(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x18(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
sub    $0x2,%rax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
jmp    1113 <checksum+0x13>
cmpl   $0x0,-0xc(%rbp)
je     1181 <checksum+0x81>
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
mov    %rax,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
movzwl %ax,%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<checksum>:
cmp    $0x2,%esi
jb     111b <checksum+0x1b>
lea    -0x2(%rsi),%eax
mov    %eax,%r9d
shr    %r9d
lea    0x1(%r9),%r8d
cmp    $0x6,%eax
jae    1122 <checksum+0x22>
xor    %eax,%eax
jmp    1174 <checksum+0x74>
xor    %eax,%eax
jmp    11ac <checksum+0xac>
mov    %r8d,%r10d
and    $0xfffffffc,%r10d
xor    %eax,%eax
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movzwl (%rdi),%ecx
rol    $0x8,%cx
movzwl 0x2(%rdi),%edx
movzwl %cx,%ecx
rol    $0x8,%dx
add    %rax,%rcx
movzwl %dx,%eax
add    %rcx,%rax
movzwl 0x4(%rdi),%ecx
rol    $0x8,%cx
movzwl %cx,%ecx
add    %rax,%rcx
movzwl 0x6(%rdi),%eax
add    $0x8,%rdi
rol    $0x8,%ax
movzwl %ax,%eax
add    %rcx,%rax
add    $0xfffffff8,%esi
add    $0xfffffffc,%r10d
jne    1130 <checksum+0x30>
test   $0x3,%r8b
je     11ac <checksum+0xac>
add    $0x1,%r9b
movzbl %r9b,%r8d
and    $0x3,%r8d
add    %r8,%r8
xor    %edx,%edx
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movzwl (%rdi,%rdx,1),%ecx
rol    $0x8,%cx
movzwl %cx,%ecx
add    %rcx,%rax
add    $0x2,%rdx
cmp    %edx,%r8d
jne    1190 <checksum+0x90>
add    %rdx,%rdi
sub    %edx,%esi
test   %esi,%esi
je     11b6 <checksum+0xb6>
movzbl (%rdi),%ecx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,%rcx
shr    $0x10,%rcx
movzwl %ax,%eax
add    %eax,%ecx
mov    %ecx,%eax
shr    $0x10,%eax
add    %ecx,%eax
not    %eax
ret

LLVM IR (-O0):
define zeroext i16 @checksum(i16* %0, i32 %1) {
%3 = alloca i16*
%4 = alloca i32
%5 = alloca i64
%6 = alloca i16
store i16* %0, i16** %3
store i32 %1, i32* %4
store i64 0, i64* %5
br label %7
7: ; preds = %10, %2
%8 = load i32, i32* %4
%9 = icmp ugt i32 %8, 1
br i1 %9, label %10, label %31
10: ; preds = %7
%11 = load i16*, i16** %3
%12 = getelementptr inbounds i16, i16* %11, i32 1
store i16* %12, i16** %3
%13 = load i16, i16* %11
store i16 %13, i16* %6
%14 = load i16, i16* %6
%15 = zext i16 %14 to i32
%16 = ashr i32 %15, 8
%17 = load i16, i16* %6
%18 = zext i16 %17 to i32
%19 = and i32 %18, 255
%20 = shl i32 %19, 8
%21 = or i32 %16, %20
%22 = trunc i32 %21 to i16
store i16 %22, i16* %6
%23 = load i16, i16* %6
%24 = zext i16 %23 to i64
%25 = load i64, i64* %5
%26 = add i64 %25, %24
store i64 %26, i64* %5
%27 = load i32, i32* %4
%28 = zext i32 %27 to i64
%29 = sub i64 %28, 2
%30 = trunc i64 %29 to i32
store i32 %30, i32* %4
br label %7
31: ; preds = %7
%32 = load i32, i32* %4
%33 = icmp ne i32 %32, 0
br i1 %33, label %34, label %41
34: ; preds = %31
%35 = load i16*, i16** %3
%36 = bitcast i16* %35 to i8*
%37 = load i8, i8* %36
%38 = zext i8 %37 to i64
%39 = load i64, i64* %5
%40 = add i64 %39, %38
store i64 %40, i64* %5
br label %41
41: ; preds = %34, %31
%42 = load i64, i64* %5
%43 = lshr i64 %42, 16
%44 = load i64, i64* %5
%45 = and i64 %44, 65535
%46 = add i64 %43, %45
store i64 %46, i64* %5
%47 = load i64, i64* %5
%48 = lshr i64 %47, 16
%49 = load i64, i64* %5
%50 = add i64 %49, %48
store i64 %50, i64* %5
%51 = load i64, i64* %5
%52 = xor i64 %51, -1
store i64 %52, i64* %5
%53 = load i64, i64* %5
%54 = trunc i64 %53 to i16
ret i16 %54
}

LLVM IR (-O2):
define zeroext i16 @checksum(i16* nocapture %0, i32 %1) {
%3 = icmp ugt i32 %1, 1
br i1 %3, label %4, label %61
4: ; preds = %2
%5 = add i32 %1, -2
%6 = lshr i32 %5, 1
%7 = add nuw i32 %6, 1
%8 = and i32 %7, 3
%9 = icmp ult i32 %5, 6
br i1 %9, label %40, label %10
10: ; preds = %4
%11 = and i32 %7, -4
br label %12
12: ; preds = %12, %10
%13 = phi i16* [ %0, %10 ], [ %32, %12 ]
%14 = phi i64 [ 0, %10 ], [ %36, %12 ]
%15 = phi i32 [ %1, %10 ], [ %37, %12 ]
%16 = phi i32 [ 0, %10 ], [ %38, %12 ]
%17 = getelementptr inbounds i16, i16* %13, i64 1
%18 = load i16, i16* %13
%19 = tail call i16 @llvm.bswap.i16(i16 %18)
%20 = zext i16 %19 to i64
%21 = add i64 %14, %20
%22 = getelementptr inbounds i16, i16* %13, i64 2
%23 = load i16, i16* %17
%24 = tail call i16 @llvm.bswap.i16(i16 %23)
%25 = zext i16 %24 to i64
%26 = add i64 %21, %25
%27 = getelementptr inbounds i16, i16* %13, i64 3
%28 = load i16, i16* %22
%29 = tail call i16 @llvm.bswap.i16(i16 %28)
%30 = zext i16 %29 to i64
%31 = add i64 %26, %30
%32 = getelementptr inbounds i16, i16* %13, i64 4
%33 = load i16, i16* %27
%34 = tail call i16 @llvm.bswap.i16(i16 %33)
%35 = zext i16 %34 to i64
%36 = add i64 %31, %35
%37 = add i32 %15, -8
%38 = add i32 %16, 4
%39 = icmp eq i32 %38, %11
br i1 %39, label %40, label %12
40: ; preds = %12, %4
%41 = phi i16* [ undef, %4 ], [ %32, %12 ]
%42 = phi i64 [ undef, %4 ], [ %36, %12 ]
%43 = phi i32 [ undef, %4 ], [ %37, %12 ]
%44 = phi i16* [ %0, %4 ], [ %32, %12 ]
%45 = phi i64 [ 0, %4 ], [ %36, %12 ]
%46 = phi i32 [ %1, %4 ], [ %37, %12 ]
%47 = icmp eq i32 %8, 0
br i1 %47, label %61, label %48
48: ; preds = %40, %48
%49 = phi i16* [ %53, %48 ], [ %44, %40 ]
%50 = phi i64 [ %57, %48 ], [ %45, %40 ]
%51 = phi i32 [ %58, %48 ], [ %46, %40 ]
%52 = phi i32 [ %59, %48 ], [ 0, %40 ]
%53 = getelementptr inbounds i16, i16* %49, i64 1
%54 = load i16, i16* %49
%55 = tail call i16 @llvm.bswap.i16(i16 %54)
%56 = zext i16 %55 to i64
%57 = add i64 %50, %56
%58 = add i32 %51, -2
%59 = add i32 %52, 1
%60 = icmp eq i32 %59, %8
br i1 %60, label %61, label %48
61: ; preds = %40, %48, %2
%62 = phi i32 [ %1, %2 ], [ %43, %40 ], [ %58, %48 ]
%63 = phi i64 [ 0, %2 ], [ %42, %40 ], [ %57, %48 ]
%64 = phi i16* [ %0, %2 ], [ %41, %40 ], [ %53, %48 ]
%65 = icmp eq i32 %62, 0
br i1 %65, label %71, label %66
66: ; preds = %61
%67 = bitcast i16* %64 to i8*
%68 = load i8, i8* %67
%69 = zext i8 %68 to i64
%70 = add i64 %63, %69
br label %71
71: ; preds = %66, %61
%72 = phi i64 [ %70, %66 ], [ %63, %61 ]
%73 = lshr i64 %72, 16
%74 = and i64 %72, 65535
%75 = add nuw nsw i64 %73, %74
%76 = lshr i64 %75, 16
%77 = add nuw nsw i64 %76, %75
%78 = trunc i64 %77 to i16
%79 = xor i16 %78, -1
ret i16 %79
}