int graph_count_state(int state, const short *v, int n) {
  int i;
  int num_state = 0;
  for (i = 0; i < n; i++) {
    if (v[i] == state) {
      num_state++;
    }
  }
  return num_state;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<graph_count_state>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    1159 <graph_count_state+0x59>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
movswl (%rax,%rcx,2),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jne    1146 <graph_count_state+0x46>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    114b <graph_count_state+0x4b>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    111c <graph_count_state+0x1c>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<graph_count_state>:
test   %edx,%edx
jle    1116 <graph_count_state+0x16>
mov    %edx,%r9d
cmp    $0x8,%edx
jae    1119 <graph_count_state+0x19>
xor    %r10d,%r10d
xor    %eax,%eax
jmp    1220 <graph_count_state+0x120>
xor    %eax,%eax
ret
mov    %r9d,%r10d
and    $0xfffffff8,%r10d
movd   %edi,%xmm0
pshufd $0x0,%xmm0,%xmm0
lea    -0x8(%r10),%rax
mov    %rax,%r8
shr    $0x3,%r8
add    $0x1,%r8
test   %rax,%rax
je     1238 <graph_count_state+0x138>
mov    %r8,%rcx
and    $0xfffffffffffffffe,%rcx
pxor   %xmm1,%xmm1
xor    %eax,%eax
pxor   %xmm2,%xmm2
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
movq   (%rsi,%rax,2),%xmm3
punpcklwd %xmm3,%xmm3
movq   0x8(%rsi,%rax,2),%xmm4
punpcklwd %xmm4,%xmm4
psrad  $0x10,%xmm3
psrad  $0x10,%xmm4
pcmpeqd %xmm0,%xmm3
psubd  %xmm3,%xmm1
pcmpeqd %xmm0,%xmm4
psubd  %xmm4,%xmm2
movq   0x10(%rsi,%rax,2),%xmm3
punpcklwd %xmm3,%xmm3
movq   0x18(%rsi,%rax,2),%xmm4
punpcklwd %xmm4,%xmm4
psrad  $0x10,%xmm3
psrad  $0x10,%xmm4
pcmpeqd %xmm0,%xmm3
psubd  %xmm3,%xmm1
pcmpeqd %xmm0,%xmm4
psubd  %xmm4,%xmm2
add    $0x10,%rax
add    $0xfffffffffffffffe,%rcx
jne    1160 <graph_count_state+0x60>
test   $0x1,%r8b
je     11f8 <graph_count_state+0xf8>
movq   (%rsi,%rax,2),%xmm3
movq   0x8(%rsi,%rax,2),%xmm4
punpcklwd %xmm3,%xmm3
psrad  $0x10,%xmm3
punpcklwd %xmm4,%xmm4
psrad  $0x10,%xmm4
pcmpeqd %xmm0,%xmm3
psubd  %xmm3,%xmm1
pcmpeqd %xmm0,%xmm4
psubd  %xmm4,%xmm2
paddd  %xmm2,%xmm1
pshufd $0xee,%xmm1,%xmm0
paddd  %xmm1,%xmm0
pshufd $0x55,%xmm0,%xmm1
paddd  %xmm0,%xmm1
movd   %xmm1,%eax
cmp    %r9,%r10
je     1237 <graph_count_state+0x137>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
movswl (%rsi,%r10,2),%ecx
xor    %edx,%edx
cmp    %edi,%ecx
sete   %dl
add    %edx,%eax
add    $0x1,%r10
cmp    %r10,%r9
jne    1220 <graph_count_state+0x120>
ret
pxor   %xmm1,%xmm1
xor    %eax,%eax
pxor   %xmm2,%xmm2
test   $0x1,%r8b
jne    11cb <graph_count_state+0xcb>
jmp    11f8 <graph_count_state+0xf8>

LLVM IR (-O0):
define i32 @graph_count_state(i32 %0, i16* %1, i32 %2) {
%4 = alloca i32
%5 = alloca i16*
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
store i32 %0, i32* %4
store i16* %1, i16** %5
store i32 %2, i32* %6
store i32 0, i32* %8
store i32 0, i32* %7
br label %9
9: ; preds = %26, %3
%10 = load i32, i32* %7
%11 = load i32, i32* %6
%12 = icmp slt i32 %10, %11
br i1 %12, label %13, label %29
13: ; preds = %9
%14 = load i16*, i16** %5
%15 = load i32, i32* %7
%16 = sext i32 %15 to i64
%17 = getelementptr inbounds i16, i16* %14, i64 %16
%18 = load i16, i16* %17
%19 = sext i16 %18 to i32
%20 = load i32, i32* %4
%21 = icmp eq i32 %19, %20
br i1 %21, label %22, label %25
22: ; preds = %13
%23 = load i32, i32* %8
%24 = add nsw i32 %23, 1
store i32 %24, i32* %8
br label %25
25: ; preds = %22, %13
br label %26
26: ; preds = %25
%27 = load i32, i32* %7
%28 = add nsw i32 %27, 1
store i32 %28, i32* %7
br label %9
29: ; preds = %9
%30 = load i32, i32* %8
ret i32 %30
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @graph_count_state(i32 %0, i16* nocapture %1, i32 %2) {
%4 = icmp sgt i32 %2, 0
br i1 %4, label %5, label %100
5: ; preds = %3
%6 = zext i32 %2 to i64
%7 = icmp ult i32 %2, 8
br i1 %7, label %86, label %8
8: ; preds = %5
%9 = and i64 %6, 4294967288
%10 = insertelement <4 x i32> poison, i32 %0, i64 0
%11 = shufflevector <4 x i32> %10, <4 x i32> poison, <4 x i32> zeroinitializer
%12 = insertelement <4 x i32> poison, i32 %0, i64 0
%13 = shufflevector <4 x i32> %12, <4 x i32> poison, <4 x i32> zeroinitializer
%14 = add nsw i64 %9, -8
%15 = lshr exact i64 %14, 3
%16 = add nuw nsw i64 %15, 1
%17 = and i64 %16, 1
%18 = icmp eq i64 %14, 0
br i1 %18, label %58, label %19
19: ; preds = %8
%20 = and i64 %16, 4611686018427387902
br label %21
21: ; preds = %21, %19
%22 = phi i64 [ 0, %19 ], [ %55, %21 ]
%23 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %19 ], [ %53, %21 ]
%24 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %19 ], [ %54, %21 ]
%25 = phi i64 [ 0, %19 ], [ %56, %21 ]
%26 = getelementptr inbounds i16, i16* %1, i64 %22
%27 = bitcast i16* %26 to <4 x i16>*
%28 = load <4 x i16>, <4 x i16>* %27
%29 = getelementptr inbounds i16, i16* %26, i64 4
%30 = bitcast i16* %29 to <4 x i16>*
%31 = load <4 x i16>, <4 x i16>* %30
%32 = sext <4 x i16> %28 to <4 x i32>
%33 = sext <4 x i16> %31 to <4 x i32>
%34 = icmp eq <4 x i32> %11, %32
%35 = icmp eq <4 x i32> %13, %33
%36 = zext <4 x i1> %34 to <4 x i32>
%37 = zext <4 x i1> %35 to <4 x i32>
%38 = add <4 x i32> %23, %36
%39 = add <4 x i32> %24, %37
%40 = or i64 %22, 8
%41 = getelementptr inbounds i16, i16* %1, i64 %40
%42 = bitcast i16* %41 to <4 x i16>*
%43 = load <4 x i16>, <4 x i16>* %42
%44 = getelementptr inbounds i16, i16* %41, i64 4
%45 = bitcast i16* %44 to <4 x i16>*
%46 = load <4 x i16>, <4 x i16>* %45
%47 = sext <4 x i16> %43 to <4 x i32>
%48 = sext <4 x i16> %46 to <4 x i32>
%49 = icmp eq <4 x i32> %11, %47
%50 = icmp eq <4 x i32> %13, %48
%51 = zext <4 x i1> %49 to <4 x i32>
%52 = zext <4 x i1> %50 to <4 x i32>
%53 = add <4 x i32> %38, %51
%54 = add <4 x i32> %39, %52
%55 = add nuw i64 %22, 16
%56 = add i64 %25, 2
%57 = icmp eq i64 %56, %20
br i1 %57, label %58, label %21
58: ; preds = %21, %8
%59 = phi <4 x i32> [ undef, %8 ], [ %53, %21 ]
%60 = phi <4 x i32> [ undef, %8 ], [ %54, %21 ]
%61 = phi i64 [ 0, %8 ], [ %55, %21 ]
%62 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %8 ], [ %53, %21 ]
%63 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %8 ], [ %54, %21 ]
%64 = icmp eq i64 %17, 0
br i1 %64, label %80, label %65
65: ; preds = %58
%66 = getelementptr inbounds i16, i16* %1, i64 %61
%67 = bitcast i16* %66 to <4 x i16>*
%68 = load <4 x i16>, <4 x i16>* %67
%69 = getelementptr inbounds i16, i16* %66, i64 4
%70 = bitcast i16* %69 to <4 x i16>*
%71 = load <4 x i16>, <4 x i16>* %70
%72 = sext <4 x i16> %68 to <4 x i32>
%73 = sext <4 x i16> %71 to <4 x i32>
%74 = icmp eq <4 x i32> %11, %72
%75 = icmp eq <4 x i32> %13, %73
%76 = zext <4 x i1> %74 to <4 x i32>
%77 = zext <4 x i1> %75 to <4 x i32>
%78 = add <4 x i32> %62, %76
%79 = add <4 x i32> %63, %77
br label %80
80: ; preds = %58, %65
%81 = phi <4 x i32> [ %59, %58 ], [ %78, %65 ]
%82 = phi <4 x i32> [ %60, %58 ], [ %79, %65 ]
%83 = add <4 x i32> %82, %81
%84 = call i32 @llvm.vector.reduce.add.v4i32(<4 x i32> %83)
%85 = icmp eq i64 %9, %6
br i1 %85, label %100, label %86
86: ; preds = %5, %80
%87 = phi i64 [ 0, %5 ], [ %9, %80 ]
%88 = phi i32 [ 0, %5 ], [ %84, %80 ]
br label %89
89: ; preds = %86, %89
%90 = phi i64 [ %98, %89 ], [ %87, %86 ]
%91 = phi i32 [ %97, %89 ], [ %88, %86 ]
%92 = getelementptr inbounds i16, i16* %1, i64 %90
%93 = load i16, i16* %92
%94 = sext i16 %93 to i32
%95 = icmp eq i32 %94, %0
%96 = zext i1 %95 to i32
%97 = add nuw nsw i32 %91, %96
%98 = add nuw nsw i64 %90, 1
%99 = icmp eq i64 %98, %6
br i1 %99, label %100, label %89
100: ; preds = %89, %80, %3
%101 = phi i32 [ 0, %3 ], [ %84, %80 ], [ %97, %89 ]
ret i32 %101
}