int reverse_bits(int n, int numBits) {
  int k = 0;
  for (int i = 0; i < numBits; i++) {
    int j = n >> 1;
    k = ((k << 1) + n) - (j << 1);
    n = j;
  }
  return k;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<reverse_bits>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %esi,-0x8(%rbp)
movl   $0x0,-0xc(%rbp)
movl   $0x0,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
jge    1155 <reverse_bits+0x55>
mov    -0x4(%rbp),%eax
sar    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
shl    $0x1,%eax
add    -0x4(%rbp),%eax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
shl    $0x1,%ecx
sub    %ecx,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    1118 <reverse_bits+0x18>
mov    -0xc(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<reverse_bits>:
test   %esi,%esi
jle    1117 <reverse_bits+0x17>
lea    -0x1(%rsi),%eax
mov    %esi,%r8d
and    $0x3,%r8d
cmp    $0x3,%eax
jae    111a <reverse_bits+0x1a>
xor    %eax,%eax
jmp    1161 <reverse_bits+0x61>
xor    %eax,%eax
ret
and    $0xfffffffc,%esi
xor    %eax,%eax
nop
mov    %edi,%edx
sar    %edx
lea    (%rdi,%rax,2),%eax
mov    %edi,%ecx
and    $0x3ffffffe,%ecx
sub    %ecx,%eax
mov    %edi,%ecx
sar    $0x2,%ecx
lea    (%rdx,%rax,2),%eax
and    $0x3ffffffe,%edx
sub    %edx,%eax
mov    %edi,%edx
sar    $0x3,%edx
lea    (%rcx,%rax,2),%eax
and    $0x7ffffffe,%ecx
sub    %ecx,%eax
sar    $0x4,%edi
lea    (%rdx,%rax,2),%eax
and    $0xfffffffe,%edx
sub    %edx,%eax
add    $0xfffffffc,%esi
jne    1120 <reverse_bits+0x20>
test   %r8d,%r8d
je     1182 <reverse_bits+0x82>
mov    %edi,%edx
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
sar    %edx
lea    (%rdi,%rax,2),%eax
and    $0xfffffffe,%edi
sub    %edi,%eax
mov    %edx,%edi
add    $0xffffffff,%r8d
jne    1170 <reverse_bits+0x70>
ret

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

LLVM IR (-O2):
define i32 @reverse_bits(i32 %0, i32 %1) {
%3 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %3, label %4, label %26
4: ; preds = %2
%5 = add i32 %1, -1
%6 = and i32 %1, 3
%7 = icmp ult i32 %5, 3
br i1 %7, label %10, label %8
8: ; preds = %4
%9 = and i32 %1, -4
br label %28
10: ; preds = %28, %4
%11 = phi i32 [ undef, %4 ], [ %51, %28 ]
%12 = phi i32 [ %0, %4 ], [ %47, %28 ]
%13 = phi i32 [ 0, %4 ], [ %51, %28 ]
%14 = icmp eq i32 %6, 0
br i1 %14, label %26, label %15
15: ; preds = %10, %15
%16 = phi i32 [ %19, %15 ], [ %12, %10 ]
%17 = phi i32 [ %23, %15 ], [ %13, %10 ]
%18 = phi i32 [ %24, %15 ], [ 0, %10 ]
%19 = ashr i32 %16, 1
%20 = shl i32 %17, 1
%21 = add nsw i32 %16, %20
%22 = and i32 %16, -2
%23 = sub i32 %21, %22
%24 = add i32 %18, 1
%25 = icmp eq i32 %24, %6
br i1 %25, label %26, label %15
26: ; preds = %10, %15, %2
%27 = phi i32 [ 0, %2 ], [ %11, %10 ], [ %23, %15 ]
ret i32 %27
28: ; preds = %28, %8
%29 = phi i32 [ %0, %8 ], [ %47, %28 ]
%30 = phi i32 [ 0, %8 ], [ %51, %28 ]
%31 = phi i32 [ 0, %8 ], [ %52, %28 ]
%32 = ashr i32 %29, 1
%33 = shl i32 %30, 1
%34 = add nsw i32 %29, %33
%35 = and i32 %29, 1073741822
%36 = sub i32 %34, %35
%37 = ashr i32 %29, 2
%38 = shl i32 %36, 1
%39 = add i32 %32, %38
%40 = and i32 %32, 1073741822
%41 = sub i32 %39, %40
%42 = ashr i32 %29, 3
%43 = shl i32 %41, 1
%44 = add i32 %37, %43
%45 = and i32 %37, 2147483646
%46 = sub i32 %44, %45
%47 = ashr i32 %29, 4
%48 = shl i32 %46, 1
%49 = add nsw i32 %42, %48
%50 = and i32 %42, -2
%51 = sub i32 %49, %50
%52 = add i32 %31, 4
%53 = icmp eq i32 %52, %9
br i1 %53, label %10, label %28
}