void leftshift_onebit(unsigned char *input, unsigned char *output) {
  int i;
  unsigned char overflow = 0;
  for (i = 15; i >= 0; i--) {
    output[i] = input[i] << 1;
    output[i] |= overflow;
    overflow = (input[i] & 0x80) ? 1 : 0;
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<leftshift_onebit>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
movb   $0x0,-0x15(%rbp)
movl   $0xf,-0x14(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x14(%rbp)
jl     1182 <leftshift_onebit+0x82>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
movzbl (%rax,%rcx,1),%eax
shl    $0x1,%eax
mov    %al,%dl
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    %dl,(%rax,%rcx,1)
movzbl -0x15(%rbp),%esi
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
movzbl (%rax,%rcx,1),%edx
or     %esi,%edx
mov    %dl,(%rax,%rcx,1)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
movzbl (%rax,%rcx,1),%edx
and    $0x80,%edx
xor    %eax,%eax
mov    $0x1,%ecx
cmp    $0x0,%edx
cmovne %ecx,%eax
mov    %al,-0x15(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1117 <leftshift_onebit+0x17>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<leftshift_onebit>:
mov    0xf(%rdi),%al
add    %al,%al
mov    %al,0xf(%rsi)
mov    0xe(%rdi),%al
mov    0xf(%rdi),%cl
shr    $0x7,%cl
add    %al,%al
or     %cl,%al
mov    %al,0xe(%rsi)
mov    0xd(%rdi),%al
mov    0xe(%rdi),%cl
shr    $0x7,%cl
add    %al,%al
or     %cl,%al
mov    %al,0xd(%rsi)
mov    0xc(%rdi),%al
mov    0xd(%rdi),%cl
shr    $0x7,%cl
add    %al,%al
or     %cl,%al
mov    %al,0xc(%rsi)
mov    0xb(%rdi),%al
mov    0xc(%rdi),%cl
shr    $0x7,%cl
add    %al,%al
or     %cl,%al
mov    %al,0xb(%rsi)
mov    0xa(%rdi),%al
mov    0xb(%rdi),%cl
shr    $0x7,%cl
add    %al,%al
or     %cl,%al
mov    %al,0xa(%rsi)
mov    0x9(%rdi),%al
mov    0xa(%rdi),%cl
shr    $0x7,%cl
add    %al,%al
or     %cl,%al
mov    %al,0x9(%rsi)
mov    0x8(%rdi),%al
mov    0x9(%rdi),%cl
shr    $0x7,%cl
add    %al,%al
or     %cl,%al
mov    %al,0x8(%rsi)
mov    0x7(%rdi),%al
mov    0x8(%rdi),%cl
shr    $0x7,%cl
add    %al,%al
or     %cl,%al
mov    %al,0x7(%rsi)
mov    0x6(%rdi),%al
mov    0x7(%rdi),%cl
shr    $0x7,%cl
add    %al,%al
or     %cl,%al
mov    %al,0x6(%rsi)
mov    0x5(%rdi),%al
mov    0x6(%rdi),%cl
shr    $0x7,%cl
add    %al,%al
or     %cl,%al
mov    %al,0x5(%rsi)
mov    0x4(%rdi),%al
mov    0x5(%rdi),%cl
shr    $0x7,%cl
add    %al,%al
or     %cl,%al
mov    %al,0x4(%rsi)
mov    0x3(%rdi),%al
mov    0x4(%rdi),%cl
shr    $0x7,%cl
add    %al,%al
or     %cl,%al
mov    %al,0x3(%rsi)
mov    0x2(%rdi),%al
mov    0x3(%rdi),%cl
shr    $0x7,%cl
add    %al,%al
or     %cl,%al
mov    %al,0x2(%rsi)
mov    0x1(%rdi),%al
mov    0x2(%rdi),%cl
shr    $0x7,%cl
add    %al,%al
or     %cl,%al
mov    %al,0x1(%rsi)
mov    (%rdi),%al
mov    0x1(%rdi),%cl
shr    $0x7,%cl
add    %al,%al
or     %cl,%al
mov    %al,(%rsi)
ret

LLVM IR (-O0):
define void @leftshift_onebit(i8* %0, i8* %1) {
%3 = alloca i8*
%4 = alloca i8*
%5 = alloca i32
%6 = alloca i8
store i8* %0, i8** %3
store i8* %1, i8** %4
store i8 0, i8* %6
store i32 15, i32* %5
br label %7
7: ; preds = %44, %2
%8 = load i32, i32* %5
%9 = icmp sge i32 %8, 0
br i1 %9, label %10, label %47
10: ; preds = %7
%11 = load i8*, i8** %3
%12 = load i32, i32* %5
%13 = sext i32 %12 to i64
%14 = getelementptr inbounds i8, i8* %11, i64 %13
%15 = load i8, i8* %14
%16 = zext i8 %15 to i32
%17 = shl i32 %16, 1
%18 = trunc i32 %17 to i8
%19 = load i8*, i8** %4
%20 = load i32, i32* %5
%21 = sext i32 %20 to i64
%22 = getelementptr inbounds i8, i8* %19, i64 %21
store i8 %18, i8* %22
%23 = load i8, i8* %6
%24 = zext i8 %23 to i32
%25 = load i8*, i8** %4
%26 = load i32, i32* %5
%27 = sext i32 %26 to i64
%28 = getelementptr inbounds i8, i8* %25, i64 %27
%29 = load i8, i8* %28
%30 = zext i8 %29 to i32
%31 = or i32 %30, %24
%32 = trunc i32 %31 to i8
store i8 %32, i8* %28
%33 = load i8*, i8** %3
%34 = load i32, i32* %5
%35 = sext i32 %34 to i64
%36 = getelementptr inbounds i8, i8* %33, i64 %35
%37 = load i8, i8* %36
%38 = zext i8 %37 to i32
%39 = and i32 %38, 128
%40 = icmp ne i32 %39, 0
%41 = zext i1 %40 to i64
%42 = select i1 %40, i32 1, i32 0
%43 = trunc i32 %42 to i8
store i8 %43, i8* %6
br label %44
44: ; preds = %10
%45 = load i32, i32* %5
%46 = add nsw i32 %45, -1
store i32 %46, i32* %5
br label %7
47: ; preds = %7
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @leftshift_onebit(i8* nocapture %0, i8* nocapture writeonly %1) {
%3 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 15
%4 = load i8, i8* %3
%5 = shl i8 %4, 1
%6 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 15
store i8 %5, i8* %6
%7 = load i8, i8* %3
%8 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 14
%9 = load i8, i8* %8
%10 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 14
%11 = call i8 @llvm.fshl.i8(i8 %9, i8 %7, i8 1)
store i8 %11, i8* %10
%12 = load i8, i8* %8
%13 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 13
%14 = load i8, i8* %13
%15 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 13
%16 = call i8 @llvm.fshl.i8(i8 %14, i8 %12, i8 1)
store i8 %16, i8* %15
%17 = load i8, i8* %13
%18 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 12
%19 = load i8, i8* %18
%20 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 12
%21 = call i8 @llvm.fshl.i8(i8 %19, i8 %17, i8 1)
store i8 %21, i8* %20
%22 = load i8, i8* %18
%23 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 11
%24 = load i8, i8* %23
%25 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 11
%26 = call i8 @llvm.fshl.i8(i8 %24, i8 %22, i8 1)
store i8 %26, i8* %25
%27 = load i8, i8* %23
%28 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 10
%29 = load i8, i8* %28
%30 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 10
%31 = call i8 @llvm.fshl.i8(i8 %29, i8 %27, i8 1)
store i8 %31, i8* %30
%32 = load i8, i8* %28
%33 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 9
%34 = load i8, i8* %33
%35 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 9
%36 = call i8 @llvm.fshl.i8(i8 %34, i8 %32, i8 1)
store i8 %36, i8* %35
%37 = load i8, i8* %33
%38 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 8
%39 = load i8, i8* %38
%40 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 8
%41 = call i8 @llvm.fshl.i8(i8 %39, i8 %37, i8 1)
store i8 %41, i8* %40
%42 = load i8, i8* %38
%43 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 7
%44 = load i8, i8* %43
%45 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 7
%46 = call i8 @llvm.fshl.i8(i8 %44, i8 %42, i8 1)
store i8 %46, i8* %45
%47 = load i8, i8* %43
%48 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 6
%49 = load i8, i8* %48
%50 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 6
%51 = call i8 @llvm.fshl.i8(i8 %49, i8 %47, i8 1)
store i8 %51, i8* %50
%52 = load i8, i8* %48
%53 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 5
%54 = load i8, i8* %53
%55 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 5
%56 = call i8 @llvm.fshl.i8(i8 %54, i8 %52, i8 1)
store i8 %56, i8* %55
%57 = load i8, i8* %53
%58 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 4
%59 = load i8, i8* %58
%60 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 4
%61 = call i8 @llvm.fshl.i8(i8 %59, i8 %57, i8 1)
store i8 %61, i8* %60
%62 = load i8, i8* %58
%63 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 3
%64 = load i8, i8* %63
%65 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 3
%66 = call i8 @llvm.fshl.i8(i8 %64, i8 %62, i8 1)
store i8 %66, i8* %65
%67 = load i8, i8* %63
%68 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 2
%69 = load i8, i8* %68
%70 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 2
%71 = call i8 @llvm.fshl.i8(i8 %69, i8 %67, i8 1)
store i8 %71, i8* %70
%72 = load i8, i8* %68
%73 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 1
%74 = load i8, i8* %73
%75 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 1
%76 = call i8 @llvm.fshl.i8(i8 %74, i8 %72, i8 1)
store i8 %76, i8* %75
%77 = load i8, i8* %73
%78 = load i8, i8* %0
%79 = call i8 @llvm.fshl.i8(i8 %78, i8 %77, i8 1)
store i8 %79, i8* %1
ret void
}