int arr_to_state(int *arr, int arr_len, int base) {
  int ret = 0;
  int power = 1;
  for (int i = 0; i < arr_len; ++i) {
    int pos = arr_len - 1 - i;
    ret += arr[pos] * power;
    power *= base;
  }
  return ret;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<arr_to_state>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
movl   $0x1,-0x18(%rbp)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    1168 <arr_to_state+0x68>
mov    -0xc(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
sub    -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
imul   -0x18(%rbp),%eax
add    -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
imul   -0x18(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1123 <arr_to_state+0x23>
mov    -0x14(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<arr_to_state>:
push   %rbx
test   %esi,%esi
jle    1122 <arr_to_state+0x22>
mov    %esi,%r8d
cmp    $0x1,%esi
jne    1126 <arr_to_state+0x26>
mov    $0x1,%ecx
xor    %eax,%eax
mov    $0xffffffff,%r9d
test   $0x1,%r8b
jne    117d <arr_to_state+0x7d>
jmp    1189 <arr_to_state+0x89>
xor    %eax,%eax
pop    %rbx
ret
mov    %r8d,%r10d
and    $0xfffffffe,%r10d
mov    $0x1,%ecx
xor    %r9d,%r9d
mov    %r8,%r11
xor    %eax,%eax
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
lea    -0x1(%r11),%ebx
movslq %ebx,%rbx
mov    (%rdi,%rbx,4),%ebx
imul   %ecx,%ebx
add    %eax,%ebx
imul   %edx,%ecx
mov    %r9d,%eax
xor    $0xfffffffe,%eax
add    %esi,%eax
cltq
mov    (%rdi,%rax,4),%eax
imul   %ecx,%eax
add    %ebx,%eax
imul   %edx,%ecx
add    $0x2,%r9
add    $0xfffffffffffffffe,%r11
cmp    %r9,%r10
jne    1140 <arr_to_state+0x40>
not    %r9d
test   $0x1,%r8b
je     1189 <arr_to_state+0x89>
add    %esi,%r9d
movslq %r9d,%rdx
imul   (%rdi,%rdx,4),%ecx
add    %ecx,%eax
pop    %rbx
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @arr_to_state(i32* %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = alloca i32*
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
store i32* %0, i32** %4
store i32 %1, i32* %5
store i32 %2, i32* %6
store i32 0, i32* %7
store i32 1, i32* %8
store i32 0, i32* %9
br label %11
11: ; preds = %32, %3
%12 = load i32, i32* %9
%13 = load i32, i32* %5
%14 = icmp slt i32 %12, %13
br i1 %14, label %15, label %35
15: ; preds = %11
%16 = load i32, i32* %5
%17 = sub nsw i32 %16, 1
%18 = load i32, i32* %9
%19 = sub nsw i32 %17, %18
store i32 %19, i32* %10
%20 = load i32*, i32** %4
%21 = load i32, i32* %10
%22 = sext i32 %21 to i64
%23 = getelementptr inbounds i32, i32* %20, i64 %22
%24 = load i32, i32* %23
%25 = load i32, i32* %8
%26 = mul nsw i32 %24, %25
%27 = load i32, i32* %7
%28 = add nsw i32 %27, %26
store i32 %28, i32* %7
%29 = load i32, i32* %6
%30 = load i32, i32* %8
%31 = mul nsw i32 %30, %29
store i32 %31, i32* %8
br label %32
32: ; preds = %15
%33 = load i32, i32* %9
%34 = add nsw i32 %33, 1
store i32 %34, i32* %9
br label %11
35: ; preds = %11
%36 = load i32, i32* %7
ret i32 %36
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @arr_to_state(i32* nocapture %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %4, label %5, label %27
5: ; preds = %3
%6 = zext i32 %1 to i64
%7 = and i64 %6, 1
%8 = icmp eq i32 %1, 1
br i1 %8, label %14, label %9
9: ; preds = %5
%10 = and i64 %6, 4294967294
br label %29
11: ; preds = %29
%12 = trunc i64 %52 to i32
%13 = xor i32 %12, -1
br label %14
14: ; preds = %11, %5
%15 = phi i32 [ undef, %5 ], [ %50, %11 ]
%16 = phi i32 [ -1, %5 ], [ %13, %11 ]
%17 = phi i32 [ 0, %5 ], [ %50, %11 ]
%18 = phi i32 [ 1, %5 ], [ %51, %11 ]
%19 = icmp eq i64 %7, 0
br i1 %19, label %27, label %20
20: ; preds = %14
%21 = add i32 %16, %1
%22 = sext i32 %21 to i64
%23 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %22
%24 = load i32, i32* %23
%25 = mul nsw i32 %24, %18
%26 = add nsw i32 %25, %17
br label %27
27: ; preds = %20, %14, %3
%28 = phi i32 [ 0, %3 ], [ %15, %14 ], [ %26, %20 ]
ret i32 %28
29: ; preds = %29, %9
%30 = phi i64 [ 0, %9 ], [ %52, %29 ]
%31 = phi i32 [ 0, %9 ], [ %50, %29 ]
%32 = phi i32 [ 1, %9 ], [ %51, %29 ]
%33 = phi i64 [ 0, %9 ], [ %53, %29 ]
%34 = trunc i64 %30 to i32
%35 = xor i32 %34, -1
%36 = add i32 %35, %1
%37 = sext i32 %36 to i64
%38 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %37
%39 = load i32, i32* %38
%40 = mul nsw i32 %39, %32
%41 = add nsw i32 %40, %31
%42 = mul nsw i32 %32, %2
%43 = trunc i64 %30 to i32
%44 = xor i32 %43, -2
%45 = add i32 %44, %1
%46 = sext i32 %45 to i64
%47 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %46
%48 = load i32, i32* %47
%49 = mul nsw i32 %48, %42
%50 = add nsw i32 %49, %41
%51 = mul nsw i32 %42, %2
%52 = add nuw nsw i64 %30, 2
%53 = add i64 %33, 2
%54 = icmp eq i64 %53, %10
br i1 %54, label %11, label %29
}