int integerReplacement(int n) {
  if (n == 2147483647)
    return 32;
  if (n == 1)
    return 0;
  if (n % 2 == 0)
    return 1 + integerReplacement(n >> 1);
  int plusOne = 1 + integerReplacement(n + 1);
  int minusOne = 1 + integerReplacement(n - 1);
  return plusOne < minusOne ? plusOne : minusOne;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<integerReplacement>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x20,%rsp
mov    %edi,-0x8(%rbp)
cmpl   $0x7fffffff,-0x8(%rbp)
jne    1134 <integerReplacement+0x24>
movl   $0x20,-0x4(%rbp)
jmp    11b9 <integerReplacement+0xa9>
cmpl   $0x1,-0x8(%rbp)
jne    114a <integerReplacement+0x3a>
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
jmp    11b9 <integerReplacement+0xa9>
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
cmp    $0x0,%edx
jne    1174 <integerReplacement+0x64>
mov    -0x8(%rbp),%edi
sar    $0x1,%edi
call   1030 <integerReplacement@plt>
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    11b9 <integerReplacement+0xa9>
mov    -0x8(%rbp),%edi
add    $0x1,%edi
call   1030 <integerReplacement@plt>
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%edi
sub    $0x1,%edi
call   1030 <integerReplacement@plt>
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jge    11ad <integerReplacement+0x9d>
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    11b3 <integerReplacement+0xa3>
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<integerReplacement>:
push   %rbp
push   %r14
push   %rbx
mov    %edi,%ebx
xor    %ebp,%ebp
cmp    $0x1,%ebx
je     1137 <integerReplacement+0x27>
nopl   (%rax)
cmp    $0x7fffffff,%ebx
je     113b <integerReplacement+0x2b>
test   $0x1,%bl
jne    1142 <integerReplacement+0x32>
sar    %ebx
add    $0x1,%ebp
cmp    $0x1,%ebx
jne    1120 <integerReplacement+0x10>
xor    %eax,%eax
jmp    1165 <integerReplacement+0x55>
mov    $0x20,%eax
jmp    1165 <integerReplacement+0x55>
lea    0x1(%rbx),%edi
call   1030 <integerReplacement@plt>
mov    %eax,%r14d
add    $0x1,%r14d
add    $0xffffffff,%ebx
mov    %ebx,%edi
call   1030 <integerReplacement@plt>
add    $0x1,%eax
cmp    %eax,%r14d
cmovl  %r14d,%eax
add    %ebp,%eax
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @integerReplacement(i32 %0) {
%2 = alloca i32
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
store i32 %0, i32* %3
%6 = load i32, i32* %3
%7 = icmp eq i32 %6, 2147483647
br i1 %7, label %8, label %9
8: ; preds = %1
store i32 32, i32* %2
br label %40
9: ; preds = %1
%10 = load i32, i32* %3
%11 = icmp eq i32 %10, 1
br i1 %11, label %12, label %13
12: ; preds = %9
store i32 0, i32* %2
br label %40
13: ; preds = %9
%14 = load i32, i32* %3
%15 = srem i32 %14, 2
%16 = icmp eq i32 %15, 0
br i1 %16, label %17, label %22
17: ; preds = %13
%18 = load i32, i32* %3
%19 = ashr i32 %18, 1
%20 = call i32 @integerReplacement(i32 %19)
%21 = add nsw i32 1, %20
store i32 %21, i32* %2
br label %40
22: ; preds = %13
%23 = load i32, i32* %3
%24 = add nsw i32 %23, 1
%25 = call i32 @integerReplacement(i32 %24)
%26 = add nsw i32 1, %25
store i32 %26, i32* %4
%27 = load i32, i32* %3
%28 = sub nsw i32 %27, 1
%29 = call i32 @integerReplacement(i32 %28)
%30 = add nsw i32 1, %29
store i32 %30, i32* %5
%31 = load i32, i32* %4
%32 = load i32, i32* %5
%33 = icmp slt i32 %31, %32
br i1 %33, label %34, label %36
34: ; preds = %22
%35 = load i32, i32* %4
br label %38
36: ; preds = %22
%37 = load i32, i32* %5
br label %38
38: ; preds = %36, %34
%39 = phi i32 [ %35, %34 ], [ %37, %36 ]
store i32 %39, i32* %2
br label %40
40: ; preds = %38, %17, %12, %8
%41 = load i32, i32* %2
ret i32 %41
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @integerReplacement(i32 %0) {
br label %2
2: ; preds = %8, %1
%3 = phi i32 [ 0, %1 ], [ %10, %8 ]
%4 = phi i32 [ %0, %1 ], [ %9, %8 ]
switch i32 %4, label %5 [
i32 2147483647, label %11
i32 1, label %23
]
5: ; preds = %2
%6 = and i32 %4, 1
%7 = icmp eq i32 %6, 0
br i1 %7, label %8, label %14
8: ; preds = %5
%9 = ashr i32 %4, 1
%10 = add nuw nsw i32 %3, 1
br label %2
11: ; preds = %2, %23, %14
%12 = phi i32 [ %22, %14 ], [ 0, %23 ], [ 32, %2 ]
%13 = add nsw i32 %12, %3
ret i32 %13
14: ; preds = %5
%15 = add nsw i32 %4, 1
%16 = tail call i32 @integerReplacement(i32 %15)
%17 = add nsw i32 %16, 1
%18 = add nsw i32 %4, -1
%19 = tail call i32 @integerReplacement(i32 %18)
%20 = add nsw i32 %19, 1
%21 = icmp slt i32 %17, %20
%22 = select i1 %21, i32 %17, i32 %20
br label %11
23: ; preds = %2
br label %11
}