unsigned int swap_bits(unsigned int bits, unsigned int length) {
  unsigned int swapped = 0;
  while (length--) {
    const unsigned int lsb = bits & 1;
    bits >>= 1;
    swapped = (swapped << 1) | lsb;
  }
  return swapped;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<swap_bits>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %esi,-0x8(%rbp)
movl   $0x0,-0xc(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    %eax,%ecx
add    $0xffffffff,%ecx
mov    %ecx,-0x8(%rbp)
cmp    $0x0,%eax
je     1148 <swap_bits+0x48>
mov    -0x4(%rbp),%eax
and    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
shr    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
shl    $0x1,%eax
or     -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
jmp    1111 <swap_bits+0x11>
mov    -0xc(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<swap_bits>:
test   %esi,%esi
je     1117 <swap_bits+0x17>
lea    -0x1(%rsi),%eax
mov    %esi,%r8d
and    $0x3,%r8d
cmp    $0x3,%eax
jae    111a <swap_bits+0x1a>
xor    %eax,%eax
jmp    1152 <swap_bits+0x52>
xor    %eax,%eax
ret
and    $0xfffffffc,%esi
xor    %eax,%eax
nop
mov    %edi,%r9d
and    $0x2,%r9d
mov    %edi,%ecx
shr    $0x2,%ecx
mov    %edi,%edx
and    $0x1,%edx
shl    $0x2,%edx
lea    (%rdx,%rax,8),%eax
or     %r9d,%eax
and    $0x1,%ecx
or     %eax,%ecx
mov    %edi,%eax
shr    $0x3,%eax
and    $0x1,%eax
shr    $0x4,%edi
lea    (%rax,%rcx,2),%eax
add    $0xfffffffc,%esi
jne    1120 <swap_bits+0x20>
test   %r8d,%r8d
je     1170 <swap_bits+0x70>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %edi,%ecx
and    $0x1,%ecx
shr    %edi
lea    (%rcx,%rax,2),%eax
add    $0xffffffff,%r8d
jne    1160 <swap_bits+0x60>
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @swap_bits(i32 %0, i32 %1) {
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
store i32 %0, i32* %3
store i32 %1, i32* %4
store i32 0, i32* %5
br label %7
7: ; preds = %11, %2
%8 = load i32, i32* %4
%9 = add i32 %8, -1
store i32 %9, i32* %4
%10 = icmp ne i32 %8, 0
br i1 %10, label %11, label %20
11: ; preds = %7
%12 = load i32, i32* %3
%13 = and i32 %12, 1
store i32 %13, i32* %6
%14 = load i32, i32* %3
%15 = lshr i32 %14, 1
store i32 %15, i32* %3
%16 = load i32, i32* %5
%17 = shl i32 %16, 1
%18 = load i32, i32* %6
%19 = or i32 %17, %18
store i32 %19, i32* %5
br label %7
20: ; preds = %7
%21 = load i32, i32* %5
ret i32 %21
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @swap_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 ], [ %25, %10 ]
%12 = phi i32 [ 0, %8 ], [ %27, %10 ]
%13 = phi i32 [ 0, %8 ], [ %28, %10 ]
%14 = and i32 %11, 2
%15 = lshr i32 %11, 2
%16 = shl i32 %12, 3
%17 = shl i32 %11, 2
%18 = and i32 %17, 4
%19 = or i32 %16, %18
%20 = or i32 %14, %19
%21 = and i32 %15, 1
%22 = lshr i32 %11, 3
%23 = or i32 %21, %20
%24 = and i32 %22, 1
%25 = lshr i32 %11, 4
%26 = shl i32 %23, 1
%27 = or i32 %24, %26
%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 ], [ %27, %10 ]
%32 = phi i32 [ %0, %4 ], [ %25, %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 [ %40, %35 ], [ %32, %30 ]
%37 = phi i32 [ %42, %35 ], [ %33, %30 ]
%38 = phi i32 [ %43, %35 ], [ 0, %30 ]
%39 = and i32 %36, 1
%40 = lshr i32 %36, 1
%41 = shl i32 %37, 1
%42 = or i32 %39, %41
%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 ], [ %42, %35 ]
ret i32 %46
}