unsigned int leading_zero_num(unsigned int x) {
  unsigned int nr;
  if (x == 0)
    return 32;
  nr = 0;
  if (x <= 0x0000FFFF) {
    nr += 16;
    x <<= 16;
  }
  if (x <= 0x00FFFFFF) {
    nr += 8;
    x <<= 8;
  }
  if (x <= 0x0FFFFFFF) {
    nr += 4;
    x <<= 4;
  }
  if (x <= 0x3FFFFFFF) {
    nr += 2;
    x <<= 2;
  }
  nr = nr + 1 - (x >> 31);
  return nr;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<leading_zero_num>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x8(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x8(%rbp)
jne    111d <leading_zero_num+0x1d>
movl   $0x20,-0x4(%rbp)
jmp    11b7 <leading_zero_num+0xb7>
movl   $0x0,-0xc(%rbp)
cmpl   $0xffff,-0x8(%rbp)
ja     1143 <leading_zero_num+0x43>
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x10,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
shl    $0x10,%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
cmpl   $0xffffff,-0x8(%rbp)
ja     1162 <leading_zero_num+0x62>
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x8,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
shl    $0x8,%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
cmpl   $0xfffffff,-0x8(%rbp)
ja     1181 <leading_zero_num+0x81>
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x4,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
shl    $0x4,%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
cmpl   $0x3fffffff,-0x8(%rbp)
ja     11a0 <leading_zero_num+0xa0>
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x2,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
shl    $0x2,%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    -0x8(%rbp),%ecx
shr    $0x1f,%ecx
sub    %ecx,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<leading_zero_num>:
test   %edi,%edi
je     1160 <leading_zero_num+0x60>
mov    %edi,%eax
shl    $0x10,%eax
xor    %ecx,%ecx
cmp    $0x10000,%edi
setb   %cl
cmovae %edi,%eax
shl    $0x4,%ecx
lea    0x8(%rcx),%edx
mov    %eax,%esi
shl    $0x8,%esi
cmp    $0x1000000,%eax
cmovae %eax,%esi
cmovae %ecx,%edx
mov    %esi,%eax
shl    $0x4,%eax
cmp    $0x10000000,%esi
cmovae %esi,%eax
lea    0x4(%rdx),%ecx
cmovae %edx,%ecx
lea    0x2(%rcx),%edx
lea    0x0(,%rax,4),%esi
cmp    $0x40000000,%eax
cmovae %eax,%esi
cmovae %ecx,%edx
sar    $0x1f,%esi
lea    (%rdx,%rsi,1),%eax
add    $0x1,%eax
ret
mov    $0x20,%eax
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @leading_zero_num(i32 %0) {
%2 = alloca i32
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
store i32 %0, i32* %3
%5 = load i32, i32* %3
%6 = icmp eq i32 %5, 0
br i1 %6, label %7, label %8
7: ; preds = %1
store i32 32, i32* %2
br label %47
8: ; preds = %1
store i32 0, i32* %4
%9 = load i32, i32* %3
%10 = icmp ule i32 %9, 65535
br i1 %10, label %11, label %16
11: ; preds = %8
%12 = load i32, i32* %4
%13 = add i32 %12, 16
store i32 %13, i32* %4
%14 = load i32, i32* %3
%15 = shl i32 %14, 16
store i32 %15, i32* %3
br label %16
16: ; preds = %11, %8
%17 = load i32, i32* %3
%18 = icmp ule i32 %17, 16777215
br i1 %18, label %19, label %24
19: ; preds = %16
%20 = load i32, i32* %4
%21 = add i32 %20, 8
store i32 %21, i32* %4
%22 = load i32, i32* %3
%23 = shl i32 %22, 8
store i32 %23, i32* %3
br label %24
24: ; preds = %19, %16
%25 = load i32, i32* %3
%26 = icmp ule i32 %25, 268435455
br i1 %26, label %27, label %32
27: ; preds = %24
%28 = load i32, i32* %4
%29 = add i32 %28, 4
store i32 %29, i32* %4
%30 = load i32, i32* %3
%31 = shl i32 %30, 4
store i32 %31, i32* %3
br label %32
32: ; preds = %27, %24
%33 = load i32, i32* %3
%34 = icmp ule i32 %33, 1073741823
br i1 %34, label %35, label %40
35: ; preds = %32
%36 = load i32, i32* %4
%37 = add i32 %36, 2
store i32 %37, i32* %4
%38 = load i32, i32* %3
%39 = shl i32 %38, 2
store i32 %39, i32* %3
br label %40
40: ; preds = %35, %32
%41 = load i32, i32* %4
%42 = add i32 %41, 1
%43 = load i32, i32* %3
%44 = lshr i32 %43, 31
%45 = sub i32 %42, %44
store i32 %45, i32* %4
%46 = load i32, i32* %4
store i32 %46, i32* %2
br label %47
47: ; preds = %40, %7
%48 = load i32, i32* %2
ret i32 %48
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @leading_zero_num(i32 %0) {
%2 = icmp eq i32 %0, 0
br i1 %2, label %26, label %3
3: ; preds = %1
%4 = icmp ult i32 %0, 65536
%5 = shl i32 %0, 16
%6 = select i1 %4, i32 %5, i32 %0
%7 = select i1 %4, i32 16, i32 0
%8 = icmp ult i32 %6, 16777216
%9 = or i32 %7, 8
%10 = shl i32 %6, 8
%11 = select i1 %8, i32 %10, i32 %6
%12 = select i1 %8, i32 %9, i32 %7
%13 = icmp ult i32 %11, 268435456
%14 = or i32 %12, 4
%15 = shl i32 %11, 4
%16 = select i1 %13, i32 %15, i32 %11
%17 = select i1 %13, i32 %14, i32 %12
%18 = icmp ult i32 %16, 1073741824
%19 = or i32 %17, 2
%20 = shl i32 %16, 2
%21 = select i1 %18, i32 %20, i32 %16
%22 = select i1 %18, i32 %19, i32 %17
%23 = add i32 %22, 1
%24 = ashr i32 %21, 31
%25 = add i32 %23, %24
br label %26
26: ; preds = %1, %3
%27 = phi i32 [ %25, %3 ], [ 32, %1 ]
ret i32 %27
}