int bitreverse(int input, int N) {
  unsigned int n = 0, i, bit;
  bit = input & 1;
  n |= bit;
  for (i = 0; i < N - 1; i++) {
    n <<= 1;
    input >>= 1;
    bit = input & 1;
    n |= bit;
  }
  return n;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<bitreverse>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %esi,-0x8(%rbp)
movl   $0x0,-0xc(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
and    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
or     -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
movl   $0x0,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    -0x8(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jae    116d <bitreverse+0x6d>
mov    -0xc(%rbp),%eax
shl    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
sar    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
and    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
or     -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    112a <bitreverse+0x2a>
mov    -0xc(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<bitreverse>:
mov    %edi,%eax
and    $0x1,%eax
mov    %esi,%edx
add    $0xffffffff,%edx
je     1160 <bitreverse+0x60>
add    $0xfffffffe,%esi
mov    %edx,%r8d
and    $0x3,%r8d
cmp    $0x3,%esi
jb     114b <bitreverse+0x4b>
and    $0xfffffffc,%edx
xchg   %ax,%ax
shl    $0x4,%eax
mov    %edi,%esi
and    $0x2,%esi
lea    (%rax,%rsi,4),%eax
mov    %edi,%esi
and    $0x4,%esi
or     %eax,%esi
mov    %edi,%ecx
shr    $0x2,%ecx
and    $0x2,%ecx
or     %esi,%ecx
sar    $0x4,%edi
mov    %edi,%eax
and    $0x1,%eax
or     %ecx,%eax
add    $0xfffffffc,%edx
jne    1120 <bitreverse+0x20>
test   %r8d,%r8d
je     1160 <bitreverse+0x60>
sar    %edi
mov    %edi,%ecx
and    $0x1,%ecx
lea    (%rcx,%rax,2),%eax
add    $0xffffffff,%r8d
jne    1150 <bitreverse+0x50>
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @bitreverse(i32 %0, i32 %1) {
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
store i32 %0, i32* %3
store i32 %1, i32* %4
store i32 0, i32* %5
%8 = load i32, i32* %3
%9 = and i32 %8, 1
store i32 %9, i32* %7
%10 = load i32, i32* %7
%11 = load i32, i32* %5
%12 = or i32 %11, %10
store i32 %12, i32* %5
store i32 0, i32* %6
br label %13
13: ; preds = %28, %2
%14 = load i32, i32* %6
%15 = load i32, i32* %4
%16 = sub nsw i32 %15, 1
%17 = icmp ult i32 %14, %16
br i1 %17, label %18, label %31
18: ; preds = %13
%19 = load i32, i32* %5
%20 = shl i32 %19, 1
store i32 %20, i32* %5
%21 = load i32, i32* %3
%22 = ashr i32 %21, 1
store i32 %22, i32* %3
%23 = load i32, i32* %3
%24 = and i32 %23, 1
store i32 %24, i32* %7
%25 = load i32, i32* %7
%26 = load i32, i32* %5
%27 = or i32 %26, %25
store i32 %27, i32* %5
br label %28
28: ; preds = %18
%29 = load i32, i32* %6
%30 = add i32 %29, 1
store i32 %30, i32* %6
br label %13
31: ; preds = %13
%32 = load i32, i32* %5
ret i32 %32
}

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