int bitmask_weight(unsigned int *bitmask, int num_bits) {
  int i;
  int weight = 0;
  for (i = 0; i < (((num_bits) + (sizeof(unsigned int) * 8) - 1) /
                   (sizeof(unsigned int) * 8));
       i++)
    weight += __builtin_popcount(bitmask[i]);
  return weight;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<bitmask_weight>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
movl   $0x0,-0x10(%rbp)
movslq -0x10(%rbp),%rax
movslq -0xc(%rbp),%rcx
add    $0x20,%rcx
sub    $0x1,%rcx
shr    $0x5,%rcx
cmp    %rcx,%rax
jae    1187 <bitmask_weight+0x87>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%ecx
mov    %ecx,%eax
shr    %eax
and    $0x55555555,%eax
sub    %eax,%ecx
mov    %ecx,%eax
and    $0x33333333,%eax
shr    $0x2,%ecx
and    $0x33333333,%ecx
add    %ecx,%eax
mov    %eax,%ecx
shr    $0x4,%ecx
add    %ecx,%eax
and    $0xf0f0f0f,%eax
imul   $0x1010101,%eax,%eax
shr    $0x18,%eax
add    -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    1119 <bitmask_weight+0x19>
mov    -0x14(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<bitmask_weight>:
movslq %esi,%rdx
add    $0x1f,%rdx
xor    %eax,%eax
cmp    $0x20,%rdx
jb     128f <bitmask_weight+0x18f>
shr    $0x5,%rdx
cmp    $0x2,%rdx
mov    $0x1,%r8d
cmovae %rdx,%r8
cmp    $0x8,%r8
jae    1134 <bitmask_weight+0x34>
xor    %edx,%edx
xor    %eax,%eax
jmp    124c <bitmask_weight+0x14c>
mov    %r8,%rdx
and    $0xfffffffffffffff8,%rdx
pxor   %xmm0,%xmm0
xor    %eax,%eax
movdqa 0xeb6(%rip),%xmm8
movdqa 0xebe(%rip),%xmm3
movdqa 0xec6(%rip),%xmm5
pxor   %xmm4,%xmm4
pxor   %xmm1,%xmm1
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
movdqu (%rdi,%rax,4),%xmm2
movdqu 0x10(%rdi,%rax,4),%xmm6
movdqa %xmm2,%xmm7
psrlw  $0x1,%xmm7
pand   %xmm8,%xmm7
psubb  %xmm7,%xmm2
movdqa %xmm2,%xmm7
pand   %xmm3,%xmm7
psrlw  $0x2,%xmm2
pand   %xmm3,%xmm2
paddb  %xmm7,%xmm2
movdqa %xmm2,%xmm7
psrlw  $0x4,%xmm7
paddb  %xmm2,%xmm7
pand   %xmm5,%xmm7
movdqa %xmm7,%xmm2
punpckhdq %xmm0,%xmm2
psadbw %xmm0,%xmm2
punpckldq %xmm0,%xmm7
psadbw %xmm0,%xmm7
packuswb %xmm2,%xmm7
paddd  %xmm7,%xmm4
movdqa %xmm6,%xmm2
psrlw  $0x1,%xmm2
pand   %xmm8,%xmm2
psubb  %xmm2,%xmm6
movdqa %xmm6,%xmm2
pand   %xmm3,%xmm2
psrlw  $0x2,%xmm6
pand   %xmm3,%xmm6
paddb  %xmm2,%xmm6
movdqa %xmm6,%xmm2
psrlw  $0x4,%xmm2
paddb  %xmm6,%xmm2
pand   %xmm5,%xmm2
movdqa %xmm2,%xmm6
punpckhdq %xmm0,%xmm6
psadbw %xmm0,%xmm6
punpckldq %xmm0,%xmm2
psadbw %xmm0,%xmm2
packuswb %xmm6,%xmm2
paddd  %xmm2,%xmm1
add    $0x8,%rax
cmp    %rax,%rdx
jne    1170 <bitmask_weight+0x70>
paddd  %xmm4,%xmm1
pshufd $0xee,%xmm1,%xmm0
paddd  %xmm1,%xmm0
pshufd $0x55,%xmm0,%xmm1
paddd  %xmm0,%xmm1
movd   %xmm1,%eax
jmp    128a <bitmask_weight+0x18a>
mov    (%rdi,%rdx,4),%ecx
mov    %ecx,%esi
shr    %esi
and    $0x55555555,%esi
sub    %esi,%ecx
mov    %ecx,%esi
and    $0x33333333,%esi
shr    $0x2,%ecx
and    $0x33333333,%ecx
add    %esi,%ecx
mov    %ecx,%esi
shr    $0x4,%esi
add    %ecx,%esi
and    $0xf0f0f0f,%esi
imul   $0x1010101,%esi,%ecx
shr    $0x18,%ecx
add    %ecx,%eax
add    $0x1,%rdx
cmp    %rdx,%r8
jne    124c <bitmask_weight+0x14c>
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @bitmask_weight(i32* %0, i32 %1) {
%3 = alloca i32*
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
store i32* %0, i32** %3
store i32 %1, i32* %4
store i32 0, i32* %6
store i32 0, i32* %5
br label %7
7: ; preds = %25, %2
%8 = load i32, i32* %5
%9 = sext i32 %8 to i64
%10 = load i32, i32* %4
%11 = sext i32 %10 to i64
%12 = add i64 %11, 32
%13 = sub i64 %12, 1
%14 = udiv i64 %13, 32
%15 = icmp ult i64 %9, %14
br i1 %15, label %16, label %28
16: ; preds = %7
%17 = load i32*, i32** %3
%18 = load i32, i32* %5
%19 = sext i32 %18 to i64
%20 = getelementptr inbounds i32, i32* %17, i64 %19
%21 = load i32, i32* %20
%22 = call i32 @llvm.ctpop.i32(i32 %21)
%23 = load i32, i32* %6
%24 = add nsw i32 %23, %22
store i32 %24, i32* %6
br label %25
25: ; preds = %16
%26 = load i32, i32* %5
%27 = add nsw i32 %26, 1
store i32 %27, i32* %5
br label %7
28: ; preds = %7
%29 = load i32, i32* %6
ret i32 %29
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @bitmask_weight(i32* nocapture %0, i32 %1) {
%3 = sext i32 %1 to i64
%4 = add nsw i64 %3, 31
%5 = icmp ult i64 %4, 32
br i1 %5, label %44, label %6
6: ; preds = %2
%7 = lshr i64 %4, 5
%8 = call i64 @llvm.umax.i64(i64 %7, i64 1)
%9 = icmp ult i64 %8, 8
br i1 %9, label %32, label %10
10: ; preds = %6
%11 = and i64 %8, 576460752303423480
br label %12
12: ; preds = %12, %10
%13 = phi i64 [ 0, %10 ], [ %26, %12 ]
%14 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %10 ], [ %24, %12 ]
%15 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %10 ], [ %25, %12 ]
%16 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %13
%17 = bitcast i32* %16 to <4 x i32>*
%18 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %17
%19 = getelementptr inbounds i32, i32* %16, i64 4
%20 = bitcast i32* %19 to <4 x i32>*
%21 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %20
%22 = call <4 x i32> @llvm.ctpop.v4i32(<4 x i32> %18)
%23 = call <4 x i32> @llvm.ctpop.v4i32(<4 x i32> %21)
%24 = add <4 x i32> %22, %14
%25 = add <4 x i32> %23, %15
%26 = add nuw i64 %13, 8
%27 = icmp eq i64 %26, %11
br i1 %27, label %28, label %12
28: ; preds = %12
%29 = add <4 x i32> %25, %24
%30 = call i32 @llvm.vector.reduce.add.v4i32(<4 x i32> %29)
%31 = icmp eq i64 %8, %11
br i1 %31, label %44, label %32
32: ; preds = %6, %28
%33 = phi i64 [ 0, %6 ], [ %11, %28 ]
%34 = phi i32 [ 0, %6 ], [ %30, %28 ]
br label %35
35: ; preds = %32, %35
%36 = phi i64 [ %42, %35 ], [ %33, %32 ]
%37 = phi i32 [ %41, %35 ], [ %34, %32 ]
%38 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %36
%39 = load i32, i32* %38
%40 = tail call i32 @llvm.ctpop.i32(i32 %39)
%41 = add nuw nsw i32 %40, %37
%42 = add nuw nsw i64 %36, 1
%43 = icmp eq i64 %42, %8
br i1 %43, label %44, label %35
44: ; preds = %35, %28, %2
%45 = phi i32 [ 0, %2 ], [ %30, %28 ], [ %41, %35 ]
ret i32 %45
}