void gather_array_int_bpr(int *restrict out, const int *restrict in,
                          unsigned int n) {
  for (; n; --n) {
    int q = *in++, *p = out++;
    do
      if (q != 0) {
        unsigned int a_ = *p;
        unsigned int b_ = q;
        if (a_ == 0) {
          *p = b_;
          break;
        }
        for (;;) {
          if (a_ < b_)
            b_ >>= 1;
          else if (b_ < a_)
            a_ >>= 1;
          else
            break;
        }
        *p = a_;
      }
    while (0);
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<gather_array_int_bpr>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x14(%rbp)
je     11da <gather_array_int_bpr+0xda>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,%rcx
add    $0x4,%rcx
mov    %rcx,-0x10(%rbp)
mov    (%rax),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %rax,%rcx
add    $0x4,%rcx
mov    %rcx,-0x8(%rbp)
mov    %rax,-0x20(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x18(%rbp)
je     11c2 <gather_array_int_bpr+0xc2>
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    (%rax),%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x24(%rbp)
jne    1171 <gather_array_int_bpr+0x71>
mov    -0x28(%rbp),%ecx
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %ecx,(%rax)
jmp    11c7 <gather_array_int_bpr+0xc7>
jmp    1176 <gather_array_int_bpr+0x76>
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x28(%rbp),%eax
jae    1190 <gather_array_int_bpr+0x90>
mov    -0x28(%rbp),%eax
shr    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    11b4 <gather_array_int_bpr+0xb4>
mov    -0x28(%rbp),%eax
cmp    -0x24(%rbp),%eax
jae    11aa <gather_array_int_bpr+0xaa>
mov    -0x24(%rbp),%eax
shr    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    11af <gather_array_int_bpr+0xaf>
jmp    11b9 <gather_array_int_bpr+0xb9>
jmp    11b4 <gather_array_int_bpr+0xb4>
jmp    1176 <gather_array_int_bpr+0x76>
mov    -0x24(%rbp),%ecx
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %ecx,(%rax)
jmp    11c7 <gather_array_int_bpr+0xc7>
jmp    11cc <gather_array_int_bpr+0xcc>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    110f <gather_array_int_bpr+0xf>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<gather_array_int_bpr>:
test   %edx,%edx
jne    1121 <gather_array_int_bpr+0x21>
ret
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
mov    %ecx,%eax
mov    %eax,(%rdi)
add    $0x4,%rsi
add    $0x4,%rdi
add    $0xffffffff,%edx
je     1104 <gather_array_int_bpr+0x4>
mov    (%rsi),%eax
test   %eax,%eax
je     1114 <gather_array_int_bpr+0x14>
mov    (%rdi),%ecx
test   %ecx,%ecx
jne    1132 <gather_array_int_bpr+0x32>
jmp    1112 <gather_array_int_bpr+0x12>
nop
shr    %eax
cmp    %eax,%ecx
jb     1130 <gather_array_int_bpr+0x30>
jbe    1110 <gather_array_int_bpr+0x10>
shr    %ecx
cmp    %eax,%ecx
jb     1130 <gather_array_int_bpr+0x30>
jmp    1136 <gather_array_int_bpr+0x36>

LLVM IR (-O0):
define void @gather_array_int_bpr(i32* noalias %0, i32* noalias %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
br label %11
11: ; preds = %55, %3
%12 = load i32, i32* %6
%13 = icmp ne i32 %12, 0
br i1 %13, label %14, label %58
14: ; preds = %11
%15 = load i32*, i32** %5
%16 = getelementptr inbounds i32, i32* %15, i32 1
store i32* %16, i32** %5
%17 = load i32, i32* %15
store i32 %17, i32* %7
%18 = load i32*, i32** %4
%19 = getelementptr inbounds i32, i32* %18, i32 1
store i32* %19, i32** %4
store i32* %18, i32** %8
br label %20
20: ; preds = %14
%21 = load i32, i32* %7
%22 = icmp ne i32 %21, 0
br i1 %22, label %23, label %53
23: ; preds = %20
%24 = load i32*, i32** %8
%25 = load i32, i32* %24
store i32 %25, i32* %9
%26 = load i32, i32* %7
store i32 %26, i32* %10
%27 = load i32, i32* %9
%28 = icmp eq i32 %27, 0
br i1 %28, label %29, label %32
29: ; preds = %23
%30 = load i32, i32* %10
%31 = load i32*, i32** %8
store i32 %30, i32* %31
br label %54
32: ; preds = %23
br label %33
33: ; preds = %49, %32
%34 = load i32, i32* %9
%35 = load i32, i32* %10
%36 = icmp ult i32 %34, %35
br i1 %36, label %37, label %40
37: ; preds = %33
%38 = load i32, i32* %10
%39 = lshr i32 %38, 1
store i32 %39, i32* %10
br label %49
40: ; preds = %33
%41 = load i32, i32* %10
%42 = load i32, i32* %9
%43 = icmp ult i32 %41, %42
br i1 %43, label %44, label %47
44: ; preds = %40
%45 = load i32, i32* %9
%46 = lshr i32 %45, 1
store i32 %46, i32* %9
br label %48
47: ; preds = %40
br label %50
48: ; preds = %44
br label %49
49: ; preds = %48, %37
br label %33
50: ; preds = %47
%51 = load i32, i32* %9
%52 = load i32*, i32** %8
store i32 %51, i32* %52
br label %53
53: ; preds = %50, %20
br label %54
54: ; preds = %53, %29
br label %55
55: ; preds = %54
%56 = load i32, i32* %6
%57 = add i32 %56, -1
store i32 %57, i32* %6
br label %11
58: ; preds = %11
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @gather_array_int_bpr(i32* noalias nocapture %0, i32* noalias nocapture %1, i32 %2) {
%4 = icmp eq i32 %2, 0
br i1 %4, label %33, label %5
5: ; preds = %3, %30
%6 = phi i32* [ %11, %30 ], [ %0, %3 ]
%7 = phi i32* [ %9, %30 ], [ %1, %3 ]
%8 = phi i32 [ %31, %30 ], [ %2, %3 ]
%9 = getelementptr inbounds i32, i32* %7, i64 1
%10 = load i32, i32* %7
%11 = getelementptr inbounds i32, i32* %6, i64 1
%12 = icmp eq i32 %10, 0
br i1 %12, label %30, label %13
13: ; preds = %5
%14 = load i32, i32* %6
%15 = icmp eq i32 %14, 0
br i1 %15, label %28, label %16
16: ; preds = %13, %26
%17 = phi i32 [ %27, %26 ], [ %14, %13 ]
%18 = phi i32 [ %20, %26 ], [ %10, %13 ]
br label %19
19: ; preds = %16, %22
%20 = phi i32 [ %23, %22 ], [ %18, %16 ]
%21 = icmp ult i32 %17, %20
br i1 %21, label %22, label %24
22: ; preds = %19
%23 = lshr i32 %20, 1
br label %19
24: ; preds = %19
%25 = icmp ult i32 %20, %17
br i1 %25, label %26, label %28
26: ; preds = %24
%27 = lshr i32 %17, 1
br label %16
28: ; preds = %24, %13
%29 = phi i32 [ %10, %13 ], [ %17, %24 ]
store i32 %29, i32* %6
br label %30
30: ; preds = %28, %5
%31 = add i32 %8, -1
%32 = icmp eq i32 %31, 0
br i1 %32, label %33, label %5
33: ; preds = %30, %3
ret void
}