void TH_float2halfbits(float *src, unsigned short *dest) {
  unsigned x = *(unsigned *)src;
  unsigned u = (x & 0x7fffffff), remainder, shift, lsb, lsb_s1, lsb_m1;
  unsigned sign, exponent, mantissa;
  if (u > 0x7f800000) {
    *dest = 0x7fffU;
    return;
  }
  sign = ((x >> 16) & 0x8000);
  if (u > 0x477fefff) {
    *dest = sign | 0x7c00U;
    return;
  }
  if (u < 0x33000001) {
    *dest = (sign | 0x0000);
    return;
  }
  exponent = ((u >> 23) & 0xff);
  mantissa = (u & 0x7fffff);
  if (exponent > 0x70) {
    shift = 13;
    exponent -= 0x70;
  } else {
    shift = 0x7e - exponent;
    exponent = 0;
    mantissa |= 0x800000;
  }
  lsb = (1 << shift);
  lsb_s1 = (lsb >> 1);
  lsb_m1 = (lsb - 1);
  remainder = (mantissa & lsb_m1);
  mantissa >>= shift;
  if (remainder > lsb_s1 || (remainder == lsb_s1 && (mantissa & 0x1))) {
    ++mantissa;
    if (!(mantissa & 0x3ff)) {
      ++exponent;
      mantissa = 0;
    }
  }
  *dest = (sign | (exponent << 10) | mantissa);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<TH_float2halfbits>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    (%rax),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
and    $0x7fffffff,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
cmpl   $0x7f800000,-0x18(%rbp)
jbe    113b <TH_float2halfbits+0x3b>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movw   $0x7fff,(%rax)
jmp    1285 <TH_float2halfbits+0x185>
mov    -0x14(%rbp),%eax
shr    $0x10,%eax
and    $0x8000,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
cmpl   $0x477fefff,-0x18(%rbp)
jbe    116d <TH_float2halfbits+0x6d>
mov    -0x30(%rbp),%eax
or     $0x7c00,%eax
mov    %ax,%cx
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %cx,(%rax)
jmp    1285 <TH_float2halfbits+0x185>
cmpl   $0x33000001,-0x18(%rbp)
jae    118f <TH_float2halfbits+0x8f>
mov    -0x30(%rbp),%eax
or     $0x0,%eax
mov    %ax,%cx
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %cx,(%rax)
jmp    1285 <TH_float2halfbits+0x185>
mov    -0x18(%rbp),%eax
shr    $0x17,%eax
and    $0xff,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
and    $0x7fffff,%eax
mov    %eax,-0x38(%rbp)
cmpl   $0x70,-0x34(%rbp)
jbe    11c7 <TH_float2halfbits+0xc7>
movl   $0xd,-0x20(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
sub    $0x70,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
jmp    11e4 <TH_float2halfbits+0xe4>
mov    $0x7e,%eax
sub    -0x34(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x34(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%eax
or     $0x800000,%eax
mov    %eax,-0x38(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%ecx
mov    $0x1,%eax
shl    %cl,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
shr    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%eax
and    -0x2c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%ecx
mov    -0x38(%rbp),%eax
shr    %cl,%eax
mov    %eax,-0x38(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x28(%rbp),%eax
ja     123e <TH_float2halfbits+0x13e>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x28(%rbp),%eax
jne    126d <TH_float2halfbits+0x16d>
mov    -0x38(%rbp),%eax
and    $0x1,%eax
cmp    $0x0,%eax
je     126d <TH_float2halfbits+0x16d>
mov    -0x38(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x38(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%eax
and    $0x3ff,%eax
cmp    $0x0,%eax
jne    1268 <TH_float2halfbits+0x168>
mov    -0x34(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
movl   $0x0,-0x38(%rbp)
jmp    126d <TH_float2halfbits+0x16d>
mov    -0x30(%rbp),%eax
mov    -0x34(%rbp),%ecx
shl    $0xa,%ecx
or     %ecx,%eax
or     -0x38(%rbp),%eax
mov    %ax,%cx
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %cx,(%rax)
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<TH_float2halfbits>:
mov    (%rdi),%ecx
mov    %ecx,%edi
and    $0x7fffffff,%edi
mov    $0x7fff,%dx
cmp    $0x7f800000,%edi
jbe    111a <TH_float2halfbits+0x1a>
mov    %dx,(%rsi)
ret
mov    %ecx,%eax
shr    $0x10,%eax
and    $0x8000,%eax
cmp    $0x477ff000,%edi
jb     1133 <TH_float2halfbits+0x33>
or     $0x7c00,%eax
jmp    113b <TH_float2halfbits+0x3b>
cmp    $0x33000000,%edi
ja     1141 <TH_float2halfbits+0x41>
mov    %eax,%edx
mov    %dx,(%rsi)
ret
mov    %ecx,%edx
shr    $0x17,%edx
movzbl %dl,%edx
and    $0x7fffff,%ecx
lea    0x800000(%rcx),%r10d
mov    $0x7e,%r8b
sub    %dl,%r8b
xor    %r9d,%r9d
sub    $0x70,%edx
cmovb  %r9d,%edx
cmova  %ecx,%r10d
movzbl %r8b,%r8d
mov    $0xd,%ecx
cmovbe %r8d,%ecx
mov    $0x1,%edi
shl    %cl,%edi
mov    %edi,%r8d
shr    %r8d
add    $0xffffffff,%edi
and    %r10d,%edi
shr    %cl,%r10d
cmp    %r8d,%edi
ja     119c <TH_float2halfbits+0x9c>
jne    11b4 <TH_float2halfbits+0xb4>
mov    %r10d,%ecx
and    $0x1,%ecx
je     11b4 <TH_float2halfbits+0xb4>
add    $0x1,%r10d
xor    %ecx,%ecx
mov    %r10d,%edi
and    $0x3ff,%edi
sete   %cl
cmove  %edi,%r10d
add    %ecx,%edx
shl    $0xa,%edx
or     %eax,%edx
or     %r10d,%edx
mov    %dx,(%rsi)
ret

LLVM IR (-O0):
define void @TH_float2halfbits(float* %0, i16* %1) {
%3 = alloca float*
%4 = alloca i16*
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
%13 = alloca i32
%14 = alloca i32
store float* %0, float** %3
store i16* %1, i16** %4
%15 = load float*, float** %3
%16 = bitcast float* %15 to i32*
%17 = load i32, i32* %16
store i32 %17, i32* %5
%18 = load i32, i32* %5
%19 = and i32 %18, 2147483647
store i32 %19, i32* %6
%20 = load i32, i32* %6
%21 = icmp ugt i32 %20, 2139095040
br i1 %21, label %22, label %24
22: ; preds = %2
%23 = load i16*, i16** %4
store i16 32767, i16* %23
br label %102
24: ; preds = %2
%25 = load i32, i32* %5
%26 = lshr i32 %25, 16
%27 = and i32 %26, 32768
store i32 %27, i32* %12
%28 = load i32, i32* %6
%29 = icmp ugt i32 %28, 1199566847
br i1 %29, label %30, label %35
30: ; preds = %24
%31 = load i32, i32* %12
%32 = or i32 %31, 31744
%33 = trunc i32 %32 to i16
%34 = load i16*, i16** %4
store i16 %33, i16* %34
br label %102
35: ; preds = %24
%36 = load i32, i32* %6
%37 = icmp ult i32 %36, 855638017
br i1 %37, label %38, label %43
38: ; preds = %35
%39 = load i32, i32* %12
%40 = or i32 %39, 0
%41 = trunc i32 %40 to i16
%42 = load i16*, i16** %4
store i16 %41, i16* %42
br label %102
43: ; preds = %35
%44 = load i32, i32* %6
%45 = lshr i32 %44, 23
%46 = and i32 %45, 255
store i32 %46, i32* %13
%47 = load i32, i32* %6
%48 = and i32 %47, 8388607
store i32 %48, i32* %14
%49 = load i32, i32* %13
%50 = icmp ugt i32 %49, 112
br i1 %50, label %51, label %54
51: ; preds = %43
store i32 13, i32* %8
%52 = load i32, i32* %13
%53 = sub i32 %52, 112
store i32 %53, i32* %13
br label %59
54: ; preds = %43
%55 = load i32, i32* %13
%56 = sub i32 126, %55
store i32 %56, i32* %8
store i32 0, i32* %13
%57 = load i32, i32* %14
%58 = or i32 %57, 8388608
store i32 %58, i32* %14
br label %59
59: ; preds = %54, %51
%60 = load i32, i32* %8
%61 = shl i32 1, %60
store i32 %61, i32* %9
%62 = load i32, i32* %9
%63 = lshr i32 %62, 1
store i32 %63, i32* %10
%64 = load i32, i32* %9
%65 = sub i32 %64, 1
store i32 %65, i32* %11
%66 = load i32, i32* %14
%67 = load i32, i32* %11
%68 = and i32 %66, %67
store i32 %68, i32* %7
%69 = load i32, i32* %8
%70 = load i32, i32* %14
%71 = lshr i32 %70, %69
store i32 %71, i32* %14
%72 = load i32, i32* %7
%73 = load i32, i32* %10
%74 = icmp ugt i32 %72, %73
br i1 %74, label %83, label %75
75: ; preds = %59
%76 = load i32, i32* %7
%77 = load i32, i32* %10
%78 = icmp eq i32 %76, %77
br i1 %78, label %79, label %93
79: ; preds = %75
%80 = load i32, i32* %14
%81 = and i32 %80, 1
%82 = icmp ne i32 %81, 0
br i1 %82, label %83, label %93
83: ; preds = %79, %59
%84 = load i32, i32* %14
%85 = add i32 %84, 1
store i32 %85, i32* %14
%86 = load i32, i32* %14
%87 = and i32 %86, 1023
%88 = icmp ne i32 %87, 0
br i1 %88, label %92, label %89
89: ; preds = %83
%90 = load i32, i32* %13
%91 = add i32 %90, 1
store i32 %91, i32* %13
store i32 0, i32* %14
br label %92
92: ; preds = %89, %83
br label %93
93: ; preds = %92, %79, %75
%94 = load i32, i32* %12
%95 = load i32, i32* %13
%96 = shl i32 %95, 10
%97 = or i32 %94, %96
%98 = load i32, i32* %14
%99 = or i32 %97, %98
%100 = trunc i32 %99 to i16
%101 = load i16*, i16** %4
store i16 %100, i16* %101
br label %102
102: ; preds = %93, %38, %30, %22
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @TH_float2halfbits(float* nocapture %0, i16* nocapture writeonly %1) {
%3 = bitcast float* %0 to i32*
%4 = load i32, i32* %3
%5 = and i32 %4, 2147483647
%6 = icmp ugt i32 %5, 2139095040
br i1 %6, label %53, label %7
7: ; preds = %2
%8 = lshr i32 %4, 16
%9 = and i32 %8, 32768
%10 = icmp ugt i32 %5, 1199566847
br i1 %10, label %11, label %14
11: ; preds = %7
%12 = trunc i32 %9 to i16
%13 = or i16 %12, 31744
br label %53
14: ; preds = %7
%15 = icmp ult i32 %5, 855638017
br i1 %15, label %16, label %18
16: ; preds = %14
%17 = trunc i32 %9 to i16
br label %53
18: ; preds = %14
%19 = lshr i32 %4, 23
%20 = and i32 %19, 255
%21 = and i32 %4, 8388607
%22 = icmp ugt i32 %20, 112
%23 = sub nsw i32 126, %20
%24 = or i32 %21, 8388608
%25 = select i1 %22, i32 13, i32 %23
%26 = tail call i32 @llvm.usub.sat.i32(i32 %20, i32 112)
%27 = select i1 %22, i32 %21, i32 %24
%28 = shl nuw i32 1, %25
%29 = lshr i32 %28, 1
%30 = add nuw i32 %28, 16777215
%31 = and i32 %30, %27
%32 = lshr i32 %27, %25
%33 = icmp ugt i32 %31, %29
br i1 %33, label %39, label %34
34: ; preds = %18
%35 = icmp ne i32 %31, %29
%36 = and i32 %32, 1
%37 = icmp eq i32 %36, 0
%38 = select i1 %35, i1 true, i1 %37
br i1 %38, label %46, label %39
39: ; preds = %34, %18
%40 = add i32 %32, 1
%41 = and i32 %40, 1023
%42 = icmp eq i32 %41, 0
%43 = zext i1 %42 to i32
%44 = add nuw nsw i32 %26, %43
%45 = select i1 %42, i32 0, i32 %40
br label %46
46: ; preds = %39, %34
%47 = phi i32 [ %26, %34 ], [ %44, %39 ]
%48 = phi i32 [ %32, %34 ], [ %45, %39 ]
%49 = shl nuw nsw i32 %47, 10
%50 = or i32 %49, %9
%51 = or i32 %50, %48
%52 = trunc i32 %51 to i16
br label %53
53: ; preds = %2, %46, %16, %11
%54 = phi i16 [ %52, %46 ], [ %17, %16 ], [ %13, %11 ], [ 32767, %2 ]
store i16 %54, i16* %1
ret void
}