int count_bits(unsigned int input) {
  int i;
  int num_set = 0;
  for (i = 0; i < 16; i++) {
    if ((input >> i) & 0x0001) {
      num_set++;
    }
  }
  return num_set;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<count_bits>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
movl   $0x0,-0xc(%rbp)
movl   $0x0,-0x8(%rbp)
cmpl   $0x10,-0x8(%rbp)
jge    114f <count_bits+0x4f>
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    -0x8(%rbp),%ecx
shr    %cl,%eax
and    $0x1,%eax
cmp    $0x0,%eax
je     113c <count_bits+0x3c>
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
jmp    1141 <count_bits+0x41>
mov    -0x8(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
jmp    1115 <count_bits+0x15>
mov    -0xc(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<count_bits>:
mov    %edi,%eax
and    $0x1,%eax
mov    %edi,%ecx
shr    %ecx
and    $0x1,%ecx
add    %eax,%ecx
mov    %edi,%eax
shr    $0x2,%eax
and    $0x1,%eax
add    %ecx,%eax
mov    %edi,%ecx
shr    $0x3,%ecx
and    $0x1,%ecx
add    %eax,%ecx
mov    %edi,%eax
shr    $0x4,%eax
and    $0x1,%eax
add    %ecx,%eax
mov    %edi,%ecx
shr    $0x5,%ecx
and    $0x1,%ecx
add    %eax,%ecx
mov    %edi,%eax
shr    $0x6,%eax
and    $0x1,%eax
add    %ecx,%eax
mov    %edi,%ecx
shr    $0x7,%ecx
and    $0x1,%ecx
add    %eax,%ecx
mov    %edi,%eax
shr    $0x8,%eax
and    $0x1,%eax
add    %ecx,%eax
mov    %edi,%ecx
shr    $0x9,%ecx
and    $0x1,%ecx
add    %eax,%ecx
mov    %edi,%eax
shr    $0xa,%eax
and    $0x1,%eax
add    %ecx,%eax
mov    %edi,%ecx
shr    $0xb,%ecx
and    $0x1,%ecx
add    %eax,%ecx
mov    %edi,%eax
shr    $0xc,%eax
and    $0x1,%eax
add    %ecx,%eax
mov    %edi,%ecx
shr    $0xd,%ecx
and    $0x1,%ecx
add    %eax,%ecx
mov    %edi,%eax
shr    $0xe,%eax
and    $0x1,%eax
add    %ecx,%eax
shr    $0xf,%edi
and    $0x1,%edi
add    %edi,%eax
ret

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

LLVM IR (-O2):
define i32 @count_bits(i32 %0) {
%2 = and i32 %0, 1
%3 = lshr i32 %0, 1
%4 = and i32 %3, 1
%5 = add nuw nsw i32 %4, %2
%6 = lshr i32 %0, 2
%7 = and i32 %6, 1
%8 = add nuw nsw i32 %7, %5
%9 = lshr i32 %0, 3
%10 = and i32 %9, 1
%11 = add nuw nsw i32 %10, %8
%12 = lshr i32 %0, 4
%13 = and i32 %12, 1
%14 = add nuw nsw i32 %13, %11
%15 = lshr i32 %0, 5
%16 = and i32 %15, 1
%17 = add nuw nsw i32 %16, %14
%18 = lshr i32 %0, 6
%19 = and i32 %18, 1
%20 = add nuw nsw i32 %19, %17
%21 = lshr i32 %0, 7
%22 = and i32 %21, 1
%23 = add nuw nsw i32 %22, %20
%24 = lshr i32 %0, 8
%25 = and i32 %24, 1
%26 = add nuw nsw i32 %25, %23
%27 = lshr i32 %0, 9
%28 = and i32 %27, 1
%29 = add nuw nsw i32 %28, %26
%30 = lshr i32 %0, 10
%31 = and i32 %30, 1
%32 = add nuw nsw i32 %31, %29
%33 = lshr i32 %0, 11
%34 = and i32 %33, 1
%35 = add nuw nsw i32 %34, %32
%36 = lshr i32 %0, 12
%37 = and i32 %36, 1
%38 = add nuw nsw i32 %37, %35
%39 = lshr i32 %0, 13
%40 = and i32 %39, 1
%41 = add nuw nsw i32 %40, %38
%42 = lshr i32 %0, 14
%43 = and i32 %42, 1
%44 = add nuw nsw i32 %43, %41
%45 = lshr i32 %0, 15
%46 = and i32 %45, 1
%47 = add nuw nsw i32 %46, %44
ret i32 %47
}