int headroom(int *la, short *sa) {
  if (*la == 0)
    *sa += 31;
  else if (*la < 0) {
    while (*la > -1 << 30) {
      *la <<= 1;
      (*sa)++;
    }
  } else {
    while (*la < 1 << 30) {
      *la <<= 1;
      (*sa)++;
    }
  }
  return *la;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<headroom>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
cmpl   $0x0,(%rax)
jne    112b <headroom+0x2b>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movswl (%rax),%ecx
add    $0x1f,%ecx
mov    %cx,(%rax)
jmp    11ad <headroom+0xad>
mov    -0x8(%rbp),%rax
cmpl   $0x0,(%rax)
jge    1170 <headroom+0x70>
jmp    113d <headroom+0x3d>
mov    -0x8(%rbp),%rax
cmpl   $0xc0000000,(%rax)
jle    116b <headroom+0x6b>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    (%rax),%ecx
shl    $0x1,%ecx
mov    %ecx,(%rax)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    (%rax),%cx
add    $0x1,%cx
mov    %cx,(%rax)
jmp    113d <headroom+0x3d>
jmp    11a8 <headroom+0xa8>
jmp    1175 <headroom+0x75>
mov    -0x8(%rbp),%rax
cmpl   $0x40000000,(%rax)
jge    11a3 <headroom+0xa3>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    (%rax),%ecx
shl    $0x1,%ecx
mov    %ecx,(%rax)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    (%rax),%cx
add    $0x1,%cx
mov    %cx,(%rax)
jmp    1175 <headroom+0x75>
jmp    11a8 <headroom+0xa8>
jmp    11ad <headroom+0xad>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    (%rax),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<headroom>:
mov    (%rdi),%eax
test   %eax,%eax
je     112e <headroom+0x2e>
js     1138 <headroom+0x38>
cmp    $0x3fffffff,%eax
ja     1161 <headroom+0x61>
movzwl (%rsi),%ecx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
add    %eax,%eax
add    $0x1,%ecx
cmp    $0x40000000,%eax
jl     1120 <headroom+0x20>
jmp    115c <headroom+0x5c>
movzwl (%rsi),%ecx
add    $0x1f,%ecx
xor    %eax,%eax
jmp    115e <headroom+0x5e>
cmp    $0xc0000001,%eax
jb     1161 <headroom+0x61>
movzwl (%rsi),%ecx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
add    %eax,%eax
add    $0x1,%ecx
cmp    $0xc0000000,%eax
jg     1150 <headroom+0x50>
mov    %eax,(%rdi)
mov    %cx,(%rsi)
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @headroom(i32* %0, i16* %1) {
%3 = alloca i32*
%4 = alloca i16*
store i32* %0, i32** %3
store i16* %1, i16** %4
%5 = load i32*, i32** %3
%6 = load i32, i32* %5
%7 = icmp eq i32 %6, 0
br i1 %7, label %8, label %14
8: ; preds = %2
%9 = load i16*, i16** %4
%10 = load i16, i16* %9
%11 = sext i16 %10 to i32
%12 = add nsw i32 %11, 31
%13 = trunc i32 %12 to i16
store i16 %13, i16* %9
br label %45
14: ; preds = %2
%15 = load i32*, i32** %3
%16 = load i32, i32* %15
%17 = icmp slt i32 %16, 0
br i1 %17, label %18, label %31
18: ; preds = %14
br label %19
19: ; preds = %23, %18
%20 = load i32*, i32** %3
%21 = load i32, i32* %20
%22 = icmp sgt i32 %21, -1073741824
br i1 %22, label %23, label %30
23: ; preds = %19
%24 = load i32*, i32** %3
%25 = load i32, i32* %24
%26 = shl i32 %25, 1
store i32 %26, i32* %24
%27 = load i16*, i16** %4
%28 = load i16, i16* %27
%29 = add i16 %28, 1
store i16 %29, i16* %27
br label %19
30: ; preds = %19
br label %44
31: ; preds = %14
br label %32
32: ; preds = %36, %31
%33 = load i32*, i32** %3
%34 = load i32, i32* %33
%35 = icmp slt i32 %34, 1073741824
br i1 %35, label %36, label %43
36: ; preds = %32
%37 = load i32*, i32** %3
%38 = load i32, i32* %37
%39 = shl i32 %38, 1
store i32 %39, i32* %37
%40 = load i16*, i16** %4
%41 = load i16, i16* %40
%42 = add i16 %41, 1
store i16 %42, i16* %40
br label %32
43: ; preds = %32
br label %44
44: ; preds = %43, %30
br label %45
45: ; preds = %44, %8
%46 = load i32*, i32** %3
%47 = load i32, i32* %46
ret i32 %47
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @headroom(i32* nocapture %0, i16* nocapture %1) {
%3 = load i32, i32* %0
%4 = icmp eq i32 %3, 0
br i1 %4, label %5, label %8
5: ; preds = %2
%6 = load i16, i16* %1
%7 = add i16 %6, 31
br label %32
8: ; preds = %2
%9 = icmp slt i32 %3, 0
br i1 %9, label %14, label %10
10: ; preds = %8
%11 = icmp ult i32 %3, 1073741824
br i1 %11, label %12, label %35
12: ; preds = %10
%13 = load i16, i16* %1
br label %24
14: ; preds = %8
%15 = icmp ugt i32 %3, -1073741824
br i1 %15, label %16, label %35
16: ; preds = %14
%17 = load i16, i16* %1
br label %18
18: ; preds = %16, %18
%19 = phi i16 [ %17, %16 ], [ %22, %18 ]
%20 = phi i32 [ %3, %16 ], [ %21, %18 ]
%21 = shl i32 %20, 1
%22 = add i16 %19, 1
%23 = icmp sgt i32 %21, -1073741824
br i1 %23, label %18, label %30
24: ; preds = %12, %24
%25 = phi i16 [ %13, %12 ], [ %28, %24 ]
%26 = phi i32 [ %3, %12 ], [ %27, %24 ]
%27 = shl i32 %26, 1
%28 = add i16 %25, 1
%29 = icmp slt i32 %27, 1073741824
br i1 %29, label %24, label %31
30: ; preds = %18
store i32 %21, i32* %0
br label %32
31: ; preds = %24
store i32 %27, i32* %0
br label %32
32: ; preds = %5, %30, %31
%33 = phi i16 [ %28, %31 ], [ %22, %30 ], [ %7, %5 ]
%34 = phi i32 [ %27, %31 ], [ %21, %30 ], [ 0, %5 ]
store i16 %33, i16* %1
br label %35
35: ; preds = %32, %10, %14
%36 = phi i32 [ %3, %10 ], [ %3, %14 ], [ %34, %32 ]
ret i32 %36
}