#define NULL ((void *)0)
typedef unsigned long size_t; // Customize by platform.
typedef long intptr_t;
typedef unsigned long uintptr_t;
typedef long scalar_t__; // Either arithmetic or pointer type.
/* By default, we understand bool (as a convenience). */
typedef int bool;
#define false 0
#define true 1

/* Forward declarations */

/* Type definitions */

/* Variables and functions */
unsigned char *malloc(int);
unsigned char *realloc(unsigned char *, size_t);
void AddBits(unsigned symbol, unsigned length, unsigned char *bp,
             unsigned char **out, size_t *outsize) {
  unsigned i;
  for (i = 0; i < length; i++) {
    unsigned bit = (symbol >> i) & 1;
    if (*bp == 0) {
      if (!((*outsize) & ((*outsize) - 1))) {
        (*out) = (*outsize) == 0
                     ? malloc(sizeof(**out))
                     : realloc((*out), (*outsize) * 2 * sizeof(**out));
      }
      (*out)[(*outsize)] = (0);
      (*outsize)++;
    };
    (*out)[*outsize - 1] |= bit << *bp;
    *bp = (*bp + 1) & 7;
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<AddBits>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %esi,-0x8(%rbp)
mov    %rdx,-0x10(%rbp)
mov    %rcx,-0x18(%rbp)
mov    %r8,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
jae    123f <AddBits+0x11f>
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
shr    %cl,%eax
and    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movzbl (%rax),%eax
cmp    $0x0,%eax
jne    11f5 <AddBits+0xd5>
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    (%rax),%rax
mov    -0x20(%rbp),%rcx
mov    (%rcx),%rcx
sub    $0x1,%rcx
and    %rcx,%rax
cmp    $0x0,%rax
jne    11d5 <AddBits+0xb5>
mov    -0x20(%rbp),%rax
cmpq   $0x0,(%rax)
jne    11ab <AddBits+0x8b>
mov    $0x1,%edi
call   1030 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x30(%rbp)
jmp    11ca <AddBits+0xaa>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    (%rax),%rdi
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    (%rax),%rsi
shl    $0x1,%rsi
shl    $0x0,%rsi
call   1040 <realloc@plt>
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rcx
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %rcx,(%rax)
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    (%rax),%rax
mov    -0x20(%rbp),%rcx
mov    (%rcx),%rcx
movb   $0x0,(%rax,%rcx,1)
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    (%rax),%rcx
add    $0x1,%rcx
mov    %rcx,(%rax)
mov    -0x28(%rbp),%esi
mov    -0x10(%rbp),%rax
movzbl (%rax),%ecx
shl    %cl,%esi
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    (%rax),%rax
mov    -0x20(%rbp),%rcx
mov    (%rcx),%rcx
sub    $0x1,%rcx
movzbl (%rax,%rcx,1),%edx
or     %esi,%edx
mov    %dl,(%rax,%rcx,1)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movzbl (%rax),%eax
add    $0x1,%eax
and    $0x7,%eax
mov    %al,%cl
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %cl,(%rax)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    1141 <AddBits+0x21>
add    $0x30,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<AddBits>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
test   %esi,%esi
je     11c5 <AddBits+0xa5>
mov    %r8,%r15
mov    %rcx,%r14
mov    %rdx,%rbx
mov    %esi,%r13d
mov    (%rdx),%al
xor    %ebp,%ebp
mov    %edi,0x4(%rsp)
jmp    117b <AddBits+0x5b>
mov    (%r14),%rax
movb   $0x0,(%rax,%rsi,1)
mov    (%r15),%rsi
add    $0x1,%rsi
mov    %rsi,(%r15)
movzbl (%rbx),%eax
mov    %eax,%ecx
shl    %cl,%r12d
mov    (%r14),%rax
or     %r12b,-0x1(%rsi,%rax,1)
movzbl (%rbx),%eax
add    $0x1,%al
and    $0x7,%al
mov    %al,(%rbx)
add    $0x1,%ebp
cmp    %ebp,%r13d
je     11c5 <AddBits+0xa5>
mov    %edi,%r12d
mov    %ebp,%ecx
shr    %cl,%r12d
and    $0x1,%r12d
mov    (%r15),%rsi
test   %al,%al
jne    115d <AddBits+0x3d>
lea    -0x1(%rsi),%rax
test   %rax,%rsi
jne    1149 <AddBits+0x29>
test   %rsi,%rsi
je     11b0 <AddBits+0x90>
mov    (%r14),%rdi
add    %rsi,%rsi
call   1040 <realloc@plt>
mov    0x4(%rsp),%edi
mov    (%r15),%rsi
jmp    11c0 <AddBits+0xa0>
mov    $0x1,%edi
call   1030 <malloc@plt>
mov    0x4(%rsp),%edi
xor    %esi,%esi
mov    %rax,(%r14)
jmp    114c <AddBits+0x2c>
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @AddBits(i32 %0, i32 %1, i8* %2, i8** %3, i64* %4) {
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i8*
%9 = alloca i8**
%10 = alloca i64*
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
store i32 %0, i32* %6
store i32 %1, i32* %7
store i8* %2, i8** %8
store i8** %3, i8*** %9
store i64* %4, i64** %10
store i32 0, i32* %11
br label %13
13: ; preds = %83, %5
%14 = load i32, i32* %11
%15 = load i32, i32* %7
%16 = icmp ult i32 %14, %15
br i1 %16, label %17, label %86
17: ; preds = %13
%18 = load i32, i32* %6
%19 = load i32, i32* %11
%20 = lshr i32 %18, %19
%21 = and i32 %20, 1
store i32 %21, i32* %12
%22 = load i8*, i8** %8
%23 = load i8, i8* %22
%24 = zext i8 %23 to i32
%25 = icmp eq i32 %24, 0
br i1 %25, label %26, label %60
26: ; preds = %17
%27 = load i64*, i64** %10
%28 = load i64, i64* %27
%29 = load i64*, i64** %10
%30 = load i64, i64* %29
%31 = sub i64 %30, 1
%32 = and i64 %28, %31
%33 = icmp ne i64 %32, 0
br i1 %33, label %51, label %34
34: ; preds = %26
%35 = load i64*, i64** %10
%36 = load i64, i64* %35
%37 = icmp eq i64 %36, 0
br i1 %37, label %38, label %40
38: ; preds = %34
%39 = call i8* @malloc(i32 1)
br label %48
40: ; preds = %34
%41 = load i8**, i8*** %9
%42 = load i8*, i8** %41
%43 = load i64*, i64** %10
%44 = load i64, i64* %43
%45 = mul i64 %44, 2
%46 = mul i64 %45, 1
%47 = call i8* @realloc(i8* %42, i64 %46)
br label %48
48: ; preds = %40, %38
%49 = phi i8* [ %39, %38 ], [ %47, %40 ]
%50 = load i8**, i8*** %9
store i8* %49, i8** %50
br label %51
51: ; preds = %48, %26
%52 = load i8**, i8*** %9
%53 = load i8*, i8** %52
%54 = load i64*, i64** %10
%55 = load i64, i64* %54
%56 = getelementptr inbounds i8, i8* %53, i64 %55
store i8 0, i8* %56
%57 = load i64*, i64** %10
%58 = load i64, i64* %57
%59 = add i64 %58, 1
store i64 %59, i64* %57
br label %60
60: ; preds = %51, %17
%61 = load i32, i32* %12
%62 = load i8*, i8** %8
%63 = load i8, i8* %62
%64 = zext i8 %63 to i32
%65 = shl i32 %61, %64
%66 = load i8**, i8*** %9
%67 = load i8*, i8** %66
%68 = load i64*, i64** %10
%69 = load i64, i64* %68
%70 = sub i64 %69, 1
%71 = getelementptr inbounds i8, i8* %67, i64 %70
%72 = load i8, i8* %71
%73 = zext i8 %72 to i32
%74 = or i32 %73, %65
%75 = trunc i32 %74 to i8
store i8 %75, i8* %71
%76 = load i8*, i8** %8
%77 = load i8, i8* %76
%78 = zext i8 %77 to i32
%79 = add nsw i32 %78, 1
%80 = and i32 %79, 7
%81 = trunc i32 %80 to i8
%82 = load i8*, i8** %8
store i8 %81, i8* %82
br label %83
83: ; preds = %60
%84 = load i32, i32* %11
%85 = add i32 %84, 1
store i32 %85, i32* %11
br label %13
86: ; preds = %13
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @AddBits(i32 %0, i32 %1, i8* nocapture %2, i8** nocapture %3, i64* nocapture %4) {
%6 = icmp eq i32 %1, 0
br i1 %6, label %56, label %7
7: ; preds = %5
%8 = load i8, i8* %2
br label %9
9: ; preds = %7, %40
%10 = phi i8 [ %53, %40 ], [ %8, %7 ]
%11 = phi i32 [ %54, %40 ], [ 0, %7 ]
%12 = lshr i32 %0, %11
%13 = and i32 %12, 1
%14 = icmp eq i8 %10, 0
%15 = load i64, i64* %4
br i1 %14, label %16, label %40
16: ; preds = %9
%17 = tail call i64 @llvm.ctpop.i64(i64 %15)
%18 = icmp ult i64 %17, 2
br i1 %18, label %21, label %19
19: ; preds = %16
%20 = load i8*, i8** %3
br label %33
21: ; preds = %16
%22 = icmp eq i64 %15, 0
br i1 %22, label %23, label %25
23: ; preds = %21
%24 = tail call dereferenceable_or_null(1) i8* @malloc(i32 1)
br label %30
25: ; preds = %21
%26 = load i8*, i8** %3
%27 = shl i64 %15, 1
%28 = tail call i8* @realloc(i8* %26, i64 %27)
%29 = load i64, i64* %4
br label %30
30: ; preds = %25, %23
%31 = phi i64 [ 0, %23 ], [ %29, %25 ]
%32 = phi i8* [ %24, %23 ], [ %28, %25 ]
store i8* %32, i8** %3
br label %33
33: ; preds = %19, %30
%34 = phi i64 [ %15, %19 ], [ %31, %30 ]
%35 = phi i8* [ %20, %19 ], [ %32, %30 ]
%36 = getelementptr inbounds i8, i8* %35, i64 %34
store i8 0, i8* %36
%37 = load i64, i64* %4
%38 = add i64 %37, 1
store i64 %38, i64* %4
%39 = load i8, i8* %2
br label %40
40: ; preds = %9, %33
%41 = phi i64 [ %38, %33 ], [ %15, %9 ]
%42 = phi i8 [ %39, %33 ], [ %10, %9 ]
%43 = zext i8 %42 to i32
%44 = shl nuw i32 %13, %43
%45 = load i8*, i8** %3
%46 = add i64 %41, -1
%47 = getelementptr inbounds i8, i8* %45, i64 %46
%48 = load i8, i8* %47
%49 = trunc i32 %44 to i8
%50 = or i8 %48, %49
store i8 %50, i8* %47
%51 = load i8, i8* %2
%52 = add i8 %51, 1
%53 = and i8 %52, 7
store i8 %53, i8* %2
%54 = add nuw i32 %11, 1
%55 = icmp eq i32 %54, %1
br i1 %55, label %56, label %9
56: ; preds = %40, %5
ret void
}