void ConvertGrayToBinary(const unsigned char *src, unsigned char *dest,
                         int size_in_bytes) {
  int i;
  i = size_in_bytes * 8 - 1;
  {
    unsigned char mask;
    unsigned char shift;
    shift = (i)&7;
    mask = 1 << shift;
    dest[(i) / 8] &= 0xFF - mask;
    dest[(i) / 8] |= (((src[(i) / 8] & (1 << ((i)&7))) >> ((i)&7))) << shift;
  };
  i--;
  while (i >= 0) {
    {
      unsigned char mask;
      unsigned char shift;
      shift = (i)&7;
      mask = 1 << shift;
      dest[(i) / 8] &= 0xFF - mask;
      dest[(i) / 8] |=
          (((dest[(i + 1) / 8] & (1 << ((i + 1) & 7))) >> ((i + 1) & 7)) ^
           ((src[(i) / 8] & (1 << ((i)&7))) >> ((i)&7)))
          << shift;
    };
    i--;
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<ConvertGrayToBinary>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
shl    $0x3,%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
and    $0x7,%eax
mov    %al,-0x1a(%rbp)
movzbl -0x1a(%rbp),%ecx
mov    $0x1,%eax
shl    %cl,%eax
mov    %al,-0x19(%rbp)
movzbl -0x19(%rbp),%eax
mov    $0xff,%esi
sub    %eax,%esi
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    $0x8,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%ecx
mov    -0x38(%rbp),%rax
movslq %ecx,%rcx
movzbl (%rax,%rcx,1),%edx
and    %esi,%edx
mov    %dl,(%rax,%rcx,1)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    $0x8,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%ecx
mov    -0x30(%rbp),%rax
movslq %ecx,%rcx
movzbl (%rax,%rcx,1),%esi
mov    -0x18(%rbp),%ecx
and    $0x7,%ecx
mov    $0x1,%eax
shl    %cl,%eax
and    %eax,%esi
mov    -0x18(%rbp),%ecx
and    $0x7,%ecx
sar    %cl,%esi
movzbl -0x1a(%rbp),%ecx
shl    %cl,%esi
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    $0x8,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%ecx
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq %ecx,%rcx
movzbl (%rax,%rcx,1),%edx
or     %esi,%edx
mov    %dl,(%rax,%rcx,1)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x18(%rbp)
jl     12d2 <ConvertGrayToBinary+0x1d2>
mov    -0x18(%rbp),%eax
and    $0x7,%eax
mov    %al,-0x1c(%rbp)
movzbl -0x1c(%rbp),%ecx
mov    $0x1,%eax
shl    %cl,%eax
mov    %al,-0x1b(%rbp)
movzbl -0x1b(%rbp),%eax
mov    $0xff,%esi
sub    %eax,%esi
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x58(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    $0x8,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%ecx
mov    -0x58(%rbp),%rax
movslq %ecx,%rcx
movzbl (%rax,%rcx,1),%edx
and    %esi,%edx
mov    %dl,(%rax,%rcx,1)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x50(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    $0x8,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%ecx
mov    -0x50(%rbp),%rax
movslq %ecx,%rcx
movzbl (%rax,%rcx,1),%esi
mov    -0x18(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
and    $0x7,%ecx
mov    $0x1,%eax
shl    %cl,%eax
and    %eax,%esi
mov    -0x18(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
and    $0x7,%ecx
sar    %cl,%esi
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x48(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    $0x8,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%ecx
mov    -0x48(%rbp),%rax
movslq %ecx,%rcx
movzbl (%rax,%rcx,1),%eax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
and    $0x7,%ecx
mov    $0x1,%edx
shl    %cl,%edx
mov    %edx,%ecx
and    %ecx,%eax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
and    $0x7,%ecx
sar    %cl,%eax
xor    %eax,%esi
movzbl -0x1c(%rbp),%ecx
shl    %cl,%esi
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    $0x8,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%ecx
mov    -0x40(%rbp),%rax
movslq %ecx,%rcx
movzbl (%rax,%rcx,1),%edx
or     %esi,%edx
mov    %dl,(%rax,%rcx,1)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    11cd <ConvertGrayToBinary+0xcd>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<ConvertGrayToBinary>:
push   %rbx
lea    0x0(,%rdx,8),%eax
lea    -0x1(,%rdx,8),%ecx
test   %ecx,%ecx
cmovs  %eax,%ecx
sar    $0x3,%ecx
movslq %ecx,%r8
mov    (%rsi,%r8,1),%r9b
and    $0x7f,%r9b
mov    %r9b,(%rsi,%r8,1)
mov    (%rdi,%r8,1),%cl
and    $0x80,%cl
or     %r9b,%cl
mov    %cl,(%rsi,%r8,1)
test   %edx,%edx
jle    11a8 <ConvertGrayToBinary+0xa8>
add    $0xffffffff,%eax
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
lea    -0x1(%rax),%r8d
mov    %r8d,%r9d
and    $0x7,%r9b
mov    $0xffffffff,%edx
mov    %r9d,%ecx
shl    %cl,%edx
mov    %r8,%r10
shr    $0x3,%r10
add    $0xff,%dl
and    (%rsi,%r10,1),%dl
mov    %dl,(%rsi,%r10,1)
mov    %eax,%ecx
shr    $0x3,%rcx
movzbl (%rsi,%rcx,1),%r11d
and    $0x7,%al
mov    $0x1,%ebx
mov    %eax,%ecx
shl    %cl,%ebx
and    %r11d,%ebx
shr    %cl,%ebx
movzbl (%rdi,%r10,1),%r11d
mov    $0x1,%eax
mov    %r9d,%ecx
shl    %cl,%eax
and    %r11d,%eax
shr    %cl,%eax
xor    %ebx,%eax
shl    %cl,%eax
or     %dl,%al
mov    %al,(%rsi,%r10,1)
mov    %r8d,%eax
test   %r8d,%r8d
jg     1140 <ConvertGrayToBinary+0x40>
pop    %rbx
ret

LLVM IR (-O0):
define void @ConvertGrayToBinary(i8* %0, i8* %1, i32 %2) {
%4 = alloca i8*
%5 = alloca i8*
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i8
%9 = alloca i8
%10 = alloca i8
%11 = alloca i8
store i8* %0, i8** %4
store i8* %1, i8** %5
store i32 %2, i32* %6
%12 = load i32, i32* %6
%13 = mul nsw i32 %12, 8
%14 = sub nsw i32 %13, 1
store i32 %14, i32* %7
%15 = load i32, i32* %7
%16 = and i32 %15, 7
%17 = trunc i32 %16 to i8
store i8 %17, i8* %9
%18 = load i8, i8* %9
%19 = zext i8 %18 to i32
%20 = shl i32 1, %19
%21 = trunc i32 %20 to i8
store i8 %21, i8* %8
%22 = load i8, i8* %8
%23 = zext i8 %22 to i32
%24 = sub nsw i32 255, %23
%25 = load i8*, i8** %5
%26 = load i32, i32* %7
%27 = sdiv i32 %26, 8
%28 = sext i32 %27 to i64
%29 = getelementptr inbounds i8, i8* %25, i64 %28
%30 = load i8, i8* %29
%31 = zext i8 %30 to i32
%32 = and i32 %31, %24
%33 = trunc i32 %32 to i8
store i8 %33, i8* %29
%34 = load i8*, i8** %4
%35 = load i32, i32* %7
%36 = sdiv i32 %35, 8
%37 = sext i32 %36 to i64
%38 = getelementptr inbounds i8, i8* %34, i64 %37
%39 = load i8, i8* %38
%40 = zext i8 %39 to i32
%41 = load i32, i32* %7
%42 = and i32 %41, 7
%43 = shl i32 1, %42
%44 = and i32 %40, %43
%45 = load i32, i32* %7
%46 = and i32 %45, 7
%47 = ashr i32 %44, %46
%48 = load i8, i8* %9
%49 = zext i8 %48 to i32
%50 = shl i32 %47, %49
%51 = load i8*, i8** %5
%52 = load i32, i32* %7
%53 = sdiv i32 %52, 8
%54 = sext i32 %53 to i64
%55 = getelementptr inbounds i8, i8* %51, i64 %54
%56 = load i8, i8* %55
%57 = zext i8 %56 to i32
%58 = or i32 %57, %50
%59 = trunc i32 %58 to i8
store i8 %59, i8* %55
%60 = load i32, i32* %7
%61 = add nsw i32 %60, -1
store i32 %61, i32* %7
br label %62
62: ; preds = %65, %3
%63 = load i32, i32* %7
%64 = icmp sge i32 %63, 0
br i1 %64, label %65, label %131
65: ; preds = %62
%66 = load i32, i32* %7
%67 = and i32 %66, 7
%68 = trunc i32 %67 to i8
store i8 %68, i8* %11
%69 = load i8, i8* %11
%70 = zext i8 %69 to i32
%71 = shl i32 1, %70
%72 = trunc i32 %71 to i8
store i8 %72, i8* %10
%73 = load i8, i8* %10
%74 = zext i8 %73 to i32
%75 = sub nsw i32 255, %74
%76 = load i8*, i8** %5
%77 = load i32, i32* %7
%78 = sdiv i32 %77, 8
%79 = sext i32 %78 to i64
%80 = getelementptr inbounds i8, i8* %76, i64 %79
%81 = load i8, i8* %80
%82 = zext i8 %81 to i32
%83 = and i32 %82, %75
%84 = trunc i32 %83 to i8
store i8 %84, i8* %80
%85 = load i8*, i8** %5
%86 = load i32, i32* %7
%87 = add nsw i32 %86, 1
%88 = sdiv i32 %87, 8
%89 = sext i32 %88 to i64
%90 = getelementptr inbounds i8, i8* %85, i64 %89
%91 = load i8, i8* %90
%92 = zext i8 %91 to i32
%93 = load i32, i32* %7
%94 = add nsw i32 %93, 1
%95 = and i32 %94, 7
%96 = shl i32 1, %95
%97 = and i32 %92, %96
%98 = load i32, i32* %7
%99 = add nsw i32 %98, 1
%100 = and i32 %99, 7
%101 = ashr i32 %97, %100
%102 = load i8*, i8** %4
%103 = load i32, i32* %7
%104 = sdiv i32 %103, 8
%105 = sext i32 %104 to i64
%106 = getelementptr inbounds i8, i8* %102, i64 %105
%107 = load i8, i8* %106
%108 = zext i8 %107 to i32
%109 = load i32, i32* %7
%110 = and i32 %109, 7
%111 = shl i32 1, %110
%112 = and i32 %108, %111
%113 = load i32, i32* %7
%114 = and i32 %113, 7
%115 = ashr i32 %112, %114
%116 = xor i32 %101, %115
%117 = load i8, i8* %11
%118 = zext i8 %117 to i32
%119 = shl i32 %116, %118
%120 = load i8*, i8** %5
%121 = load i32, i32* %7
%122 = sdiv i32 %121, 8
%123 = sext i32 %122 to i64
%124 = getelementptr inbounds i8, i8* %120, i64 %123
%125 = load i8, i8* %124
%126 = zext i8 %125 to i32
%127 = or i32 %126, %119
%128 = trunc i32 %127 to i8
store i8 %128, i8* %124
%129 = load i32, i32* %7
%130 = add nsw i32 %129, -1
store i32 %130, i32* %7
br label %62
131: ; preds = %62
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @ConvertGrayToBinary(i8* nocapture %0, i8* nocapture %1, i32 %2) {
%4 = shl nsw i32 %2, 3
%5 = add nsw i32 %4, -1
%6 = sdiv i32 %5, 8
%7 = sext i32 %6 to i64
%8 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 %7
%9 = load i8, i8* %8
%10 = and i8 %9, 127
store i8 %10, i8* %8
%11 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %7
%12 = load i8, i8* %11
%13 = and i8 %12, -128
%14 = or i8 %13, %10
store i8 %14, i8* %8
%15 = icmp sgt i32 %2, 0
br i1 %15, label %16, label %51
16: ; preds = %3
%17 = add nsw i32 %4, -2
br label %18
18: ; preds = %16, %18
%19 = phi i32 [ %49, %18 ], [ %17, %16 ]
%20 = and i32 %19, 7
%21 = shl nsw i32 -1, %20
%22 = lshr i32 %19, 3
%23 = zext i32 %22 to i64
%24 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 %23
%25 = load i8, i8* %24
%26 = trunc i32 %21 to i8
%27 = add i8 %26, -1
%28 = and i8 %25, %27
store i8 %28, i8* %24
%29 = add nuw nsw i32 %19, 1
%30 = lshr i32 %29, 3
%31 = zext i32 %30 to i64
%32 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 %31
%33 = load i8, i8* %32
%34 = zext i8 %33 to i32
%35 = and i32 %29, 7
%36 = shl nuw nsw i32 1, %35
%37 = and i32 %36, %34
%38 = lshr i32 %37, %35
%39 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %23
%40 = load i8, i8* %39
%41 = zext i8 %40 to i32
%42 = shl nuw nsw i32 1, %20
%43 = and i32 %42, %41
%44 = lshr i32 %43, %20
%45 = xor i32 %44, %38
%46 = shl i32 %45, %20
%47 = trunc i32 %46 to i8
%48 = or i8 %28, %47
store i8 %48, i8* %24
%49 = add nsw i32 %19, -1
%50 = icmp sgt i32 %19, 0
br i1 %50, label %18, label %51
51: ; preds = %18, %3
ret void
}