int floor_log2(unsigned int n) {
  int pos = 0;
  if (n >= 1 << 16) {
    n >>= 16;
    pos += 16;
  }
  if (n >= 1 << 8) {
    n >>= 8;
    pos += 8;
  }
  if (n >= 1 << 4) {
    n >>= 4;
    pos += 4;
  }
  if (n >= 1 << 2) {
    n >>= 2;
    pos += 2;
  }
  if (n >= 1 << 1) {
    pos += 1;
  }
  return ((n == 0) ? (-1) : pos);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<floor_log2>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
movl   $0x0,-0x8(%rbp)
cmpl   $0x10000,-0x4(%rbp)
jb     112d <floor_log2+0x2d>
mov    -0x4(%rbp),%eax
shr    $0x10,%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
add    $0x10,%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
cmpl   $0x100,-0x4(%rbp)
jb     114c <floor_log2+0x4c>
mov    -0x4(%rbp),%eax
shr    $0x8,%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
add    $0x8,%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
cmpl   $0x10,-0x4(%rbp)
jb     1168 <floor_log2+0x68>
mov    -0x4(%rbp),%eax
shr    $0x4,%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
add    $0x4,%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
cmpl   $0x4,-0x4(%rbp)
jb     1184 <floor_log2+0x84>
mov    -0x4(%rbp),%eax
shr    $0x2,%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
add    $0x2,%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
cmpl   $0x2,-0x4(%rbp)
jb     1197 <floor_log2+0x97>
mov    -0x8(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x4(%rbp)
jne    11ae <floor_log2+0xae>
mov    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
jmp    11b4 <floor_log2+0xb4>
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<floor_log2>:
mov    %edi,%eax
shr    $0x10,%eax
xor    %ecx,%ecx
cmp    $0x10000,%edi
setae  %cl
cmovb  %edi,%eax
shl    $0x4,%ecx
mov    %eax,%edx
shr    $0x8,%edx
lea    0x8(%rcx),%esi
cmp    $0x100,%eax
cmovb  %eax,%edx
cmovb  %ecx,%esi
mov    %edx,%eax
shr    $0x4,%eax
lea    0x4(%rsi),%ecx
cmp    $0x10,%edx
cmovb  %edx,%eax
cmovb  %esi,%ecx
mov    %eax,%edx
shr    $0x2,%edx
lea    0x2(%rcx),%esi
cmp    $0x4,%eax
cmovb  %eax,%edx
cmovb  %ecx,%esi
cmp    $0x2,%edx
sbb    $0xffffffff,%esi
cmp    $0x1,%edx
sbb    %eax,%eax
or     %esi,%eax
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @floor_log2(i32 %0) {
%2 = alloca i32
%3 = alloca i32
store i32 %0, i32* %2
store i32 0, i32* %3
%4 = load i32, i32* %2
%5 = icmp uge i32 %4, 65536
br i1 %5, label %6, label %11
6: ; preds = %1
%7 = load i32, i32* %2
%8 = lshr i32 %7, 16
store i32 %8, i32* %2
%9 = load i32, i32* %3
%10 = add nsw i32 %9, 16
store i32 %10, i32* %3
br label %11
11: ; preds = %6, %1
%12 = load i32, i32* %2
%13 = icmp uge i32 %12, 256
br i1 %13, label %14, label %19
14: ; preds = %11
%15 = load i32, i32* %2
%16 = lshr i32 %15, 8
store i32 %16, i32* %2
%17 = load i32, i32* %3
%18 = add nsw i32 %17, 8
store i32 %18, i32* %3
br label %19
19: ; preds = %14, %11
%20 = load i32, i32* %2
%21 = icmp uge i32 %20, 16
br i1 %21, label %22, label %27
22: ; preds = %19
%23 = load i32, i32* %2
%24 = lshr i32 %23, 4
store i32 %24, i32* %2
%25 = load i32, i32* %3
%26 = add nsw i32 %25, 4
store i32 %26, i32* %3
br label %27
27: ; preds = %22, %19
%28 = load i32, i32* %2
%29 = icmp uge i32 %28, 4
br i1 %29, label %30, label %35
30: ; preds = %27
%31 = load i32, i32* %2
%32 = lshr i32 %31, 2
store i32 %32, i32* %2
%33 = load i32, i32* %3
%34 = add nsw i32 %33, 2
store i32 %34, i32* %3
br label %35
35: ; preds = %30, %27
%36 = load i32, i32* %2
%37 = icmp uge i32 %36, 2
br i1 %37, label %38, label %41
38: ; preds = %35
%39 = load i32, i32* %3
%40 = add nsw i32 %39, 1
store i32 %40, i32* %3
br label %41
41: ; preds = %38, %35
%42 = load i32, i32* %2
%43 = icmp eq i32 %42, 0
br i1 %43, label %44, label %45
44: ; preds = %41
br label %47
45: ; preds = %41
%46 = load i32, i32* %3
br label %47
47: ; preds = %45, %44
%48 = phi i32 [ -1, %44 ], [ %46, %45 ]
ret i32 %48
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @floor_log2(i32 %0) {
%2 = icmp ugt i32 %0, 65535
%3 = lshr i32 %0, 16
%4 = select i1 %2, i32 %3, i32 %0
%5 = select i1 %2, i32 16, i32 0
%6 = icmp ugt i32 %4, 255
%7 = lshr i32 %4, 8
%8 = or i32 %5, 8
%9 = select i1 %6, i32 %7, i32 %4
%10 = select i1 %6, i32 %8, i32 %5
%11 = icmp ugt i32 %9, 15
%12 = lshr i32 %9, 4
%13 = or i32 %10, 4
%14 = select i1 %11, i32 %12, i32 %9
%15 = select i1 %11, i32 %13, i32 %10
%16 = icmp ugt i32 %14, 3
%17 = lshr i32 %14, 2
%18 = or i32 %15, 2
%19 = select i1 %16, i32 %17, i32 %14
%20 = select i1 %16, i32 %18, i32 %15
%21 = icmp ugt i32 %19, 1
%22 = zext i1 %21 to i32
%23 = add nsw i32 %20, %22
%24 = icmp eq i32 %19, 0
%25 = select i1 %24, i32 -1, i32 %23
ret i32 %25
}