unsigned int randomize(unsigned int data, unsigned int length,
                       unsigned int *state) {
  int i;
  unsigned int x, result = 0;
  for (i = length - 1; i >= 0; i--) {
    x = (data & (1 << i)) != 0;
    x ^= *state & 0x0001;
    x ^= ((*state & 0x0004) >> 2);
    x ^= ((*state & 0x2000) >> 13);
    x ^= ((*state & 0x8000) >> 15);
    *state = ((*state << 1) + x) & 0xFFFF;
    result |= x << i;
  }
  return (result);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<randomize>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %esi,-0x8(%rbp)
mov    %rdx,-0x10(%rbp)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x14(%rbp)
jl     11c4 <randomize+0xc4>
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
mov    $0x1,%edx
shl    %cl,%edx
mov    %edx,%ecx
and    %ecx,%eax
cmp    $0x0,%eax
setne  %al
and    $0x1,%al
movzbl %al,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    (%rax),%eax
and    $0x1,%eax
xor    -0x18(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    (%rax),%eax
and    $0x4,%eax
shr    $0x2,%eax
xor    -0x18(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    (%rax),%eax
and    $0x2000,%eax
shr    $0xd,%eax
xor    -0x18(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    (%rax),%eax
and    $0x8000,%eax
shr    $0xf,%eax
xor    -0x18(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    (%rax),%ecx
shl    $0x1,%ecx
add    -0x18(%rbp),%ecx
and    $0xffff,%ecx
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %ecx,(%rax)
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
shl    %cl,%eax
or     -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    111e <randomize+0x1e>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<randomize>:
mov    %esi,%eax
add    $0xffffffff,%eax
js     1153 <randomize+0x53>
mov    %esi,%ecx
mov    (%rdx),%r11d
xor    %eax,%eax
xchg   %ax,%ax
add    $0xffffffff,%ecx
mov    %edi,%r8d
shr    %cl,%r8d
mov    %r11d,%r9d
shr    $0x2,%r9d
xor    %r11d,%r9d
mov    %r11d,%r10d
shr    $0xd,%r10d
xor    %r9d,%r10d
mov    %r11d,%esi
shr    $0xf,%esi
xor    %r10d,%esi
xor    %r8d,%esi
and    $0x1,%esi
and    $0x7fff,%r11d
lea    (%rsi,%r11,2),%r11d
shl    %cl,%esi
or     %esi,%eax
test   %ecx,%ecx
jg     1110 <randomize+0x10>
mov    %r11d,(%rdx)
ret
xor    %eax,%eax
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @randomize(i32 %0, i32 %1, i32* %2) {
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32*
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
store i32 %0, i32* %4
store i32 %1, i32* %5
store i32* %2, i32** %6
store i32 0, i32* %9
%10 = load i32, i32* %5
%11 = sub i32 %10, 1
store i32 %11, i32* %7
br label %12
12: ; preds = %57, %3
%13 = load i32, i32* %7
%14 = icmp sge i32 %13, 0
br i1 %14, label %15, label %60
15: ; preds = %12
%16 = load i32, i32* %4
%17 = load i32, i32* %7
%18 = shl i32 1, %17
%19 = and i32 %16, %18
%20 = icmp ne i32 %19, 0
%21 = zext i1 %20 to i32
store i32 %21, i32* %8
%22 = load i32*, i32** %6
%23 = load i32, i32* %22
%24 = and i32 %23, 1
%25 = load i32, i32* %8
%26 = xor i32 %25, %24
store i32 %26, i32* %8
%27 = load i32*, i32** %6
%28 = load i32, i32* %27
%29 = and i32 %28, 4
%30 = lshr i32 %29, 2
%31 = load i32, i32* %8
%32 = xor i32 %31, %30
store i32 %32, i32* %8
%33 = load i32*, i32** %6
%34 = load i32, i32* %33
%35 = and i32 %34, 8192
%36 = lshr i32 %35, 13
%37 = load i32, i32* %8
%38 = xor i32 %37, %36
store i32 %38, i32* %8
%39 = load i32*, i32** %6
%40 = load i32, i32* %39
%41 = and i32 %40, 32768
%42 = lshr i32 %41, 15
%43 = load i32, i32* %8
%44 = xor i32 %43, %42
store i32 %44, i32* %8
%45 = load i32*, i32** %6
%46 = load i32, i32* %45
%47 = shl i32 %46, 1
%48 = load i32, i32* %8
%49 = add i32 %47, %48
%50 = and i32 %49, 65535
%51 = load i32*, i32** %6
store i32 %50, i32* %51
%52 = load i32, i32* %8
%53 = load i32, i32* %7
%54 = shl i32 %52, %53
%55 = load i32, i32* %9
%56 = or i32 %55, %54
store i32 %56, i32* %9
br label %57
57: ; preds = %15
%58 = load i32, i32* %7
%59 = add nsw i32 %58, -1
store i32 %59, i32* %7
br label %12
60: ; preds = %12
%61 = load i32, i32* %9
ret i32 %61
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @randomize(i32 %0, i32 %1, i32* nocapture %2) {
%4 = add i32 %1, -1
%5 = icmp sgt i32 %4, -1
br i1 %5, label %6, label %29
6: ; preds = %3
%7 = load i32, i32* %2
br label %8
8: ; preds = %6, %8
%9 = phi i32 [ %7, %6 ], [ %23, %8 ]
%10 = phi i32 [ %4, %6 ], [ %26, %8 ]
%11 = phi i32 [ 0, %6 ], [ %25, %8 ]
%12 = lshr i32 %0, %10
%13 = xor i32 %9, %12
%14 = lshr i32 %9, 2
%15 = xor i32 %13, %14
%16 = lshr i32 %9, 13
%17 = xor i32 %15, %16
%18 = lshr i32 %9, 15
%19 = xor i32 %17, %18
%20 = and i32 %19, 1
%21 = shl i32 %9, 1
%22 = and i32 %21, 65534
%23 = or i32 %20, %22
%24 = shl nuw i32 %20, %10
%25 = or i32 %24, %11
%26 = add nsw i32 %10, -1
%27 = icmp sgt i32 %10, 0
br i1 %27, label %8, label %28
28: ; preds = %8
store i32 %23, i32* %2
br label %29
29: ; preds = %28, %3
%30 = phi i32 [ %25, %28 ], [ 0, %3 ]
ret i32 %30
}