unsigned int perfectLog2(unsigned int number) {
  unsigned int log = 0, pow = 1, original_number = number;
  while (number >>= 1)
    ++log;
  int i;
  for (i = 0; i < log; i++) {
    pow <<= 1;
  }
  return original_number - pow;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<perfectLog2>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
movl   $0x0,-0x8(%rbp)
movl   $0x1,-0xc(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
shr    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
cmp    $0x0,%eax
je     113b <perfectLog2+0x3b>
mov    -0x8(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
jmp    111b <perfectLog2+0x1b>
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
jae    1165 <perfectLog2+0x65>
mov    -0xc(%rbp),%eax
shl    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1142 <perfectLog2+0x42>
mov    -0x10(%rbp),%eax
sub    -0xc(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<perfectLog2>:
mov    %edi,%eax
mov    $0x1,%edx
cmp    $0x2,%edi
jb     1177 <perfectLog2+0x77>
xor    %ecx,%ecx
mov    $0x1,%sil
mov    %eax,%edi
mov    %eax,%edx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
mov    %esi,%r8d
shr    %edx
add    $0x1,%ecx
lea    0x1(%r8),%esi
cmp    $0x3,%edi
mov    %edx,%edi
ja     1120 <perfectLog2+0x20>
lea    -0x1(%rcx),%edx
cmp    $0x7,%edx
jae    1142 <perfectLog2+0x42>
mov    $0x1,%edx
jmp    1158 <perfectLog2+0x58>
mov    %ecx,%edi
and    $0xfffffff8,%edi
mov    $0x1,%edx
nopl   0x0(%rax)
shl    $0x8,%edx
add    $0xfffffff8,%edi
jne    1150 <perfectLog2+0x50>
test   $0x7,%cl
je     1177 <perfectLog2+0x77>
movzbl %r8b,%ecx
and    $0x7,%ecx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
add    %edx,%edx
add    $0xffffffff,%ecx
jne    1170 <perfectLog2+0x70>
sub    %edx,%eax
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @perfectLog2(i32 %0) {
%2 = alloca i32
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
store i32 %0, i32* %2
store i32 0, i32* %3
store i32 1, i32* %4
%7 = load i32, i32* %2
store i32 %7, i32* %5
br label %8
8: ; preds = %12, %1
%9 = load i32, i32* %2
%10 = lshr i32 %9, 1
store i32 %10, i32* %2
%11 = icmp ne i32 %10, 0
br i1 %11, label %12, label %15
12: ; preds = %8
%13 = load i32, i32* %3
%14 = add i32 %13, 1
store i32 %14, i32* %3
br label %8
15: ; preds = %8
store i32 0, i32* %6
br label %16
16: ; preds = %23, %15
%17 = load i32, i32* %6
%18 = load i32, i32* %3
%19 = icmp ult i32 %17, %18
br i1 %19, label %20, label %26
20: ; preds = %16
%21 = load i32, i32* %4
%22 = shl i32 %21, 1
store i32 %22, i32* %4
br label %23
23: ; preds = %20
%24 = load i32, i32* %6
%25 = add nsw i32 %24, 1
store i32 %25, i32* %6
br label %16
26: ; preds = %16
%27 = load i32, i32* %5
%28 = load i32, i32* %4
%29 = sub i32 %27, %28
ret i32 %29
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @perfectLog2(i32 %0) {
%2 = icmp ult i32 %0, 2
br i1 %2, label %31, label %3
3: ; preds = %1, %3
%4 = phi i32 [ %6, %3 ], [ %0, %1 ]
%5 = phi i32 [ %7, %3 ], [ 0, %1 ]
%6 = lshr i32 %4, 1
%7 = add nuw nsw i32 %5, 1
%8 = icmp ult i32 %4, 4
br i1 %8, label %9, label %3
9: ; preds = %3
%10 = add nuw nsw i32 %5, 1
%11 = and i32 %10, 7
%12 = icmp ult i32 %5, 7
br i1 %12, label %21, label %13
13: ; preds = %9
%14 = and i32 %10, 2147483640
br label %15
15: ; preds = %15, %13
%16 = phi i32 [ 1, %13 ], [ %18, %15 ]
%17 = phi i32 [ 0, %13 ], [ %19, %15 ]
%18 = shl i32 %16, 8
%19 = add i32 %17, 8
%20 = icmp eq i32 %19, %14
br i1 %20, label %21, label %15
21: ; preds = %15, %9
%22 = phi i32 [ undef, %9 ], [ %18, %15 ]
%23 = phi i32 [ 1, %9 ], [ %18, %15 ]
%24 = icmp eq i32 %11, 0
br i1 %24, label %31, label %25
25: ; preds = %21, %25
%26 = phi i32 [ %28, %25 ], [ %23, %21 ]
%27 = phi i32 [ %29, %25 ], [ 0, %21 ]
%28 = shl i32 %26, 1
%29 = add i32 %27, 1
%30 = icmp eq i32 %29, %11
br i1 %30, label %31, label %25
31: ; preds = %21, %25, %1
%32 = phi i32 [ 1, %1 ], [ %22, %21 ], [ %28, %25 ]
%33 = sub i32 %0, %32
ret i32 %33
}