int top_bit(unsigned int bits) {
  int res;
  if (bits == 0)
    return -1;
  res = 0;
  if (bits & 0xFFFF0000) {
    bits &= 0xFFFF0000;
    res += 16;
  }
  if (bits & 0xFF00FF00) {
    bits &= 0xFF00FF00;
    res += 8;
  }
  if (bits & 0xF0F0F0F0) {
    bits &= 0xF0F0F0F0;
    res += 4;
  }
  if (bits & 0xCCCCCCCC) {
    bits &= 0xCCCCCCCC;
    res += 2;
  }
  if (bits & 0xAAAAAAAA) {
    bits &= 0xAAAAAAAA;
    res += 1;
  }
  return res;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<top_bit>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x8(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x8(%rbp)
jne    111d <top_bit+0x1d>
movl   $0xffffffff,-0x4(%rbp)
jmp    11e3 <top_bit+0xe3>
movl   $0x0,-0xc(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
and    $0xffff0000,%eax
cmp    $0x0,%eax
je     1149 <top_bit+0x49>
mov    -0x8(%rbp),%eax
and    $0xffff0000,%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x10,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
and    $0xff00ff00,%eax
cmp    $0x0,%eax
je     116e <top_bit+0x6e>
mov    -0x8(%rbp),%eax
and    $0xff00ff00,%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x8,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
and    $0xf0f0f0f0,%eax
cmp    $0x0,%eax
je     1193 <top_bit+0x93>
mov    -0x8(%rbp),%eax
and    $0xf0f0f0f0,%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x4,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
and    $0xcccccccc,%eax
cmp    $0x0,%eax
je     11b8 <top_bit+0xb8>
mov    -0x8(%rbp),%eax
and    $0xcccccccc,%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x2,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
and    $0xaaaaaaaa,%eax
cmp    $0x0,%eax
je     11dd <top_bit+0xdd>
mov    -0x8(%rbp),%eax
and    $0xaaaaaaaa,%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<top_bit>:
test   %edi,%edi
je     115d <top_bit+0x5d>
xor    %eax,%eax
mov    %edi,%ecx
and    $0xffff0000,%ecx
setne  %al
cmove  %edi,%ecx
shl    $0x4,%eax
mov    %ecx,%edx
and    $0xff00ff00,%edx
lea    0x8(%rax),%esi
test   %edx,%edx
cmove  %ecx,%edx
cmove  %eax,%esi
mov    %edx,%ecx
and    $0xf0f0f0f0,%ecx
lea    0x4(%rsi),%edi
test   %ecx,%ecx
cmove  %edx,%ecx
cmove  %esi,%edi
mov    %ecx,%edx
and    $0xcccccccc,%edx
lea    0x2(%rdi),%eax
test   %edx,%edx
cmove  %ecx,%edx
cmove  %edi,%eax
and    $0xaaaaaaaa,%edx
cmp    $0x1,%edx
sbb    $0xffffffff,%eax
ret
mov    $0xffffffff,%eax
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @top_bit(i32 %0) {
%2 = alloca i32
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
store i32 %0, i32* %3
%5 = load i32, i32* %3
%6 = icmp eq i32 %5, 0
br i1 %6, label %7, label %8
7: ; preds = %1
store i32 -1, i32* %2
br label %55
8: ; preds = %1
store i32 0, i32* %4
%9 = load i32, i32* %3
%10 = and i32 %9, -65536
%11 = icmp ne i32 %10, 0
br i1 %11, label %12, label %17
12: ; preds = %8
%13 = load i32, i32* %3
%14 = and i32 %13, -65536
store i32 %14, i32* %3
%15 = load i32, i32* %4
%16 = add nsw i32 %15, 16
store i32 %16, i32* %4
br label %17
17: ; preds = %12, %8
%18 = load i32, i32* %3
%19 = and i32 %18, -16711936
%20 = icmp ne i32 %19, 0
br i1 %20, label %21, label %26
21: ; preds = %17
%22 = load i32, i32* %3
%23 = and i32 %22, -16711936
store i32 %23, i32* %3
%24 = load i32, i32* %4
%25 = add nsw i32 %24, 8
store i32 %25, i32* %4
br label %26
26: ; preds = %21, %17
%27 = load i32, i32* %3
%28 = and i32 %27, -252645136
%29 = icmp ne i32 %28, 0
br i1 %29, label %30, label %35
30: ; preds = %26
%31 = load i32, i32* %3
%32 = and i32 %31, -252645136
store i32 %32, i32* %3
%33 = load i32, i32* %4
%34 = add nsw i32 %33, 4
store i32 %34, i32* %4
br label %35
35: ; preds = %30, %26
%36 = load i32, i32* %3
%37 = and i32 %36, -858993460
%38 = icmp ne i32 %37, 0
br i1 %38, label %39, label %44
39: ; preds = %35
%40 = load i32, i32* %3
%41 = and i32 %40, -858993460
store i32 %41, i32* %3
%42 = load i32, i32* %4
%43 = add nsw i32 %42, 2
store i32 %43, i32* %4
br label %44
44: ; preds = %39, %35
%45 = load i32, i32* %3
%46 = and i32 %45, -1431655766
%47 = icmp ne i32 %46, 0
br i1 %47, label %48, label %53
48: ; preds = %44
%49 = load i32, i32* %3
%50 = and i32 %49, -1431655766
store i32 %50, i32* %3
%51 = load i32, i32* %4
%52 = add nsw i32 %51, 1
store i32 %52, i32* %4
br label %53
53: ; preds = %48, %44
%54 = load i32, i32* %4
store i32 %54, i32* %2
br label %55
55: ; preds = %53, %7
%56 = load i32, i32* %2
ret i32 %56
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @top_bit(i32 %0) {
%2 = icmp eq i32 %0, 0
br i1 %2, label %27, label %3
3: ; preds = %1
%4 = and i32 %0, -65536
%5 = icmp eq i32 %4, 0
%6 = select i1 %5, i32 %0, i32 %4
%7 = select i1 %5, i32 0, i32 16
%8 = and i32 %6, -16711936
%9 = icmp eq i32 %8, 0
%10 = or i32 %7, 8
%11 = select i1 %9, i32 %6, i32 %8
%12 = select i1 %9, i32 %7, i32 %10
%13 = and i32 %11, -252645136
%14 = icmp eq i32 %13, 0
%15 = or i32 %12, 4
%16 = select i1 %14, i32 %11, i32 %13
%17 = select i1 %14, i32 %12, i32 %15
%18 = and i32 %16, -858993460
%19 = icmp eq i32 %18, 0
%20 = or i32 %17, 2
%21 = select i1 %19, i32 %16, i32 %18
%22 = select i1 %19, i32 %17, i32 %20
%23 = and i32 %21, -1431655766
%24 = icmp ne i32 %23, 0
%25 = zext i1 %24 to i32
%26 = add nsw i32 %22, %25
br label %27
27: ; preds = %1, %3
%28 = phi i32 [ %26, %3 ], [ -1, %1 ]
ret i32 %28
}