int bitpat_search(const unsigned int source, const unsigned int pattern,
                  const unsigned int n) {
  unsigned int bitMask = ~(~0 << n);
  unsigned int maskedPattern = pattern & bitMask;
  unsigned int sourceSize = 0;
  for (int i = 0; source & ~0 << i; i++, sourceSize++)
    ;
  for (int i = sourceSize - n; i >= 0; i--) {
    if (maskedPattern == (source >> i & bitMask))
      return sourceSize - n - i;
  }
  return -1;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<bitpat_search>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%ecx
mov    $0xffffffff,%eax
shl    %cl,%eax
xor    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
and    -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
movl   $0x0,-0x20(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    -0x20(%rbp),%ecx
mov    $0xffffffff,%edx
shl    %cl,%edx
mov    %edx,%ecx
and    %ecx,%eax
cmp    $0x0,%eax
je     116a <bitpat_search+0x6a>
jmp    1153 <bitpat_search+0x53>
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1134 <bitpat_search+0x34>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
sub    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x24(%rbp)
jl     11b9 <bitpat_search+0xb9>
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    -0x8(%rbp),%edx
mov    -0x24(%rbp),%ecx
shr    %cl,%edx
mov    %edx,%ecx
and    -0x14(%rbp),%ecx
cmp    %ecx,%eax
jne    11a6 <bitpat_search+0xa6>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
sub    -0x10(%rbp),%eax
sub    -0x24(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    11c0 <bitpat_search+0xc0>
jmp    11ab <bitpat_search+0xab>
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    1173 <bitpat_search+0x73>
movl   $0xffffffff,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<bitpat_search>:
mov    %edx,%r8d
mov    $0xffffffff,%eax
mov    $0xffffffff,%r9d
mov    %r8d,%ecx
shl    %cl,%r9d
test   %edi,%edi
je     113a <bitpat_search+0x3a>
xor    %ecx,%ecx
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
lea    0x1(%rcx),%r10d
mov    %edi,%edx
shr    %cl,%edx
mov    %r10d,%ecx
test   $0xfffffffe,%edx
jne    1120 <bitpat_search+0x20>
sub    %r8d,%r10d
jns    1142 <bitpat_search+0x42>
jmp    116e <bitpat_search+0x6e>
xor    %r10d,%r10d
sub    %r8d,%r10d
js     116e <bitpat_search+0x6e>
not    %r9d
xor    %r8d,%r8d
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %edi,%edx
mov    %r10d,%ecx
shr    %cl,%edx
xor    %esi,%edx
test   %r9d,%edx
je     116f <bitpat_search+0x6f>
lea    -0x1(%r10),%ecx
add    $0x1,%r8d
test   %r10d,%r10d
mov    %ecx,%r10d
jg     1150 <bitpat_search+0x50>
ret
mov    %r8d,%eax
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @bitpat_search(i32 %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
store i32 %0, i32* %5
store i32 %1, i32* %6
store i32 %2, i32* %7
%13 = load i32, i32* %7
%14 = shl i32 -1, %13
%15 = xor i32 %14, -1
store i32 %15, i32* %8
%16 = load i32, i32* %6
%17 = load i32, i32* %8
%18 = and i32 %16, %17
store i32 %18, i32* %9
store i32 0, i32* %10
store i32 0, i32* %11
br label %19
19: ; preds = %26, %3
%20 = load i32, i32* %5
%21 = load i32, i32* %11
%22 = shl i32 -1, %21
%23 = and i32 %20, %22
%24 = icmp ne i32 %23, 0
br i1 %24, label %25, label %31
25: ; preds = %19
br label %26
26: ; preds = %25
%27 = load i32, i32* %11
%28 = add nsw i32 %27, 1
store i32 %28, i32* %11
%29 = load i32, i32* %10
%30 = add i32 %29, 1
store i32 %30, i32* %10
br label %19
31: ; preds = %19
%32 = load i32, i32* %10
%33 = load i32, i32* %7
%34 = sub i32 %32, %33
store i32 %34, i32* %12
br label %35
35: ; preds = %53, %31
%36 = load i32, i32* %12
%37 = icmp sge i32 %36, 0
br i1 %37, label %38, label %56
38: ; preds = %35
%39 = load i32, i32* %9
%40 = load i32, i32* %5
%41 = load i32, i32* %12
%42 = lshr i32 %40, %41
%43 = load i32, i32* %8
%44 = and i32 %42, %43
%45 = icmp eq i32 %39, %44
br i1 %45, label %46, label %52
46: ; preds = %38
%47 = load i32, i32* %10
%48 = load i32, i32* %7
%49 = sub i32 %47, %48
%50 = load i32, i32* %12
%51 = sub i32 %49, %50
store i32 %51, i32* %4
br label %57
52: ; preds = %38
br label %53
53: ; preds = %52
%54 = load i32, i32* %12
%55 = add nsw i32 %54, -1
store i32 %55, i32* %12
br label %35
56: ; preds = %35
store i32 -1, i32* %4
br label %57
57: ; preds = %56, %46
%58 = load i32, i32* %4
ret i32 %58
}

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