unsigned long long sum_of_squares(int limit) {
  unsigned long long sum = 0;
  for (int i = 1; i <= limit; i++) {
    sum += (i * i);
  }
  return sum;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<sum_of_squares>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
movq   $0x0,-0x10(%rbp)
movl   $0x1,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jg     1141 <sum_of_squares+0x41>
mov    -0x14(%rbp),%eax
imul   -0x14(%rbp),%eax
cltq
add    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x10(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1116 <sum_of_squares+0x16>
mov    -0x10(%rbp),%rax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<sum_of_squares>:
test   %edi,%edi
jle    1123 <sum_of_squares+0x23>
mov    %edi,%esi
lea    -0x1(%rsi),%rax
mov    %esi,%ecx
and    $0x3,%ecx
cmp    $0x3,%rax
jae    1126 <sum_of_squares+0x26>
mov    $0x1,%edx
xor    %eax,%eax
test   %rcx,%rcx
jne    1180 <sum_of_squares+0x80>
jmp    1192 <sum_of_squares+0x92>
xor    %eax,%eax
ret
and    $0xfffffffc,%esi
neg    %rsi
mov    $0x2,%edx
xor    %eax,%eax
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
lea    -0x1(%rdx),%edi
imul   %edi,%edi
add    %rax,%rdi
mov    %edx,%eax
imul   %eax,%eax
add    %rdi,%rax
lea    0x1(%rdx),%edi
imul   %edi,%edi
add    %rax,%rdi
lea    0x2(%rdx),%eax
imul   %eax,%eax
add    %rdi,%rax
lea    (%rsi,%rdx,1),%rdi
add    $0x4,%rdi
add    $0x4,%rdx
cmp    $0x2,%rdi
jne    1140 <sum_of_squares+0x40>
add    $0xffffffffffffffff,%rdx
test   %rcx,%rcx
je     1192 <sum_of_squares+0x92>
xchg   %ax,%ax
mov    %edx,%esi
imul   %esi,%esi
add    %rsi,%rax
add    $0x1,%rdx
add    $0xffffffffffffffff,%rcx
jne    1180 <sum_of_squares+0x80>
ret

LLVM IR (-O0):
define i64 @sum_of_squares(i32 %0) {
%2 = alloca i32
%3 = alloca i64
%4 = alloca i32
store i32 %0, i32* %2
store i64 0, i64* %3
store i32 1, i32* %4
br label %5
5: ; preds = %16, %1
%6 = load i32, i32* %4
%7 = load i32, i32* %2
%8 = icmp sle i32 %6, %7
br i1 %8, label %9, label %19
9: ; preds = %5
%10 = load i32, i32* %4
%11 = load i32, i32* %4
%12 = mul nsw i32 %10, %11
%13 = sext i32 %12 to i64
%14 = load i64, i64* %3
%15 = add i64 %14, %13
store i64 %15, i64* %3
br label %16
16: ; preds = %9
%17 = load i32, i32* %4
%18 = add nsw i32 %17, 1
store i32 %18, i32* %4
br label %5
19: ; preds = %5
%20 = load i64, i64* %3
ret i64 %20
}

LLVM IR (-O2):
define i64 @sum_of_squares(i32 %0) {
%2 = icmp slt i32 %0, 1
br i1 %2, label %27, label %3
3: ; preds = %1
%4 = add nuw i32 %0, 1
%5 = zext i32 %4 to i64
%6 = add nsw i64 %5, -1
%7 = add nsw i64 %5, -2
%8 = and i64 %6, 3
%9 = icmp ult i64 %7, 3
br i1 %9, label %12, label %10
10: ; preds = %3
%11 = and i64 %6, -4
br label %29
12: ; preds = %29, %3
%13 = phi i64 [ undef, %3 ], [ %47, %29 ]
%14 = phi i64 [ 1, %3 ], [ %48, %29 ]
%15 = phi i64 [ 0, %3 ], [ %47, %29 ]
%16 = icmp eq i64 %8, 0
br i1 %16, label %27, label %17
17: ; preds = %12, %17
%18 = phi i64 [ %24, %17 ], [ %14, %12 ]
%19 = phi i64 [ %23, %17 ], [ %15, %12 ]
%20 = phi i64 [ %25, %17 ], [ 0, %12 ]
%21 = mul i64 %18, %18
%22 = and i64 %21, 4294967295
%23 = add i64 %19, %22
%24 = add nuw nsw i64 %18, 1
%25 = add i64 %20, 1
%26 = icmp eq i64 %25, %8
br i1 %26, label %27, label %17
27: ; preds = %12, %17, %1
%28 = phi i64 [ 0, %1 ], [ %13, %12 ], [ %23, %17 ]
ret i64 %28
29: ; preds = %29, %10
%30 = phi i64 [ 1, %10 ], [ %48, %29 ]
%31 = phi i64 [ 0, %10 ], [ %47, %29 ]
%32 = phi i64 [ 0, %10 ], [ %49, %29 ]
%33 = mul i64 %30, %30
%34 = and i64 %33, 4294967295
%35 = add i64 %31, %34
%36 = add nuw nsw i64 %30, 1
%37 = mul i64 %36, %36
%38 = and i64 %37, 4294967295
%39 = add i64 %35, %38
%40 = add nuw nsw i64 %30, 2
%41 = mul i64 %40, %40
%42 = and i64 %41, 4294967295
%43 = add i64 %39, %42
%44 = add nuw nsw i64 %30, 3
%45 = mul i64 %44, %44
%46 = and i64 %45, 4294967295
%47 = add i64 %43, %46
%48 = add nuw nsw i64 %30, 4
%49 = add i64 %32, 4
%50 = icmp eq i64 %49, %11
br i1 %50, label %12, label %29
}