#define NULL ((void *)0)
typedef unsigned long size_t; // Customize by platform.
typedef long intptr_t;
typedef unsigned long uintptr_t;
typedef long scalar_t__; // Either arithmetic or pointer type.
/* By default, we understand bool (as a convenience). */
typedef int bool;
#define false 0
#define true 1

/* Forward declarations */

/* Type definitions */
typedef int uint32_t;

/* Variables and functions */
uint32_t reverse_bits(uint32_t val, uint32_t num_bits) {
  uint32_t reversed = 0;
  while (num_bits) {
    reversed = (val & 1) | (reversed << 1);
    val >>= 1;
    --num_bits;
  }
  return reversed;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<reverse_bits>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %esi,-0x8(%rbp)
movl   $0x0,-0xc(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x8(%rbp)
je     1143 <reverse_bits+0x43>
mov    -0x4(%rbp),%eax
and    $0x1,%eax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
shl    $0x1,%ecx
or     %ecx,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
sar    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
jmp    1111 <reverse_bits+0x11>
mov    -0xc(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<reverse_bits>:
test   %esi,%esi
je     1117 <reverse_bits+0x17>
lea    -0x1(%rsi),%eax
mov    %esi,%r8d
and    $0x3,%r8d
cmp    $0x3,%eax
jae    111a <reverse_bits+0x1a>
xor    %eax,%eax
jmp    114f <reverse_bits+0x4f>
xor    %eax,%eax
ret
and    $0xfffffffc,%esi
xor    %eax,%eax
nop
mov    %edi,%edx
and    $0x2,%edx
mov    %edi,%ecx
and    $0x1,%ecx
shl    $0x2,%ecx
lea    (%rcx,%rax,8),%eax
or     %edx,%eax
mov    %edi,%ecx
shr    $0x2,%ecx
and    $0x1,%ecx
or     %eax,%ecx
mov    %edi,%eax
shr    $0x3,%eax
and    $0x1,%eax
lea    (%rax,%rcx,2),%eax
sar    $0x4,%edi
add    $0xfffffffc,%esi
jne    1120 <reverse_bits+0x20>
test   %r8d,%r8d
je     1170 <reverse_bits+0x70>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
mov    %edi,%ecx
and    $0x1,%ecx
lea    (%rcx,%rax,2),%eax
sar    %edi
add    $0xffffffff,%r8d
jne    1160 <reverse_bits+0x60>
ret

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

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