long log_2(long number) {
  long cumulative = 1;
  long out = 0;
  long done = 0;
  while ((cumulative < number) && (!done) && (out < 50)) {
    if (cumulative == number) {
      done = 1;
    } else {
      cumulative = cumulative * 2;
      out++;
    }
  }
  if (cumulative == number) {
    return (out);
  } else {
    return (-1);
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<log_2>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
movq   $0x1,-0x18(%rbp)
movq   $0x0,-0x20(%rbp)
movq   $0x0,-0x28(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rcx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x10(%rbp),%rcx
mov    %al,-0x29(%rbp)
jge    114e <log_2+0x4e>
xor    %eax,%eax
cmpq   $0x0,-0x28(%rbp)
mov    %al,-0x29(%rbp)
jne    114e <log_2+0x4e>
cmpq   $0x32,-0x20(%rbp)
setl   %al
mov    %al,-0x29(%rbp)
mov    -0x29(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    115e <log_2+0x5e>
jmp    1196 <log_2+0x96>
mov    -0x18(%rbp),%rax
cmp    -0x10(%rbp),%rax
jne    1179 <log_2+0x79>
movq   $0x1,-0x28(%rbp)
jmp    1191 <log_2+0x91>
mov    -0x18(%rbp),%rax
shl    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x18(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
jmp    1120 <log_2+0x20>
mov    -0x18(%rbp),%rax
cmp    -0x10(%rbp),%rax
jne    11b1 <log_2+0xb1>
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x8(%rbp)
jmp    11b9 <log_2+0xb9>
movq   $0xffffffffffffffff,-0x8(%rbp)
ff
mov    -0x8(%rbp),%rax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<log_2>:
mov    $0x1,%eax
cmp    $0x2,%rdi
jl     1127 <log_2+0x27>
xor    %edx,%edx
nopl   (%rax)
add    %rax,%rax
lea    0x1(%rdx),%rcx
cmp    %rdi,%rax
jge    1129 <log_2+0x29>
cmp    $0x31,%rdx
mov    %rcx,%rdx
jb     1110 <log_2+0x10>
jmp    1129 <log_2+0x29>
xor    %ecx,%ecx
cmp    %rdi,%rax
mov    $0xffffffffffffffff,%rax
cmove  %rcx,%rax
ret

LLVM IR (-O0):
define i64 @log_2(i64 %0) {
%2 = alloca i64
%3 = alloca i64
%4 = alloca i64
%5 = alloca i64
%6 = alloca i64
store i64 %0, i64* %3
store i64 1, i64* %4
store i64 0, i64* %5
store i64 0, i64* %6
br label %7
7: ; preds = %29, %1
%8 = load i64, i64* %4
%9 = load i64, i64* %3
%10 = icmp slt i64 %8, %9
br i1 %10, label %11, label %17
11: ; preds = %7
%12 = load i64, i64* %6
%13 = icmp ne i64 %12, 0
br i1 %13, label %17, label %14
14: ; preds = %11
%15 = load i64, i64* %5
%16 = icmp slt i64 %15, 50
br label %17
17: ; preds = %14, %11, %7
%18 = phi i1 [ false, %11 ], [ false, %7 ], [ %16, %14 ]
br i1 %18, label %19, label %30
19: ; preds = %17
%20 = load i64, i64* %4
%21 = load i64, i64* %3
%22 = icmp eq i64 %20, %21
br i1 %22, label %23, label %24
23: ; preds = %19
store i64 1, i64* %6
br label %29
24: ; preds = %19
%25 = load i64, i64* %4
%26 = mul nsw i64 %25, 2
store i64 %26, i64* %4
%27 = load i64, i64* %5
%28 = add nsw i64 %27, 1
store i64 %28, i64* %5
br label %29
29: ; preds = %24, %23
br label %7
30: ; preds = %17
%31 = load i64, i64* %4
%32 = load i64, i64* %3
%33 = icmp eq i64 %31, %32
br i1 %33, label %34, label %36
34: ; preds = %30
%35 = load i64, i64* %5
store i64 %35, i64* %2
br label %37
36: ; preds = %30
store i64 -1, i64* %2
br label %37
37: ; preds = %36, %34
%38 = load i64, i64* %2
ret i64 %38
}

LLVM IR (-O2):
define i64 @log_2(i64 %0) {
%2 = icmp sgt i64 %0, 1
br i1 %2, label %3, label %11
3: ; preds = %1, %3
%4 = phi i64 [ %7, %3 ], [ 0, %1 ]
%5 = phi i64 [ %6, %3 ], [ 1, %1 ]
%6 = shl nsw i64 %5, 1
%7 = add nuw nsw i64 %4, 1
%8 = icmp slt i64 %6, %0
%9 = icmp ult i64 %4, 49
%10 = select i1 %8, i1 %9, i1 false
br i1 %10, label %3, label %11
11: ; preds = %3, %1
%12 = phi i64 [ 1, %1 ], [ %6, %3 ]
%13 = phi i64 [ 0, %1 ], [ %7, %3 ]
%14 = icmp eq i64 %12, %0
%15 = select i1 %14, i64 %13, i64 -1
ret i64 %15
}