void TH_halfbits2float(unsigned short *src, float *res) {
  unsigned h = *src;
  unsigned sign = ((h >> 15) & 1);
  unsigned exponent = ((h >> 10) & 0x1f);
  unsigned mantissa = ((h & 0x3ff) << 13);
  if (exponent == 0x1f) {
    mantissa = (mantissa ? (sign = 0, 0x7fffff) : 0);
    exponent = 0xff;
  } else if (!exponent) {
    if (mantissa) {
      unsigned int msb;
      exponent = 0x71;
      do {
        msb = (mantissa & 0x400000);
        mantissa <<= 1;
        --exponent;
      } while (!msb);
      mantissa &= 0x7fffff;
    }
  } else {
    exponent += 0x70;
  }
  *(unsigned *)res = ((sign << 31) | (exponent << 23) | mantissa);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<TH_halfbits2float>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movzwl (%rax),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
shr    $0xf,%eax
and    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
shr    $0xa,%eax
and    $0x1f,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
and    $0x3ff,%eax
shl    $0xd,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
cmpl   $0x1f,-0x1c(%rbp)
jne    1180 <TH_halfbits2float+0x80>
cmpl   $0x0,-0x20(%rbp)
je     1164 <TH_halfbits2float+0x64>
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    $0x7fffff,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    116e <TH_halfbits2float+0x6e>
xor    %eax,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    116e <TH_halfbits2float+0x6e>
mov    -0x28(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
movl   $0xff,-0x1c(%rbp)
jmp    11e7 <TH_halfbits2float+0xe7>
cmpl   $0x0,-0x1c(%rbp)
jne    11d9 <TH_halfbits2float+0xd9>
cmpl   $0x0,-0x20(%rbp)
je     11d4 <TH_halfbits2float+0xd4>
movl   $0x71,-0x1c(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
and    $0x400000,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
shl    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x24(%rbp)
setne  %al
xor    $0xff,%al
test   $0x1,%al
jne    119b <TH_halfbits2float+0x9b>
mov    -0x20(%rbp),%eax
and    $0x7fffff,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    11e2 <TH_halfbits2float+0xe2>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x70,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    11e7 <TH_halfbits2float+0xe7>
mov    -0x18(%rbp),%ecx
shl    $0x1f,%ecx
mov    -0x1c(%rbp),%eax
shl    $0x17,%eax
or     %eax,%ecx
or     -0x20(%rbp),%ecx
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %ecx,(%rax)
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<TH_halfbits2float>:
movzwl (%rdi),%ecx
mov    %ecx,%eax
shr    $0xf,%eax
mov    %ecx,%edx
shr    $0xa,%edx
shl    $0xd,%ecx
and    $0x7fe000,%ecx
and    $0x1f,%edx
je     1136 <TH_halfbits2float+0x36>
cmp    $0x1f,%edx
jne    1158 <TH_halfbits2float+0x58>
xor    %edx,%edx
test   %ecx,%ecx
cmovne %edx,%eax
mov    $0x7fffff,%edx
cmovne %edx,%ecx
mov    $0xff,%edx
jmp    1161 <TH_halfbits2float+0x61>
test   %ecx,%ecx
je     115d <TH_halfbits2float+0x5d>
mov    $0x71,%edx
nop
mov    %ecx,%edi
lea    (%rdi,%rdi,1),%ecx
add    $0xffffffff,%edx
test   $0x400000,%edi
je     1140 <TH_halfbits2float+0x40>
and    $0x7fc000,%ecx
jmp    1161 <TH_halfbits2float+0x61>
add    $0x70,%edx
jmp    1161 <TH_halfbits2float+0x61>
xor    %edx,%edx
xor    %ecx,%ecx
shl    $0x1f,%eax
shl    $0x17,%edx
or     %ecx,%edx
or     %eax,%edx
mov    %edx,(%rsi)
ret

LLVM IR (-O0):
define void @TH_halfbits2float(i16* %0, float* %1) {
%3 = alloca i16*
%4 = alloca float*
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
store i16* %0, i16** %3
store float* %1, float** %4
%10 = load i16*, i16** %3
%11 = load i16, i16* %10
%12 = zext i16 %11 to i32
store i32 %12, i32* %5
%13 = load i32, i32* %5
%14 = lshr i32 %13, 15
%15 = and i32 %14, 1
store i32 %15, i32* %6
%16 = load i32, i32* %5
%17 = lshr i32 %16, 10
%18 = and i32 %17, 31
store i32 %18, i32* %7
%19 = load i32, i32* %5
%20 = and i32 %19, 1023
%21 = shl i32 %20, 13
store i32 %21, i32* %8
%22 = load i32, i32* %7
%23 = icmp eq i32 %22, 31
br i1 %23, label %24, label %31
24: ; preds = %2
%25 = load i32, i32* %8
%26 = icmp ne i32 %25, 0
br i1 %26, label %27, label %28
27: ; preds = %24
store i32 0, i32* %6
br label %29
28: ; preds = %24
br label %29
29: ; preds = %28, %27
%30 = phi i32 [ 8388607, %27 ], [ 0, %28 ]
store i32 %30, i32* %8
store i32 255, i32* %7
br label %57
31: ; preds = %2
%32 = load i32, i32* %7
%33 = icmp ne i32 %32, 0
br i1 %33, label %53, label %34
34: ; preds = %31
%35 = load i32, i32* %8
%36 = icmp ne i32 %35, 0
br i1 %36, label %37, label %52
37: ; preds = %34
store i32 113, i32* %7
br label %38
38: ; preds = %45, %37
%39 = load i32, i32* %8
%40 = and i32 %39, 4194304
store i32 %40, i32* %9
%41 = load i32, i32* %8
%42 = shl i32 %41, 1
store i32 %42, i32* %8
%43 = load i32, i32* %7
%44 = add i32 %43, -1
store i32 %44, i32* %7
br label %45
45: ; preds = %38
%46 = load i32, i32* %9
%47 = icmp ne i32 %46, 0
%48 = xor i1 %47, true
br i1 %48, label %38, label %49
49: ; preds = %45
%50 = load i32, i32* %8
%51 = and i32 %50, 8388607
store i32 %51, i32* %8
br label %52
52: ; preds = %49, %34
br label %56
53: ; preds = %31
%54 = load i32, i32* %7
%55 = add i32 %54, 112
store i32 %55, i32* %7
br label %56
56: ; preds = %53, %52
br label %57
57: ; preds = %56, %29
%58 = load i32, i32* %6
%59 = shl i32 %58, 31
%60 = load i32, i32* %7
%61 = shl i32 %60, 23
%62 = or i32 %59, %61
%63 = load i32, i32* %8
%64 = or i32 %62, %63
%65 = load float*, float** %4
%66 = bitcast float* %65 to i32*
store i32 %64, i32* %66
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @TH_halfbits2float(i16* nocapture %0, float* nocapture writeonly %1) {
%3 = load i16, i16* %0
%4 = zext i16 %3 to i32
%5 = lshr i32 %4, 15
%6 = lshr i32 %4, 10
%7 = and i32 %6, 31
%8 = shl nuw nsw i32 %4, 13
%9 = and i32 %8, 8380416
switch i32 %7, label %25 [
i32 31, label %10
i32 0, label %14
]
10: ; preds = %2
%11 = icmp eq i32 %9, 0
%12 = select i1 %11, i32 %5, i32 0
%13 = select i1 %11, i32 0, i32 8388607
br label %27
14: ; preds = %2
%15 = icmp eq i32 %9, 0
br i1 %15, label %27, label %16
16: ; preds = %14, %16
%17 = phi i32 [ %21, %16 ], [ 113, %14 ]
%18 = phi i32 [ %20, %16 ], [ %9, %14 ]
%19 = and i32 %18, 4194304
%20 = shl i32 %18, 1
%21 = add i32 %17, -1
%22 = icmp eq i32 %19, 0
br i1 %22, label %16, label %23
23: ; preds = %16
%24 = and i32 %20, 8372224
br label %27
25: ; preds = %2
%26 = add nuw nsw i32 %7, 112
br label %27
27: ; preds = %25, %23, %14, %10
%28 = phi i32 [ 255, %10 ], [ %26, %25 ], [ %21, %23 ], [ 0, %14 ]
%29 = phi i32 [ %13, %10 ], [ %9, %25 ], [ %24, %23 ], [ 0, %14 ]
%30 = phi i32 [ %12, %10 ], [ %5, %25 ], [ %5, %23 ], [ %5, %14 ]
%31 = shl i32 %30, 31
%32 = shl i32 %28, 23
%33 = or i32 %29, %32
%34 = or i32 %33, %31
%35 = bitcast float* %1 to i32*
store i32 %34, i32* %35
ret void
}