void print_log2_hist(unsigned int *vals, int vals_size, const char *val_type) {
  int stars_max = 40, idx_max = -1;
  unsigned int val, val_max = 0;
  unsigned long long low, high;
  int stars, width, i;
  for (i = 0; i < vals_size; i++) {
    val = vals[i];
    if (val > 0)
      idx_max = i;
    if (val > val_max)
      val_max = val;
  }
  if (idx_max < 0)
    return;
  printf("%*s%-*s : count    distribution\n", idx_max <= 32 ? 5 : 15, "",
         idx_max <= 32 ? 19 : 29, val_type);
  if (idx_max <= 32)
    stars = stars_max;
  else
    stars = stars_max / 2;
  for (i = 0; i <= idx_max; i++) {
    low = (1ULL << (i + 1)) >> 1;
    high = (1ULL << (i + 1)) - 1;
    if (low == high)
      low -= 1;
    val = vals[i];
    width = idx_max <= 32 ? 10 : 20;
    printf("%*lld -> %-*lld : %-8d |", width, low, width, high, val);
    print_stars(val, val_max, stars);
    printf("|\n");
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<print_log2_hist>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x50,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
movl   $0x28,-0x1c(%rbp)
movl   $0xffffffff,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x28(%rbp)
movl   $0x0,-0x44(%rbp)
mov    -0x44(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    119e <print_log2_hist+0x7e>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x44(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x24(%rbp)
jbe    1179 <print_log2_hist+0x59>
mov    -0x44(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x28(%rbp),%eax
jbe    118b <print_log2_hist+0x6b>
mov    -0x24(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    1190 <print_log2_hist+0x70>
mov    -0x44(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x44(%rbp)
jmp    114f <print_log2_hist+0x2f>
cmpl   $0x0,-0x20(%rbp)
jge    11ad <print_log2_hist+0x8d>
jmp    12e0 <print_log2_hist+0x1c0>
mov    -0x20(%rbp),%ecx
mov    $0xf,%esi
mov    $0x5,%eax
cmp    $0x20,%ecx
cmovle %eax,%esi
mov    -0x20(%rbp),%edx
mov    $0x1d,%ecx
mov    $0x13,%eax
cmp    $0x20,%edx
cmovle %eax,%ecx
mov    -0x18(%rbp),%r8
lea    0xe22(%rip),%rdi
lea    0xe3b(%rip),%rdx
mov    $0x0,%al
call   1030 <printf@plt>
cmpl   $0x20,-0x20(%rbp)
jg     1201 <print_log2_hist+0xe1>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
jmp    120f <print_log2_hist+0xef>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
movl   $0x0,-0x44(%rbp)
mov    -0x44(%rbp),%eax
cmp    -0x20(%rbp),%eax
jg     12e0 <print_log2_hist+0x1c0>
mov    -0x44(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,%eax
mov    %eax,%ecx
mov    $0x1,%eax
shl    %cl,%rax
shr    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    -0x44(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,%eax
mov    %eax,%ecx
mov    $0x1,%eax
shl    %cl,%rax
sub    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rax
cmp    -0x38(%rbp),%rax
jne    1270 <print_log2_hist+0x150>
mov    -0x30(%rbp),%rax
sub    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x44(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%edx
mov    $0x14,%eax
mov    $0xa,%ecx
cmp    $0x20,%edx
cmovle %ecx,%eax
mov    %eax,-0x40(%rbp)
mov    -0x40(%rbp),%esi
mov    -0x30(%rbp),%rdx
mov    -0x40(%rbp),%ecx
mov    -0x38(%rbp),%r8
mov    -0x24(%rbp),%r9d
lea    0xd74(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <printf@plt>
mov    -0x24(%rbp),%edi
mov    -0x28(%rbp),%esi
mov    -0x3c(%rbp),%edx
mov    $0x0,%al
call   1040 <print_stars@plt>
lea    0xd6f(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <printf@plt>
mov    -0x44(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x44(%rbp)
jmp    1216 <print_log2_hist+0xf6>
add    $0x50,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<print_log2_hist>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
test   %esi,%esi
jle    124f <print_log2_hist+0x11f>
mov    %rdx,%r8
mov    %rdi,%r15
mov    %esi,%edx
lea    -0x1(%rdx),%rcx
mov    %edx,%eax
and    $0x3,%eax
cmp    $0x3,%rcx
jae    125e <print_log2_hist+0x12e>
xor    %ecx,%ecx
mov    $0xffffffff,%r13d
xor    %ebp,%ebp
test   %rax,%rax
je     1189 <print_log2_hist+0x59>
nopl   (%rax)
mov    (%r15,%rcx,4),%edx
test   %edx,%edx
cmovne %ecx,%r13d
cmp    %ebp,%edx
cmova  %edx,%ebp
add    $0x1,%rcx
add    $0xffffffffffffffff,%rax
jne    1170 <print_log2_hist+0x40>
test   %r13d,%r13d
js     124f <print_log2_hist+0x11f>
cmp    $0x21,%r13d
mov    $0x5,%eax
mov    $0xf,%esi
cmovb  %eax,%esi
mov    $0x13,%eax
mov    $0x1d,%ecx
cmovb  %eax,%ecx
lea    0xe49(%rip),%rdi
lea    0xe62(%rip),%rdx
mov    $0x28,%ebx
mov    $0x14,%eax
cmovae %eax,%ebx
mov    %ebx,0x4(%rsp)
mov    $0xa,%ebx
cmovae %eax,%ebx
xor    %eax,%eax
call   1040 <printf@plt>
add    $0x1,%r13d
xor    %ecx,%ecx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
mov    $0x2,%r8d
shl    %cl,%r8
lea    0x1(%rcx),%r14
mov    %r8,%rdx
shr    %rdx
add    $0xffffffffffffffff,%r8
xor    %eax,%eax
cmp    %r8,%rdx
sete   %al
sub    %rax,%rdx
mov    (%r15,%rcx,4),%r12d
lea    0xe04(%rip),%rdi
mov    %ebx,%esi
mov    %ebx,%ecx
mov    %r12d,%r9d
xor    %eax,%eax
call   1040 <printf@plt>
mov    %r12d,%edi
mov    %ebp,%esi
mov    0x4(%rsp),%edx
xor    %eax,%eax
call   1050 <print_stars@plt>
lea    0xdf6(%rip),%rdi
call   1030 <puts@plt>
mov    %r14,%rcx
cmp    %r14,%r13
jne    11f0 <print_log2_hist+0xc0>
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret
and    $0xfffffffc,%edx
xor    %ecx,%ecx
mov    $0xffffffff,%r13d
xor    %ebp,%ebp
jmp    127d <print_log2_hist+0x14d>
nopl   (%rax)
add    $0x4,%rcx
cmp    %rdx,%rcx
je     1168 <print_log2_hist+0x38>
mov    (%r15,%rcx,4),%edi
test   %edi,%edi
cmovne %ecx,%r13d
cmp    %ebp,%edi
ja     128d <print_log2_hist+0x15d>
mov    %ebp,%edi
mov    0x4(%r15,%rcx,4),%esi
lea    0x1(%rcx),%ebp
test   %esi,%esi
cmove  %r13d,%ebp
cmp    %edi,%esi
ja     12a1 <print_log2_hist+0x171>
mov    %edi,%esi
mov    0x8(%r15,%rcx,4),%edi
lea    0x2(%rcx),%ebx
test   %edi,%edi
cmove  %ebp,%ebx
cmp    %esi,%edi
ja     12b4 <print_log2_hist+0x184>
mov    %esi,%edi
mov    0xc(%r15,%rcx,4),%ebp
lea    0x3(%rcx),%r13d
test   %ebp,%ebp
cmove  %ebx,%r13d
cmp    %edi,%ebp
ja     1270 <print_log2_hist+0x140>
mov    %edi,%ebp
jmp    1270 <print_log2_hist+0x140>

LLVM IR (-O0):
@.str = [33 x i8] c"%*s%-*s : count distribution\0A\00"
@.str.1 = [1 x i8] zeroinitializer
@.str.2 = [25 x i8] c"%*lld -> %-*lld : %-8d |\00"
@.str.3 = [3 x i8] c"|\0A\00"
define void @print_log2_hist(i32* %0, i32 %1, i8* %2) {
%4 = alloca i32*
%5 = alloca i32
%6 = alloca i8*
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca i64
%12 = alloca i64
%13 = alloca i32
%14 = alloca i32
%15 = alloca i32
store i32* %0, i32** %4
store i32 %1, i32* %5
store i8* %2, i8** %6
store i32 40, i32* %7
store i32 -1, i32* %8
store i32 0, i32* %10
store i32 0, i32* %15
br label %16
16: ; preds = %37, %3
%17 = load i32, i32* %15
%18 = load i32, i32* %5
%19 = icmp slt i32 %17, %18
br i1 %19, label %20, label %40
20: ; preds = %16
%21 = load i32*, i32** %4
%22 = load i32, i32* %15
%23 = sext i32 %22 to i64
%24 = getelementptr inbounds i32, i32* %21, i64 %23
%25 = load i32, i32* %24
store i32 %25, i32* %9
%26 = load i32, i32* %9
%27 = icmp ugt i32 %26, 0
br i1 %27, label %28, label %30
28: ; preds = %20
%29 = load i32, i32* %15
store i32 %29, i32* %8
br label %30
30: ; preds = %28, %20
%31 = load i32, i32* %9
%32 = load i32, i32* %10
%33 = icmp ugt i32 %31, %32
br i1 %33, label %34, label %36
34: ; preds = %30
%35 = load i32, i32* %9
store i32 %35, i32* %10
br label %36
36: ; preds = %34, %30
br label %37
37: ; preds = %36
%38 = load i32, i32* %15
%39 = add nsw i32 %38, 1
store i32 %39, i32* %15
br label %16
40: ; preds = %16
%41 = load i32, i32* %8
%42 = icmp slt i32 %41, 0
br i1 %42, label %43, label %44
43: ; preds = %40
br label %108
44: ; preds = %40
%45 = load i32, i32* %8
%46 = icmp sle i32 %45, 32
%47 = zext i1 %46 to i64
%48 = select i1 %46, i32 5, i32 15
%49 = load i32, i32* %8
%50 = icmp sle i32 %49, 32
%51 = zext i1 %50 to i64
%52 = select i1 %50, i32 19, i32 29
%53 = load i8*, i8** %6
%54 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([33 x i8], [33 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32 %48, i8* getelementptr inbounds ([1 x i8], [1 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), i32 %52, i8* %53)
%55 = load i32, i32* %8
%56 = icmp sle i32 %55, 32
br i1 %56, label %57, label %59
57: ; preds = %44
%58 = load i32, i32* %7
store i32 %58, i32* %13
br label %62
59: ; preds = %44
%60 = load i32, i32* %7
%61 = sdiv i32 %60, 2
store i32 %61, i32* %13
br label %62
62: ; preds = %59, %57
store i32 0, i32* %15
br label %63
63: ; preds = %105, %62
%64 = load i32, i32* %15
%65 = load i32, i32* %8
%66 = icmp sle i32 %64, %65
br i1 %66, label %67, label %108
67: ; preds = %63
%68 = load i32, i32* %15
%69 = add nsw i32 %68, 1
%70 = zext i32 %69 to i64
%71 = shl i64 1, %70
%72 = lshr i64 %71, 1
store i64 %72, i64* %11
%73 = load i32, i32* %15
%74 = add nsw i32 %73, 1
%75 = zext i32 %74 to i64
%76 = shl i64 1, %75
%77 = sub i64 %76, 1
store i64 %77, i64* %12
%78 = load i64, i64* %11
%79 = load i64, i64* %12
%80 = icmp eq i64 %78, %79
br i1 %80, label %81, label %84
81: ; preds = %67
%82 = load i64, i64* %11
%83 = sub i64 %82, 1
store i64 %83, i64* %11
br label %84
84: ; preds = %81, %67
%85 = load i32*, i32** %4
%86 = load i32, i32* %15
%87 = sext i32 %86 to i64
%88 = getelementptr inbounds i32, i32* %85, i64 %87
%89 = load i32, i32* %88
store i32 %89, i32* %9
%90 = load i32, i32* %8
%91 = icmp sle i32 %90, 32
%92 = zext i1 %91 to i64
%93 = select i1 %91, i32 10, i32 20
store i32 %93, i32* %14
%94 = load i32, i32* %14
%95 = load i64, i64* %11
%96 = load i32, i32* %14
%97 = load i64, i64* %12
%98 = load i32, i32* %9
%99 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([25 x i8], [25 x i8]* @.str.2, i64 0, i64 0), i32 %94, i64 %95, i32 %96, i64 %97, i32 %98)
%100 = load i32, i32* %9
%101 = load i32, i32* %10
%102 = load i32, i32* %13
%103 = call i32 (i32, i32, i32, ...) bitcast (i32 (...)* @print_stars to i32 (i32, i32, i32, ...)*)(i32 %100, i32 %101, i32 %102)
%104 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([3 x i8], [3 x i8]* @.str.3, i64 0, i64 0))
br label %105
105: ; preds = %84
%106 = load i32, i32* %15
%107 = add nsw i32 %106, 1
store i32 %107, i32* %15
br label %63
108: ; preds = %43, %63
ret void
}

LLVM IR (-O2):
@.str = [33 x i8] c"%*s%-*s : count distribution\0A\00"
@.str.1 = [1 x i8] zeroinitializer
@.str.2 = [25 x i8] c"%*lld -> %-*lld : %-8d |\00"
@str = [2 x i8] c"|\00"
define void @print_log2_hist(i32* nocapture %0, i32 %1, i8* %2) {
%4 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %4, label %5, label %101
5: ; preds = %3
%6 = zext i32 %1 to i64
%7 = add nsw i64 %6, -1
%8 = and i64 %6, 3
%9 = icmp ult i64 %7, 3
br i1 %9, label %51, label %10
10: ; preds = %5
%11 = and i64 %6, 4294967292
br label %12
12: ; preds = %12, %10
%13 = phi i64 [ 0, %10 ], [ %48, %12 ]
%14 = phi i32 [ -1, %10 ], [ %45, %12 ]
%15 = phi i32 [ 0, %10 ], [ %47, %12 ]
%16 = phi i64 [ 0, %10 ], [ %49, %12 ]
%17 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %13
%18 = load i32, i32* %17
%19 = icmp eq i32 %18, 0
%20 = trunc i64 %13 to i32
%21 = select i1 %19, i32 %14, i32 %20
%22 = icmp ugt i32 %18, %15
%23 = select i1 %22, i32 %18, i32 %15
%24 = or i64 %13, 1
%25 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %24
%26 = load i32, i32* %25
%27 = icmp eq i32 %26, 0
%28 = trunc i64 %24 to i32
%29 = select i1 %27, i32 %21, i32 %28
%30 = icmp ugt i32 %26, %23
%31 = select i1 %30, i32 %26, i32 %23
%32 = or i64 %13, 2
%33 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %32
%34 = load i32, i32* %33
%35 = icmp eq i32 %34, 0
%36 = trunc i64 %32 to i32
%37 = select i1 %35, i32 %29, i32 %36
%38 = icmp ugt i32 %34, %31
%39 = select i1 %38, i32 %34, i32 %31
%40 = or i64 %13, 3
%41 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %40
%42 = load i32, i32* %41
%43 = icmp eq i32 %42, 0
%44 = trunc i64 %40 to i32
%45 = select i1 %43, i32 %37, i32 %44
%46 = icmp ugt i32 %42, %39
%47 = select i1 %46, i32 %42, i32 %39
%48 = add nuw nsw i64 %13, 4
%49 = add i64 %16, 4
%50 = icmp eq i64 %49, %11
br i1 %50, label %51, label %12
51: ; preds = %12, %5
%52 = phi i32 [ undef, %5 ], [ %45, %12 ]
%53 = phi i32 [ undef, %5 ], [ %47, %12 ]
%54 = phi i64 [ 0, %5 ], [ %48, %12 ]
%55 = phi i32 [ -1, %5 ], [ %45, %12 ]
%56 = phi i32 [ 0, %5 ], [ %47, %12 ]
%57 = icmp eq i64 %8, 0
br i1 %57, label %73, label %58
58: ; preds = %51, %58
%59 = phi i64 [ %70, %58 ], [ %54, %51 ]
%60 = phi i32 [ %67, %58 ], [ %55, %51 ]
%61 = phi i32 [ %69, %58 ], [ %56, %51 ]
%62 = phi i64 [ %71, %58 ], [ 0, %51 ]
%63 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %59
%64 = load i32, i32* %63
%65 = icmp eq i32 %64, 0
%66 = trunc i64 %59 to i32
%67 = select i1 %65, i32 %60, i32 %66
%68 = icmp ugt i32 %64, %61
%69 = select i1 %68, i32 %64, i32 %61
%70 = add nuw nsw i64 %59, 1
%71 = add i64 %62, 1
%72 = icmp eq i64 %71, %8
br i1 %72, label %73, label %58
73: ; preds = %58, %51
%74 = phi i32 [ %52, %51 ], [ %67, %58 ]
%75 = phi i32 [ %53, %51 ], [ %69, %58 ]
%76 = icmp slt i32 %74, 0
br i1 %76, label %101, label %77
77: ; preds = %73
%78 = icmp ult i32 %74, 33
%79 = select i1 %78, i32 5, i32 15
%80 = select i1 %78, i32 19, i32 29
%81 = tail call i32 (i8*, ...) @printf(i8* dereferenceable(1) getelementptr inbounds ([33 x i8], [33 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32 %79, i8* getelementptr inbounds ([1 x i8], [1 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), i32 %80, i8* %2)
%82 = select i1 %78, i32 40, i32 20
%83 = select i1 %78, i32 10, i32 20
%84 = add nuw i32 %74, 1
%85 = zext i32 %84 to i64
br label %86
86: ; preds = %77, %86
%87 = phi i64 [ 0, %77 ], [ %88, %86 ]
%88 = add nuw nsw i64 %87, 1
%89 = shl i64 2, %87
%90 = lshr exact i64 %89, 1
%91 = add i64 %89, -1
%92 = icmp eq i64 %90, %91
%93 = sext i1 %92 to i64
%94 = add nsw i64 %90, %93
%95 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %87
%96 = load i32, i32* %95
%97 = tail call i32 (i8*, ...) @printf(i8* dereferenceable(1) getelementptr inbounds ([25 x i8], [25 x i8]* @.str.2, i64 0, i64 0), i32 %83, i64 %94, i32 %83, i64 %91, i32 %96)
%98 = tail call i32 (i32, i32, i32, ...) bitcast (i32 (...)* @print_stars to i32 (i32, i32, i32, ...)*)(i32 %96, i32 %75, i32 %82)
%99 = tail call i32 @puts(i8* dereferenceable(1) getelementptr inbounds ([2 x i8], [2 x i8]* @str, i64 0, i64 0))
%100 = icmp eq i64 %88, %85
br i1 %100, label %101, label %86
101: ; preds = %86, %3, %73
ret void
}