int luby(int i) {
  int k;
  for (k = 1; k < 32; k++)
    if (i == (1 << k) - 1)
      return 1 << (k - 1);
  for (k = 1;; k++)
    if ((1 << (k - 1)) <= i && i < (1 << k) - 1)
      return luby(i - (1 << (k - 1)) + 1);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<luby>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x10,%rsp
mov    %edi,-0x8(%rbp)
movl   $0x1,-0xc(%rbp)
cmpl   $0x20,-0xc(%rbp)
jge    116e <luby+0x5e>
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
mov    $0x1,%edx
shl    %cl,%edx
mov    %edx,%ecx
sub    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jne    115b <luby+0x4b>
mov    -0xc(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
mov    $0x1,%eax
shl    %cl,%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    11da <luby+0xca>
jmp    1160 <luby+0x50>
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
jmp    1122 <luby+0x12>
movl   $0x1,-0xc(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
mov    $0x1,%eax
shl    %cl,%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
jg     11c7 <luby+0xb7>
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
mov    $0x1,%edx
shl    %cl,%edx
mov    %edx,%ecx
sub    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    11c7 <luby+0xb7>
mov    -0x8(%rbp),%edi
mov    -0xc(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
mov    $0x1,%eax
shl    %cl,%eax
sub    %eax,%edi
add    $0x1,%edi
call   1030 <luby@plt>
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    11da <luby+0xca>
jmp    11cc <luby+0xbc>
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
jmp    1175 <luby+0x65>
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x10,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<luby>:
mov    $0x4,%eax
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
lea    -0x3(%rax),%ecx
mov    $0xffffffff,%edx
shl    %cl,%edx
not    %edx
cmp    %edx,%edi
je     11a4 <luby+0xa4>
mov    $0xfffffffe,%edx
shl    %cl,%edx
not    %edx
cmp    %edx,%edi
je     119a <luby+0x9a>
mov    $0xfffffffc,%edx
shl    %cl,%edx
not    %edx
cmp    %edx,%edi
je     119f <luby+0x9f>
cmp    $0x20,%eax
je     1160 <luby+0x60>
mov    $0xfffffff8,%edx
shl    %cl,%edx
not    %edx
cmp    %edx,%edi
je     11a2 <luby+0xa2>
add    $0x4,%eax
jmp    1110 <luby+0x10>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
mov    $0x1,%eax
jmp    1173 <luby+0x73>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%eax
lea    -0x1(%rax),%ecx
mov    $0x1,%edx
shl    %cl,%edx
cmp    %edi,%edx
jg     1170 <luby+0x70>
mov    $0xffffffff,%esi
mov    %eax,%ecx
shl    %cl,%esi
not    %esi
cmp    %esi,%edi
jge    1170 <luby+0x70>
sub    %edx,%edi
add    $0x1,%edi
jmp    1100 <luby>
add    $0xfffffffe,%eax
jmp    11a2 <luby+0xa2>
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,%ecx
add    $0xff,%cl
mov    $0x1,%eax
shl    %cl,%eax
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @luby(i32 %0) {
%2 = alloca i32
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
store i32 %0, i32* %3
store i32 1, i32* %4
br label %5
5: ; preds = %19, %1
%6 = load i32, i32* %4
%7 = icmp slt i32 %6, 32
br i1 %7, label %8, label %22
8: ; preds = %5
%9 = load i32, i32* %3
%10 = load i32, i32* %4
%11 = shl i32 1, %10
%12 = sub nsw i32 %11, 1
%13 = icmp eq i32 %9, %12
br i1 %13, label %14, label %18
14: ; preds = %8
%15 = load i32, i32* %4
%16 = sub nsw i32 %15, 1
%17 = shl i32 1, %16
store i32 %17, i32* %2
br label %47
18: ; preds = %8
br label %19
19: ; preds = %18
%20 = load i32, i32* %4
%21 = add nsw i32 %20, 1
store i32 %21, i32* %4
br label %5
22: ; preds = %5
store i32 1, i32* %4
br label %23
23: ; preds = %44, %22
%24 = load i32, i32* %4
%25 = sub nsw i32 %24, 1
%26 = shl i32 1, %25
%27 = load i32, i32* %3
%28 = icmp sle i32 %26, %27
br i1 %28, label %29, label %43
29: ; preds = %23
%30 = load i32, i32* %3
%31 = load i32, i32* %4
%32 = shl i32 1, %31
%33 = sub nsw i32 %32, 1
%34 = icmp slt i32 %30, %33
br i1 %34, label %35, label %43
35: ; preds = %29
%36 = load i32, i32* %3
%37 = load i32, i32* %4
%38 = sub nsw i32 %37, 1
%39 = shl i32 1, %38
%40 = sub nsw i32 %36, %39
%41 = add nsw i32 %40, 1
%42 = call i32 @luby(i32 %41)
store i32 %42, i32* %2
br label %47
43: ; preds = %29, %23
br label %44
44: ; preds = %43
%45 = load i32, i32* %4
%46 = add nsw i32 %45, 1
store i32 %46, i32* %4
br label %23
47: ; preds = %35, %14
%48 = load i32, i32* %2
ret i32 %48
}

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