unsigned long igray(unsigned long n, int is) {
  int ish;
  unsigned long ans, idiv;
  if (is >= 0)
    return n ^ (n >> 1);
  ish = 1;
  ans = n;
  for (;;) {
    ans ^= (idiv = ans >> ish);
    if (idiv <= 1 || ish == 16)
      return ans;
    ish <<= 1;
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<igray>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
mov    %esi,-0x14(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x14(%rbp)
jl     112d <igray+0x2d>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
shr    $0x1,%rcx
xor    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x8(%rbp)
jmp    1182 <igray+0x82>
movl   $0x1,-0x18(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
shr    %cl,%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
xor    -0x20(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
cmpq   $0x1,-0x28(%rbp)
jbe    1167 <igray+0x67>
cmpl   $0x10,-0x18(%rbp)
jne    1174 <igray+0x74>
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x8(%rbp)
jmp    1182 <igray+0x82>
mov    -0x18(%rbp),%eax
shl    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    113c <igray+0x3c>
mov    -0x8(%rbp),%rax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<igray>:
mov    %rdi,%rax
shr    %rax
test   %esi,%esi
js     110e <igray+0xe>
xor    %rdi,%rax
ret
xor    %rdi,%rax
cmp    $0x4,%rdi
jb     115b <igray+0x5b>
mov    %rax,%rcx
shr    $0x2,%rcx
xor    %rax,%rcx
cmp    $0x8,%rax
jae    112b <igray+0x2b>
mov    %rcx,%rax
ret
mov    %rcx,%rax
shr    $0x4,%rax
xor    %rcx,%rax
cmp    $0x20,%rcx
jb     115b <igray+0x5b>
mov    %rax,%rcx
shr    $0x8,%rcx
xor    %rax,%rcx
cmp    $0x200,%rax
jae    1151 <igray+0x51>
mov    %rcx,%rax
ret
mov    %rcx,%rax
shr    $0x10,%rax
xor    %rcx,%rax
ret

LLVM IR (-O0):
define i64 @igray(i64 %0, i32 %1) {
%3 = alloca i64
%4 = alloca i64
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i64
%8 = alloca i64
store i64 %0, i64* %4
store i32 %1, i32* %5
%9 = load i32, i32* %5
%10 = icmp sge i32 %9, 0
br i1 %10, label %11, label %16
11: ; preds = %2
%12 = load i64, i64* %4
%13 = load i64, i64* %4
%14 = lshr i64 %13, 1
%15 = xor i64 %12, %14
store i64 %15, i64* %3
br label %35
16: ; preds = %2
store i32 1, i32* %6
%17 = load i64, i64* %4
store i64 %17, i64* %7
br label %18
18: ; preds = %32, %16
%19 = load i64, i64* %7
%20 = load i32, i32* %6
%21 = zext i32 %20 to i64
%22 = lshr i64 %19, %21
store i64 %22, i64* %8
%23 = load i64, i64* %7
%24 = xor i64 %23, %22
store i64 %24, i64* %7
%25 = load i64, i64* %8
%26 = icmp ule i64 %25, 1
br i1 %26, label %30, label %27
27: ; preds = %18
%28 = load i32, i32* %6
%29 = icmp eq i32 %28, 16
br i1 %29, label %30, label %32
30: ; preds = %27, %18
%31 = load i64, i64* %7
store i64 %31, i64* %3
br label %35
32: ; preds = %27
%33 = load i32, i32* %6
%34 = shl i32 %33, 1
store i32 %34, i32* %6
br label %18
35: ; preds = %30, %11
%36 = load i64, i64* %3
ret i64 %36
}

LLVM IR (-O2):
define i64 @igray(i64 %0, i32 %1) {
%3 = icmp sgt i32 %1, -1
br i1 %3, label %4, label %7
4: ; preds = %2
%5 = lshr i64 %0, 1
%6 = xor i64 %5, %0
br label %26
7: ; preds = %2
%8 = lshr i64 %0, 1
%9 = xor i64 %8, %0
%10 = icmp ult i64 %0, 4
br i1 %10, label %26, label %11
11: ; preds = %7
%12 = lshr i64 %9, 2
%13 = xor i64 %12, %9
%14 = icmp ult i64 %9, 8
br i1 %14, label %26, label %15
15: ; preds = %11
%16 = lshr i64 %13, 4
%17 = xor i64 %16, %13
%18 = icmp ult i64 %13, 32
br i1 %18, label %26, label %19
19: ; preds = %15
%20 = lshr i64 %17, 8
%21 = xor i64 %20, %17
%22 = icmp ult i64 %17, 512
br i1 %22, label %26, label %23
23: ; preds = %19
%24 = lshr i64 %21, 16
%25 = xor i64 %24, %21
br label %26
26: ; preds = %7, %11, %15, %19, %23, %4
%27 = phi i64 [ %6, %4 ], [ %9, %7 ], [ %13, %11 ], [ %17, %15 ], [ %21, %19 ], [ %25, %23 ]
ret i64 %27
}