unsigned short CPK_get_next_bits(unsigned char *infile, int *const offset_p,
                                 unsigned char *const bit_pool_p,
                                 int *const bits_left_p, const int bit_count) {
  unsigned short out_bits = 0;
  int num_bits_produced = 0;
  while (num_bits_produced < bit_count) {
    if (0 == *bits_left_p) {
      *bit_pool_p = infile[*offset_p];
      *bits_left_p = 8;
      --*offset_p;
    }
    int bits_this_round;
    if (*bits_left_p > (bit_count - num_bits_produced))
      bits_this_round = bit_count - num_bits_produced;
    else
      bits_this_round = *bits_left_p;
    out_bits <<= bits_this_round;
    out_bits |= (*bit_pool_p >> (*bits_left_p - bits_this_round)) &
                ((1 << bits_this_round) - 1);
    *bits_left_p -= bits_this_round;
    num_bits_produced += bits_this_round;
  }
  return out_bits;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<CPK_get_next_bits>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
mov    %r8d,-0x24(%rbp)
movw   $0x0,-0x26(%rbp)
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0x24(%rbp),%eax
jge    11ec <CPK_get_next_bits+0xec>
mov    -0x20(%rbp),%rcx
xor    %eax,%eax
cmp    (%rcx),%eax
jne    1168 <CPK_get_next_bits+0x68>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
movslq (%rcx),%rcx
mov    (%rax,%rcx,1),%cl
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %cl,(%rax)
mov    -0x20(%rbp),%rax
movl   $0x8,(%rax)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    (%rax),%ecx
add    $0xffffffff,%ecx
mov    %ecx,(%rax)
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    (%rax),%eax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
sub    -0x2c(%rbp),%ecx
cmp    %ecx,%eax
jle    118a <CPK_get_next_bits+0x8a>
mov    -0x24(%rbp),%eax
sub    -0x2c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
jmp    1193 <CPK_get_next_bits+0x93>
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    (%rax),%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%ecx
movzwl -0x26(%rbp),%eax
shl    %cl,%eax
mov    %ax,-0x26(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
movzbl (%rax),%eax
mov    -0x20(%rbp),%rcx
mov    (%rcx),%ecx
sub    -0x30(%rbp),%ecx
sar    %cl,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%ecx
mov    $0x1,%eax
shl    %cl,%eax
mov    -0x34(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%eax
and    %eax,%ecx
movzwl -0x26(%rbp),%eax
or     %ecx,%eax
mov    %ax,-0x26(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%edx
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    (%rax),%ecx
sub    %edx,%ecx
mov    %ecx,(%rax)
mov    -0x30(%rbp),%eax
add    -0x2c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    1125 <CPK_get_next_bits+0x25>
movzwl -0x26(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<CPK_get_next_bits>:
xor    %eax,%eax
test   %r8d,%r8d
jle    1181 <CPK_get_next_bits+0x81>
push   %rbp
push   %r14
push   %rbx
mov    %rcx,%r9
mov    (%rcx),%r10d
xor    %ebx,%ebx
jmp    115e <CPK_get_next_bits+0x5e>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
mov    %r8d,%r11d
sub    %eax,%r11d
cmp    %r11d,%r10d
cmovle %r10d,%r11d
movzwl %bx,%r14d
mov    %r11d,%ecx
shl    %cl,%r14d
movzbl (%rdx),%ebp
sub    %r11d,%r10d
mov    %r10d,%ecx
shr    %cl,%ebp
mov    $0xffffffff,%ebx
mov    %r11d,%ecx
shl    %cl,%ebx
not    %ebx
and    %ebp,%ebx
or     %r14d,%ebx
mov    %r10d,(%r9)
add    %r11d,%eax
cmp    %r8d,%eax
jge    117b <CPK_get_next_bits+0x7b>
test   %r10d,%r10d
jne    1120 <CPK_get_next_bits+0x20>
movslq (%rsi),%rcx
movzbl (%rdi,%rcx,1),%ecx
mov    %cl,(%rdx)
movl   $0x8,(%r9)
addl   $0xffffffff,(%rsi)
mov    (%r9),%r10d
jmp    1120 <CPK_get_next_bits+0x20>
mov    %ebx,%eax
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define zeroext i16 @CPK_get_next_bits(i8* %0, i32* %1, i8* %2, i32* %3, i32 %4) {
%6 = alloca i8*
%7 = alloca i32*
%8 = alloca i8*
%9 = alloca i32*
%10 = alloca i32
%11 = alloca i16
%12 = alloca i32
%13 = alloca i32
store i8* %0, i8** %6
store i32* %1, i32** %7
store i8* %2, i8** %8
store i32* %3, i32** %9
store i32 %4, i32* %10
store i16 0, i16* %11
store i32 0, i32* %12
br label %14
14: ; preds = %48, %5
%15 = load i32, i32* %12
%16 = load i32, i32* %10
%17 = icmp slt i32 %15, %16
br i1 %17, label %18, label %77
18: ; preds = %14
%19 = load i32*, i32** %9
%20 = load i32, i32* %19
%21 = icmp eq i32 0, %20
br i1 %21, label %22, label %34
22: ; preds = %18
%23 = load i8*, i8** %6
%24 = load i32*, i32** %7
%25 = load i32, i32* %24
%26 = sext i32 %25 to i64
%27 = getelementptr inbounds i8, i8* %23, i64 %26
%28 = load i8, i8* %27
%29 = load i8*, i8** %8
store i8 %28, i8* %29
%30 = load i32*, i32** %9
store i32 8, i32* %30
%31 = load i32*, i32** %7
%32 = load i32, i32* %31
%33 = add nsw i32 %32, -1
store i32 %33, i32* %31
br label %34
34: ; preds = %22, %18
%35 = load i32*, i32** %9
%36 = load i32, i32* %35
%37 = load i32, i32* %10
%38 = load i32, i32* %12
%39 = sub nsw i32 %37, %38
%40 = icmp sgt i32 %36, %39
br i1 %40, label %41, label %45
41: ; preds = %34
%42 = load i32, i32* %10
%43 = load i32, i32* %12
%44 = sub nsw i32 %42, %43
store i32 %44, i32* %13
br label %48
45: ; preds = %34
%46 = load i32*, i32** %9
%47 = load i32, i32* %46
store i32 %47, i32* %13
br label %48
48: ; preds = %45, %41
%49 = load i32, i32* %13
%50 = load i16, i16* %11
%51 = zext i16 %50 to i32
%52 = shl i32 %51, %49
%53 = trunc i32 %52 to i16
store i16 %53, i16* %11
%54 = load i8*, i8** %8
%55 = load i8, i8* %54
%56 = zext i8 %55 to i32
%57 = load i32*, i32** %9
%58 = load i32, i32* %57
%59 = load i32, i32* %13
%60 = sub nsw i32 %58, %59
%61 = ashr i32 %56, %60
%62 = load i32, i32* %13
%63 = shl i32 1, %62
%64 = sub nsw i32 %63, 1
%65 = and i32 %61, %64
%66 = load i16, i16* %11
%67 = zext i16 %66 to i32
%68 = or i32 %67, %65
%69 = trunc i32 %68 to i16
store i16 %69, i16* %11
%70 = load i32, i32* %13
%71 = load i32*, i32** %9
%72 = load i32, i32* %71
%73 = sub nsw i32 %72, %70
store i32 %73, i32* %71
%74 = load i32, i32* %13
%75 = load i32, i32* %12
%76 = add nsw i32 %75, %74
store i32 %76, i32* %12
br label %14
77: ; preds = %14
%78 = load i16, i16* %11
ret i16 %78
}

LLVM IR (-O2):
define zeroext i16 @CPK_get_next_bits(i8* nocapture %0, i32* nocapture %1, i8* nocapture %2, i32* nocapture %3, i32 %4) {
%6 = icmp sgt i32 %4, 0
br i1 %6, label %7, label %41
7: ; preds = %5
%8 = load i32, i32* %3
br label %9
9: ; preds = %7, %22
%10 = phi i32 [ %31, %22 ], [ %8, %7 ]
%11 = phi i32 [ %37, %22 ], [ 0, %7 ]
%12 = phi i32 [ %36, %22 ], [ 0, %7 ]
%13 = icmp eq i32 %10, 0
br i1 %13, label %14, label %22
14: ; preds = %9
%15 = load i32, i32* %1
%16 = sext i32 %15 to i64
%17 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %16
%18 = load i8, i8* %17
store i8 %18, i8* %2
store i32 8, i32* %3
%19 = load i32, i32* %1
%20 = add nsw i32 %19, -1
store i32 %20, i32* %1
%21 = load i32, i32* %3
br label %22
22: ; preds = %14, %9
%23 = phi i32 [ %21, %14 ], [ %10, %9 ]
%24 = sub nsw i32 %4, %11
%25 = icmp sgt i32 %23, %24
%26 = select i1 %25, i32 %24, i32 %23
%27 = and i32 %12, 65535
%28 = shl i32 %27, %26
%29 = load i8, i8* %2
%30 = zext i8 %29 to i32
%31 = sub nsw i32 %23, %26
%32 = lshr i32 %30, %31
%33 = shl nsw i32 -1, %26
%34 = xor i32 %33, -1
%35 = and i32 %32, %34
%36 = or i32 %35, %28
store i32 %31, i32* %3
%37 = add nsw i32 %26, %11
%38 = icmp slt i32 %37, %4
br i1 %38, label %9, label %39
39: ; preds = %22
%40 = trunc i32 %36 to i16
br label %41
41: ; preds = %39, %5
%42 = phi i16 [ %40, %39 ], [ 0, %5 ]
ret i16 %42
}