int main() {
  unsigned short a[256];
  foo(a);
  for (int i = 0; i < 256; i++) {
    unsigned short v = i << 8;
    for (int j = 0; j < 8; j++) {
      asm volatile("" : "+r"(v));
      if (v & 0x8000)
        v = (v << 1) ^ 0x1021;
      else
        v = v << 1;
    }
    if (a[i] != v)
      __builtin_abort();
  }
  return 0;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<main>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x220,%rsp
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
lea    -0x210(%rbp),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1040 <foo@plt>
movl   $0x0,-0x214(%rbp)
cmpl   $0x100,-0x214(%rbp)
jge    1225 <main+0x105>
mov    -0x214(%rbp),%eax
shl    $0x8,%eax
mov    %ax,-0x216(%rbp)
movl   $0x0,-0x21c(%rbp)
cmpl   $0x8,-0x21c(%rbp)
jge    11e9 <main+0xc9>
mov    -0x216(%rbp),%ax
mov    %ax,-0x216(%rbp)
movzwl -0x216(%rbp),%eax
and    $0x8000,%eax
cmp    $0x0,%eax
je     11bf <main+0x9f>
movzwl -0x216(%rbp),%eax
shl    $0x1,%eax
xor    $0x1021,%eax
mov    %ax,-0x216(%rbp)
jmp    11d0 <main+0xb0>
movzwl -0x216(%rbp),%eax
shl    $0x1,%eax
mov    %ax,-0x216(%rbp)
jmp    11d5 <main+0xb5>
mov    -0x21c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x21c(%rbp)
jmp    1174 <main+0x54>
movslq -0x214(%rbp),%rax
movzwl -0x210(%rbp,%rax,2),%eax
ff
movzwl -0x216(%rbp),%ecx
cmp    %ecx,%eax
je     120c <main+0xec>
call   1030 <abort@plt>
jmp    1211 <main+0xf1>
mov    -0x214(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x214(%rbp)
jmp    114a <main+0x2a>
xor    %eax,%eax
add    $0x220,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<main>:
push   %r14
push   %rbx
sub    $0x208,%rsp
xor    %ebx,%ebx
mov    %rsp,%r14
mov    %r14,%rdi
xor    %eax,%eax
call   1040 <foo@plt>
nopl   0x0(%rax)
mov    %ebx,%eax
lea    (%rax,%rax,1),%ecx
mov    %ecx,%edx
xor    $0x1021,%edx
test   %ax,%ax
cmovns %ecx,%edx
lea    (%rdx,%rdx,1),%eax
mov    %eax,%ecx
xor    $0x1021,%ecx
test   %dx,%dx
cmovns %eax,%ecx
lea    (%rcx,%rcx,1),%eax
mov    %eax,%edx
xor    $0x1021,%edx
test   %cx,%cx
cmovns %eax,%edx
lea    (%rdx,%rdx,1),%eax
mov    %eax,%ecx
xor    $0x1021,%ecx
test   %dx,%dx
cmovns %eax,%ecx
lea    (%rcx,%rcx,1),%eax
mov    %eax,%edx
xor    $0x1021,%edx
test   %cx,%cx
cmovns %eax,%edx
lea    (%rdx,%rdx,1),%eax
mov    %eax,%ecx
xor    $0x1021,%ecx
test   %dx,%dx
cmovns %eax,%ecx
lea    (%rcx,%rcx,1),%eax
mov    %eax,%edx
xor    $0x1021,%edx
test   %cx,%cx
cmovns %eax,%edx
lea    (%rdx,%rdx,1),%eax
mov    %eax,%ecx
xor    $0x1021,%ecx
test   %dx,%dx
cmovns %eax,%ecx
cmp    %cx,(%r14)
jne    11f5 <main+0xd5>
add    $0x100,%rbx
add    $0x2,%r14
cmp    $0x10000,%rbx
jne    1140 <main+0x20>
xor    %eax,%eax
add    $0x208,%rsp
pop    %rbx
pop    %r14
ret
call   1030 <abort@plt>

LLVM IR (-O0):
define i32 @main() {
%1 = alloca i32
%2 = alloca [256 x i16]
%3 = alloca i32
%4 = alloca i16
%5 = alloca i32
store i32 0, i32* %1
%6 = getelementptr inbounds [256 x i16], [256 x i16]* %2, i64 0, i64 0
%7 = call i32 (i16*, ...) bitcast (i32 (...)* @foo to i32 (i16*, ...)*)(i16* %6)
store i32 0, i32* %3
br label %8
8: ; preds = %51, %0
%9 = load i32, i32* %3
%10 = icmp slt i32 %9, 256
br i1 %10, label %11, label %54
11: ; preds = %8
%12 = load i32, i32* %3
%13 = shl i32 %12, 8
%14 = trunc i32 %13 to i16
store i16 %14, i16* %4
store i32 0, i32* %5
br label %15
15: ; preds = %37, %11
%16 = load i32, i32* %5
%17 = icmp slt i32 %16, 8
br i1 %17, label %18, label %40
18: ; preds = %15
%19 = load i16, i16* %4
%20 = call i16 asm sideeffect "", "=r,0,~{dirflag},~{fpsr},~{flags}"(i16 %19)
store i16 %20, i16* %4
%21 = load i16, i16* %4
%22 = zext i16 %21 to i32
%23 = and i32 %22, 32768
%24 = icmp ne i32 %23, 0
br i1 %24, label %25, label %31
25: ; preds = %18
%26 = load i16, i16* %4
%27 = zext i16 %26 to i32
%28 = shl i32 %27, 1
%29 = xor i32 %28, 4129
%30 = trunc i32 %29 to i16
store i16 %30, i16* %4
br label %36
31: ; preds = %18
%32 = load i16, i16* %4
%33 = zext i16 %32 to i32
%34 = shl i32 %33, 1
%35 = trunc i32 %34 to i16
store i16 %35, i16* %4
br label %36
36: ; preds = %31, %25
br label %37
37: ; preds = %36
%38 = load i32, i32* %5
%39 = add nsw i32 %38, 1
store i32 %39, i32* %5
br label %15
40: ; preds = %15
%41 = load i32, i32* %3
%42 = sext i32 %41 to i64
%43 = getelementptr inbounds [256 x i16], [256 x i16]* %2, i64 0, i64 %42
%44 = load i16, i16* %43
%45 = zext i16 %44 to i32
%46 = load i16, i16* %4
%47 = zext i16 %46 to i32
%48 = icmp ne i32 %45, %47
br i1 %48, label %49, label %50
49: ; preds = %40
unreachable
50: ; preds = %40
br label %51
51: ; preds = %50
%52 = load i32, i32* %3
%53 = add nsw i32 %52, 1
store i32 %53, i32* %3
br label %8
54: ; preds = %8
ret i32 0
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @main() {
%1 = alloca [256 x i16]
%2 = bitcast [256 x i16]* %1 to i8*
%3 = getelementptr inbounds [256 x i16], [256 x i16]* %1, i64 0, i64 0
%4 = call i32 (i16*, ...) bitcast (i32 (...)* @foo to i32 (i16*, ...)*)(i16* %3)
br label %9
5: ; preds = %9
%6 = add nuw nsw i64 %10, 1
%7 = icmp eq i64 %6, 256
br i1 %7, label %8, label %9
8: ; preds = %5
ret i32 0
9: ; preds = %0, %5
%10 = phi i64 [ 0, %0 ], [ %6, %5 ]
%11 = trunc i64 %10 to i16
%12 = shl nuw i16 %11, 8
%13 = call i16 asm sideeffect "", "=r,0,~{dirflag},~{fpsr},~{flags}"(i16 %12)
%14 = icmp sgt i16 %13, -1
%15 = shl i16 %13, 1
%16 = xor i16 %15, 4129
%17 = select i1 %14, i16 %15, i16 %16
%18 = call i16 asm sideeffect "", "=r,0,~{dirflag},~{fpsr},~{flags}"(i16 %17)
%19 = icmp sgt i16 %18, -1
%20 = shl i16 %18, 1
%21 = xor i16 %20, 4129
%22 = select i1 %19, i16 %20, i16 %21
%23 = call i16 asm sideeffect "", "=r,0,~{dirflag},~{fpsr},~{flags}"(i16 %22)
%24 = icmp sgt i16 %23, -1
%25 = shl i16 %23, 1
%26 = xor i16 %25, 4129
%27 = select i1 %24, i16 %25, i16 %26
%28 = call i16 asm sideeffect "", "=r,0,~{dirflag},~{fpsr},~{flags}"(i16 %27)
%29 = icmp sgt i16 %28, -1
%30 = shl i16 %28, 1
%31 = xor i16 %30, 4129
%32 = select i1 %29, i16 %30, i16 %31
%33 = call i16 asm sideeffect "", "=r,0,~{dirflag},~{fpsr},~{flags}"(i16 %32)
%34 = icmp sgt i16 %33, -1
%35 = shl i16 %33, 1
%36 = xor i16 %35, 4129
%37 = select i1 %34, i16 %35, i16 %36
%38 = call i16 asm sideeffect "", "=r,0,~{dirflag},~{fpsr},~{flags}"(i16 %37)
%39 = icmp sgt i16 %38, -1
%40 = shl i16 %38, 1
%41 = xor i16 %40, 4129
%42 = select i1 %39, i16 %40, i16 %41
%43 = call i16 asm sideeffect "", "=r,0,~{dirflag},~{fpsr},~{flags}"(i16 %42)
%44 = icmp sgt i16 %43, -1
%45 = shl i16 %43, 1
%46 = xor i16 %45, 4129
%47 = select i1 %44, i16 %45, i16 %46
%48 = call i16 asm sideeffect "", "=r,0,~{dirflag},~{fpsr},~{flags}"(i16 %47)
%49 = icmp sgt i16 %48, -1
%50 = shl i16 %48, 1
%51 = xor i16 %50, 4129
%52 = select i1 %49, i16 %50, i16 %51
%53 = getelementptr inbounds [256 x i16], [256 x i16]* %1, i64 0, i64 %10
%54 = load i16, i16* %53
%55 = icmp eq i16 %54, %52
br i1 %55, label %5, label %56
56: ; preds = %9
unreachable
}