int bits_set(int n) {
  int ans = 0;
  while (n--)
    ans |= 1 << n;
  return ans;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<bits_set>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
movl   $0x0,-0x8(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    %eax,%ecx
add    $0xffffffff,%ecx
mov    %ecx,-0x4(%rbp)
cmp    $0x0,%eax
je     1137 <bits_set+0x37>
mov    -0x4(%rbp),%ecx
mov    $0x1,%eax
shl    %cl,%eax
or     -0x8(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
jmp    110e <bits_set+0xe>
mov    -0x8(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<bits_set>:
test   %edi,%edi
je     111e <bits_set+0x1e>
lea    -0x1(%rdi),%r8d
mov    %edi,%r10d
and    $0x7,%r10d
cmp    $0x7,%r8d
jae    1121 <bits_set+0x21>
xor    %eax,%eax
test   %r10d,%r10d
jne    1171 <bits_set+0x71>
jmp    118c <bits_set+0x8c>
xor    %eax,%eax
ret
mov    %edi,%r9d
and    $0xfffffff8,%r9d
neg    %r9d
xor    %edx,%edx
xor    %eax,%eax
nop
lea    (%r8,%rdx,1),%esi
bts    %esi,%eax
lea    -0x1(%rsi),%ecx
bts    %ecx,%eax
lea    -0x2(%rsi),%ecx
bts    %ecx,%eax
lea    -0x3(%rsi),%ecx
bts    %ecx,%eax
lea    -0x4(%rsi),%ecx
bts    %ecx,%eax
lea    -0x5(%rsi),%ecx
bts    %ecx,%eax
lea    -0x6(%rsi),%ecx
bts    %ecx,%eax
add    $0xf9,%sil
bts    %esi,%eax
add    $0xfffffff8,%edx
cmp    %edx,%r9d
jne    1130 <bits_set+0x30>
add    %edx,%edi
test   %r10d,%r10d
je     118c <bits_set+0x8c>
add    $0xffffffff,%edi
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
bts    %edi,%eax
add    $0xffffffff,%edi
add    $0xffffffff,%r10d
jne    1180 <bits_set+0x80>
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @bits_set(i32 %0) {
%2 = alloca i32
%3 = alloca i32
store i32 %0, i32* %2
store i32 0, i32* %3
br label %4
4: ; preds = %8, %1
%5 = load i32, i32* %2
%6 = add nsw i32 %5, -1
store i32 %6, i32* %2
%7 = icmp ne i32 %5, 0
br i1 %7, label %8, label %13
8: ; preds = %4
%9 = load i32, i32* %2
%10 = shl i32 1, %9
%11 = load i32, i32* %3
%12 = or i32 %11, %10
store i32 %12, i32* %3
br label %4
13: ; preds = %4
%14 = load i32, i32* %3
ret i32 %14
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @bits_set(i32 %0) {
%2 = icmp eq i32 %0, 0
br i1 %2, label %53, label %3
3: ; preds = %1
%4 = add i32 %0, -1
%5 = and i32 %0, 7
%6 = icmp ult i32 %4, 7
br i1 %6, label %39, label %7
7: ; preds = %3
%8 = and i32 %0, -8
br label %9
9: ; preds = %9, %7
%10 = phi i32 [ %0, %7 ], [ %34, %9 ]
%11 = phi i32 [ 0, %7 ], [ %36, %9 ]
%12 = phi i32 [ 0, %7 ], [ %37, %9 ]
%13 = add nsw i32 %10, -1
%14 = shl nuw i32 1, %13
%15 = or i32 %14, %11
%16 = add nsw i32 %10, -2
%17 = shl nuw i32 1, %16
%18 = or i32 %17, %15
%19 = add nsw i32 %10, -3
%20 = shl nuw i32 1, %19
%21 = or i32 %20, %18
%22 = add nsw i32 %10, -4
%23 = shl nuw i32 1, %22
%24 = or i32 %23, %21
%25 = add nsw i32 %10, -5
%26 = shl nuw i32 1, %25
%27 = or i32 %26, %24
%28 = add nsw i32 %10, -6
%29 = shl nuw i32 1, %28
%30 = or i32 %29, %27
%31 = add nsw i32 %10, -7
%32 = shl nuw i32 1, %31
%33 = or i32 %32, %30
%34 = add nsw i32 %10, -8
%35 = shl nuw i32 1, %34
%36 = or i32 %35, %33
%37 = add i32 %12, 8
%38 = icmp eq i32 %37, %8
br i1 %38, label %39, label %9
39: ; preds = %9, %3
%40 = phi i32 [ undef, %3 ], [ %36, %9 ]
%41 = phi i32 [ %0, %3 ], [ %34, %9 ]
%42 = phi i32 [ 0, %3 ], [ %36, %9 ]
%43 = icmp eq i32 %5, 0
br i1 %43, label %53, label %44
44: ; preds = %39, %44
%45 = phi i32 [ %48, %44 ], [ %41, %39 ]
%46 = phi i32 [ %50, %44 ], [ %42, %39 ]
%47 = phi i32 [ %51, %44 ], [ 0, %39 ]
%48 = add nsw i32 %45, -1
%49 = shl nuw i32 1, %48
%50 = or i32 %49, %46
%51 = add i32 %47, 1
%52 = icmp eq i32 %51, %5
br i1 %52, label %53, label %44
53: ; preds = %39, %44, %1
%54 = phi i32 [ 0, %1 ], [ %40, %39 ], [ %50, %44 ]
ret i32 %54
}