long long arr_sum(int *arr, unsigned int length) {
  long long res = 0;
  for (unsigned int i = 0; i < length; i++)
    res += arr[i];
  return res;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<arr_sum>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
movq   $0x0,-0x18(%rbp)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jae    1147 <arr_sum+0x47>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
movslq (%rax,%rcx,4),%rax
add    -0x18(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x18(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    111a <arr_sum+0x1a>
mov    -0x18(%rbp),%rax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<arr_sum>:
test   %esi,%esi
je     1114 <arr_sum+0x14>
mov    %esi,%ecx
cmp    $0x4,%esi
jae    1117 <arr_sum+0x17>
xor    %edx,%edx
xor    %eax,%eax
jmp    1200 <arr_sum+0x100>
xor    %eax,%eax
ret
mov    %ecx,%edx
and    $0xfffffffc,%edx
lea    -0x4(%rdx),%rax
mov    %rax,%r8
shr    $0x2,%r8
add    $0x1,%r8
test   %rax,%rax
je     1211 <arr_sum+0x111>
mov    %r8,%rax
and    $0xfffffffffffffffe,%rax
pxor   %xmm0,%xmm0
xor    %esi,%esi
pxor   %xmm1,%xmm1
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
movq   (%rdi,%rsi,4),%xmm2
movq   0x8(%rdi,%rsi,4),%xmm3
pxor   %xmm4,%xmm4
pcmpgtd %xmm2,%xmm4
punpckldq %xmm4,%xmm2
paddq  %xmm0,%xmm2
pxor   %xmm0,%xmm0
pcmpgtd %xmm3,%xmm0
punpckldq %xmm0,%xmm3
paddq  %xmm1,%xmm3
movq   0x10(%rdi,%rsi,4),%xmm0
movq   0x18(%rdi,%rsi,4),%xmm1
pxor   %xmm4,%xmm4
pcmpgtd %xmm0,%xmm4
punpckldq %xmm4,%xmm0
paddq  %xmm2,%xmm0
pxor   %xmm2,%xmm2
pcmpgtd %xmm1,%xmm2
punpckldq %xmm2,%xmm1
paddq  %xmm3,%xmm1
add    $0x8,%rsi
add    $0xfffffffffffffffe,%rax
jne    1150 <arr_sum+0x50>
test   $0x1,%r8b
je     11e2 <arr_sum+0xe2>
movq   (%rdi,%rsi,4),%xmm2
movq   0x8(%rdi,%rsi,4),%xmm3
pxor   %xmm4,%xmm4
pxor   %xmm5,%xmm5
pcmpgtd %xmm2,%xmm5
punpckldq %xmm5,%xmm2
paddq  %xmm2,%xmm0
pcmpgtd %xmm3,%xmm4
punpckldq %xmm4,%xmm3
paddq  %xmm3,%xmm1
paddq  %xmm1,%xmm0
pshufd $0xee,%xmm0,%xmm1
paddq  %xmm0,%xmm1
movq   %xmm1,%rax
cmp    %rcx,%rdx
je     1210 <arr_sum+0x110>
nopl   0x0(%rax)
movslq (%rdi,%rdx,4),%rsi
add    %rsi,%rax
add    $0x1,%rdx
cmp    %rdx,%rcx
jne    1200 <arr_sum+0x100>
ret
pxor   %xmm0,%xmm0
xor    %esi,%esi
pxor   %xmm1,%xmm1
test   $0x1,%r8b
jne    11b7 <arr_sum+0xb7>
jmp    11e2 <arr_sum+0xe2>

LLVM IR (-O0):
define i64 @arr_sum(i32* %0, i32 %1) {
%3 = alloca i32*
%4 = alloca i32
%5 = alloca i64
%6 = alloca i32
store i32* %0, i32** %3
store i32 %1, i32* %4
store i64 0, i64* %5
store i32 0, i32* %6
br label %7
7: ; preds = %20, %2
%8 = load i32, i32* %6
%9 = load i32, i32* %4
%10 = icmp ult i32 %8, %9
br i1 %10, label %11, label %23
11: ; preds = %7
%12 = load i32*, i32** %3
%13 = load i32, i32* %6
%14 = zext i32 %13 to i64
%15 = getelementptr inbounds i32, i32* %12, i64 %14
%16 = load i32, i32* %15
%17 = sext i32 %16 to i64
%18 = load i64, i64* %5
%19 = add nsw i64 %18, %17
store i64 %19, i64* %5
br label %20
20: ; preds = %11
%21 = load i32, i32* %6
%22 = add i32 %21, 1
store i32 %22, i32* %6
br label %7
23: ; preds = %7
%24 = load i64, i64* %5
ret i64 %24
}

LLVM IR (-O2):
define i64 @arr_sum(i32* nocapture %0, i32 %1) {
%3 = icmp eq i32 %1, 0
br i1 %3, label %72, label %4
4: ; preds = %2
%5 = zext i32 %1 to i64
%6 = icmp ult i32 %1, 4
br i1 %6, label %69, label %7
7: ; preds = %4
%8 = and i64 %5, 4294967292
%9 = add nsw i64 %8, -4
%10 = lshr exact i64 %9, 2
%11 = add nuw nsw i64 %10, 1
%12 = and i64 %11, 1
%13 = icmp eq i64 %9, 0
br i1 %13, label %45, label %14
14: ; preds = %7
%15 = and i64 %11, 9223372036854775806
br label %16
16: ; preds = %16, %14
%17 = phi i64 [ 0, %14 ], [ %42, %16 ]
%18 = phi <2 x i64> [ zeroinitializer, %14 ], [ %40, %16 ]
%19 = phi <2 x i64> [ zeroinitializer, %14 ], [ %41, %16 ]
%20 = phi i64 [ 0, %14 ], [ %43, %16 ]
%21 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %17
%22 = bitcast i32* %21 to <2 x i32>*
%23 = load <2 x i32>, <2 x i32>* %22
%24 = getelementptr inbounds i32, i32* %21, i64 2
%25 = bitcast i32* %24 to <2 x i32>*
%26 = load <2 x i32>, <2 x i32>* %25
%27 = sext <2 x i32> %23 to <2 x i64>
%28 = sext <2 x i32> %26 to <2 x i64>
%29 = add <2 x i64> %18, %27
%30 = add <2 x i64> %19, %28
%31 = or i64 %17, 4
%32 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %31
%33 = bitcast i32* %32 to <2 x i32>*
%34 = load <2 x i32>, <2 x i32>* %33
%35 = getelementptr inbounds i32, i32* %32, i64 2
%36 = bitcast i32* %35 to <2 x i32>*
%37 = load <2 x i32>, <2 x i32>* %36
%38 = sext <2 x i32> %34 to <2 x i64>
%39 = sext <2 x i32> %37 to <2 x i64>
%40 = add <2 x i64> %29, %38
%41 = add <2 x i64> %30, %39
%42 = add nuw i64 %17, 8
%43 = add i64 %20, 2
%44 = icmp eq i64 %43, %15
br i1 %44, label %45, label %16
45: ; preds = %16, %7
%46 = phi <2 x i64> [ undef, %7 ], [ %40, %16 ]
%47 = phi <2 x i64> [ undef, %7 ], [ %41, %16 ]
%48 = phi i64 [ 0, %7 ], [ %42, %16 ]
%49 = phi <2 x i64> [ zeroinitializer, %7 ], [ %40, %16 ]
%50 = phi <2 x i64> [ zeroinitializer, %7 ], [ %41, %16 ]
%51 = icmp eq i64 %12, 0
br i1 %51, label %63, label %52
52: ; preds = %45
%53 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %48
%54 = bitcast i32* %53 to <2 x i32>*
%55 = load <2 x i32>, <2 x i32>* %54
%56 = getelementptr inbounds i32, i32* %53, i64 2
%57 = bitcast i32* %56 to <2 x i32>*
%58 = load <2 x i32>, <2 x i32>* %57
%59 = sext <2 x i32> %55 to <2 x i64>
%60 = sext <2 x i32> %58 to <2 x i64>
%61 = add <2 x i64> %49, %59
%62 = add <2 x i64> %50, %60
br label %63
63: ; preds = %45, %52
%64 = phi <2 x i64> [ %46, %45 ], [ %61, %52 ]
%65 = phi <2 x i64> [ %47, %45 ], [ %62, %52 ]
%66 = add <2 x i64> %65, %64
%67 = call i64 @llvm.vector.reduce.add.v2i64(<2 x i64> %66)
%68 = icmp eq i64 %8, %5
br i1 %68, label %72, label %69
69: ; preds = %4, %63
%70 = phi i64 [ 0, %4 ], [ %8, %63 ]
%71 = phi i64 [ 0, %4 ], [ %67, %63 ]
br label %74
72: ; preds = %74, %63, %2
%73 = phi i64 [ 0, %2 ], [ %67, %63 ], [ %80, %74 ]
ret i64 %73
74: ; preds = %69, %74
%75 = phi i64 [ %81, %74 ], [ %70, %69 ]
%76 = phi i64 [ %80, %74 ], [ %71, %69 ]
%77 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %75
%78 = load i32, i32* %77
%79 = sext i32 %78 to i64
%80 = add nsw i64 %76, %79
%81 = add nuw nsw i64 %75, 1
%82 = icmp eq i64 %81, %5
br i1 %82, label %72, label %74
}