void putbits(int data, unsigned char *buffer, int bits, int *byte_ptr,
             int *bit_ptr) {
  int bit, nr = bits;
  while (nr > 0) {
    nr--;
    bit = (data & (1 << nr)) >> nr;
    if (*bit_ptr == 7)
      buffer[*byte_ptr] = (unsigned char)(bit << *bit_ptr);
    else
      buffer[*byte_ptr] =
          (unsigned char)(buffer[*byte_ptr] + (bit << *bit_ptr));
    if (*bit_ptr == 0) {
      (*byte_ptr)++;
      *bit_ptr = 7;
    } else {
      (*bit_ptr)--;
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<putbits>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
mov    %r8,-0x28(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x30(%rbp)
jle    11da <putbits+0xda>
mov    -0x30(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    -0x30(%rbp),%ecx
mov    $0x1,%edx
shl    %cl,%edx
mov    %edx,%ecx
and    %ecx,%eax
mov    -0x30(%rbp),%ecx
sar    %cl,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
cmpl   $0x7,(%rax)
jne    1175 <putbits+0x75>
mov    -0x2c(%rbp),%eax
mov    -0x28(%rbp),%rcx
mov    (%rcx),%ecx
shl    %cl,%eax
mov    %al,%dl
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%rcx
movslq (%rcx),%rcx
mov    %dl,(%rax,%rcx,1)
jmp    11a3 <putbits+0xa3>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%rcx
movslq (%rcx),%rcx
movzbl (%rax,%rcx,1),%eax
mov    -0x2c(%rbp),%edx
mov    -0x28(%rbp),%rcx
mov    (%rcx),%ecx
shl    %cl,%edx
mov    %edx,%ecx
add    %ecx,%eax
mov    %al,%dl
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%rcx
movslq (%rcx),%rcx
mov    %dl,(%rax,%rcx,1)
mov    -0x28(%rbp),%rax
cmpl   $0x0,(%rax)
jne    11ca <putbits+0xca>
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    (%rax),%ecx
add    $0x1,%ecx
mov    %ecx,(%rax)
mov    -0x28(%rbp),%rax
movl   $0x7,(%rax)
jmp    11d5 <putbits+0xd5>
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    (%rax),%ecx
add    $0xffffffff,%ecx
mov    %ecx,(%rax)
jmp    111c <putbits+0x1c>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<putbits>:
test   %edx,%edx
jle    115f <putbits+0x5f>
mov    %rcx,%r9
mov    (%r8),%r10d
add    $0x1,%edx
jmp    111f <putbits+0x1f>
nop
add    $0xffffffff,%r10d
mov    %r10d,(%r8)
add    $0xffffffff,%edx
cmp    $0x1,%edx
jbe    115f <putbits+0x5f>
lea    -0x2(%rdx),%ecx
mov    $0x1,%eax
shl    %cl,%eax
and    %edi,%eax
sar    %cl,%eax
cmp    $0x7,%r10d
jne    1140 <putbits+0x40>
shl    $0x7,%al
movslq (%r9),%rcx
mov    %al,(%rsi,%rcx,1)
jmp    114b <putbits+0x4b>
xchg   %ax,%ax
mov    %r10d,%ecx
shl    %cl,%eax
movslq (%r9),%rcx
add    %al,(%rsi,%rcx,1)
mov    (%r8),%r10d
test   %r10d,%r10d
jne    1110 <putbits+0x10>
addl   $0x1,(%r9)
mov    $0x7,%r10d
jmp    1114 <putbits+0x14>
ret

LLVM IR (-O0):
define void @putbits(i32 %0, i8* %1, i32 %2, i32* %3, i32* %4) {
%6 = alloca i32
%7 = alloca i8*
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32*
%10 = alloca i32*
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
store i32 %0, i32* %6
store i8* %1, i8** %7
store i32 %2, i32* %8
store i32* %3, i32** %9
store i32* %4, i32** %10
%13 = load i32, i32* %8
store i32 %13, i32* %12
br label %14
14: ; preds = %72, %5
%15 = load i32, i32* %12
%16 = icmp sgt i32 %15, 0
br i1 %16, label %17, label %73
17: ; preds = %14
%18 = load i32, i32* %12
%19 = add nsw i32 %18, -1
store i32 %19, i32* %12
%20 = load i32, i32* %6
%21 = load i32, i32* %12
%22 = shl i32 1, %21
%23 = and i32 %20, %22
%24 = load i32, i32* %12
%25 = ashr i32 %23, %24
store i32 %25, i32* %11
%26 = load i32*, i32** %10
%27 = load i32, i32* %26
%28 = icmp eq i32 %27, 7
br i1 %28, label %29, label %40
29: ; preds = %17
%30 = load i32, i32* %11
%31 = load i32*, i32** %10
%32 = load i32, i32* %31
%33 = shl i32 %30, %32
%34 = trunc i32 %33 to i8
%35 = load i8*, i8** %7
%36 = load i32*, i32** %9
%37 = load i32, i32* %36
%38 = sext i32 %37 to i64
%39 = getelementptr inbounds i8, i8* %35, i64 %38
store i8 %34, i8* %39
br label %59
40: ; preds = %17
%41 = load i8*, i8** %7
%42 = load i32*, i32** %9
%43 = load i32, i32* %42
%44 = sext i32 %43 to i64
%45 = getelementptr inbounds i8, i8* %41, i64 %44
%46 = load i8, i8* %45
%47 = zext i8 %46 to i32
%48 = load i32, i32* %11
%49 = load i32*, i32** %10
%50 = load i32, i32* %49
%51 = shl i32 %48, %50
%52 = add nsw i32 %47, %51
%53 = trunc i32 %52 to i8
%54 = load i8*, i8** %7
%55 = load i32*, i32** %9
%56 = load i32, i32* %55
%57 = sext i32 %56 to i64
%58 = getelementptr inbounds i8, i8* %54, i64 %57
store i8 %53, i8* %58
br label %59
59: ; preds = %40, %29
%60 = load i32*, i32** %10
%61 = load i32, i32* %60
%62 = icmp eq i32 %61, 0
br i1 %62, label %63, label %68
63: ; preds = %59
%64 = load i32*, i32** %9
%65 = load i32, i32* %64
%66 = add nsw i32 %65, 1
store i32 %66, i32* %64
%67 = load i32*, i32** %10
store i32 7, i32* %67
br label %72
68: ; preds = %59
%69 = load i32*, i32** %10
%70 = load i32, i32* %69
%71 = add nsw i32 %70, -1
store i32 %71, i32* %69
br label %72
72: ; preds = %68, %63
br label %14
73: ; preds = %14
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @putbits(i32 %0, i8* nocapture %1, i32 %2, i32* nocapture %3, i32* nocapture %4) {
%6 = icmp sgt i32 %2, 0
br i1 %6, label %7, label %42
7: ; preds = %5
%8 = load i32, i32* %4
br label %9
9: ; preds = %7, %39
%10 = phi i32 [ %40, %39 ], [ %8, %7 ]
%11 = phi i32 [ %12, %39 ], [ %2, %7 ]
%12 = add nsw i32 %11, -1
%13 = shl nuw i32 1, %12
%14 = and i32 %13, %0
%15 = ashr i32 %14, %12
%16 = icmp eq i32 %10, 7
br i1 %16, label %17, label %23
17: ; preds = %9
%18 = trunc i32 %15 to i8
%19 = shl i8 %18, 7
%20 = load i32, i32* %3
%21 = sext i32 %20 to i64
%22 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 %21
store i8 %19, i8* %22
br label %31
23: ; preds = %9
%24 = load i32, i32* %3
%25 = sext i32 %24 to i64
%26 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 %25
%27 = load i8, i8* %26
%28 = shl i32 %15, %10
%29 = trunc i32 %28 to i8
%30 = add i8 %27, %29
store i8 %30, i8* %26
br label %31
31: ; preds = %23, %17
%32 = load i32, i32* %4
%33 = icmp eq i32 %32, 0
br i1 %33, label %34, label %37
34: ; preds = %31
%35 = load i32, i32* %3
%36 = add nsw i32 %35, 1
store i32 %36, i32* %3
br label %39
37: ; preds = %31
%38 = add nsw i32 %32, -1
br label %39
39: ; preds = %37, %34
%40 = phi i32 [ %38, %37 ], [ 7, %34 ]
store i32 %40, i32* %4
%41 = icmp ugt i32 %11, 1
br i1 %41, label %9, label %42
42: ; preds = %39, %5
ret void
}