unsigned char get_bits(unsigned char block[64], int *off, int n) {
  char ret;
  int boff = *off / 8, bitpos = *off % 8, mask = (1 << n) - 1;
  if (bitpos + n > 8) {
    ret = block[boff % 64] >> bitpos;
    mask >>= 8 - bitpos;
    ret |= (block[(boff + 1) % 64] & mask) << (8 - bitpos);
  } else {
    ret = (block[boff % 64] >> bitpos) & mask;
  }
  *off += n;
  return ret;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<get_bits>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    (%rax),%eax
mov    $0x8,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    (%rax),%eax
mov    $0x8,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %edx,-0x20(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%ecx
mov    $0x1,%eax
shl    %cl,%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    -0x14(%rbp),%eax
cmp    $0x8,%eax
jle    11c4 <get_bits+0xc4>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    $0x40,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    -0x38(%rbp),%rax
movslq %edx,%rcx
movzbl (%rax,%rcx,1),%eax
mov    -0x20(%rbp),%ecx
sar    %cl,%eax
mov    %al,-0x15(%rbp)
mov    $0x8,%ecx
sub    -0x20(%rbp),%ecx
mov    -0x24(%rbp),%eax
sar    %cl,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    $0x40,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    -0x30(%rbp),%rax
movslq %edx,%rcx
movzbl (%rax,%rcx,1),%eax
and    -0x24(%rbp),%eax
mov    $0x8,%ecx
sub    -0x20(%rbp),%ecx
shl    %cl,%eax
mov    %eax,%ecx
movsbl -0x15(%rbp),%eax
or     %ecx,%eax
mov    %al,-0x15(%rbp)
jmp    11ed <get_bits+0xed>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    $0x40,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    -0x40(%rbp),%rax
movslq %edx,%rcx
movzbl (%rax,%rcx,1),%eax
mov    -0x20(%rbp),%ecx
sar    %cl,%eax
and    -0x24(%rbp),%eax
mov    %al,-0x15(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%ecx
mov    -0x10(%rbp),%rax
add    (%rax),%ecx
mov    %ecx,(%rax)
movzbl -0x15(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<get_bits>:
push   %rbx
mov    %edx,%r8d
mov    (%rsi),%r10d
lea    0x7(%r10),%eax
test   %r10d,%r10d
cmovns %r10d,%eax
mov    %eax,%edx
sar    $0x3,%edx
mov    $0xffffffff,%r11d
mov    %r8d,%ecx
shl    %cl,%r11d
and    $0xfffffff8,%eax
mov    %r10d,%ecx
sub    %eax,%ecx
not    %r11d
lea    (%rcx,%r8,1),%r9d
lea    0x3f(%rdx),%eax
test   %edx,%edx
cmovns %edx,%eax
and    $0xffffffc0,%eax
mov    %edx,%ebx
sub    %eax,%ebx
movslq %ebx,%rax
movzbl (%rdi,%rax,1),%eax
shr    %cl,%eax
cmp    $0x9,%r9d
jl     1188 <get_bits+0x88>
mov    $0x8,%r9b
sub    %cl,%r9b
mov    %r9d,%ecx
sar    %cl,%r11d
lea    0x1(%rdx),%ecx
lea    0x40(%rdx),%ebx
test   %ecx,%ecx
cmovns %ecx,%ebx
and    $0xffffffc0,%ebx
neg    %ebx
lea    (%rdx,%rbx,1),%ecx
add    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movzbl (%rdi,%rcx,1),%edx
and    %r11d,%edx
mov    %r9d,%ecx
shl    %cl,%edx
movsbl %al,%eax
or     %edx,%eax
jmp    118b <get_bits+0x8b>
and    %r11d,%eax
add    %r8d,%r10d
mov    %r10d,(%rsi)
pop    %rbx
ret

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

LLVM IR (-O2):
define zeroext i8 @get_bits(i8* nocapture %0, i32* nocapture %1, i32 %2) {
%4 = load i32, i32* %1
%5 = sdiv i32 %4, 8
%6 = srem i32 %4, 8
%7 = shl nsw i32 -1, %2
%8 = xor i32 %7, -1
%9 = add nsw i32 %6, %2
%10 = icmp sgt i32 %9, 8
%11 = srem i32 %5, 64
%12 = sext i32 %11 to i64
%13 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %12
%14 = load i8, i8* %13
%15 = zext i8 %14 to i32
%16 = lshr i32 %15, %6
br i1 %10, label %17, label %31
17: ; preds = %3
%18 = sub nsw i32 8, %6
%19 = ashr i32 %8, %18
%20 = add nsw i32 %5, 1
%21 = srem i32 %20, 64
%22 = sext i32 %21 to i64
%23 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %22
%24 = load i8, i8* %23
%25 = zext i8 %24 to i32
%26 = and i32 %19, %25
%27 = shl nuw nsw i32 %26, %18
%28 = shl nuw i32 %16, 24
%29 = ashr exact i32 %28, 24
%30 = or i32 %29, %27
br label %33
31: ; preds = %3
%32 = and i32 %16, %8
br label %33
33: ; preds = %31, %17
%34 = phi i32 [ %30, %17 ], [ %32, %31 ]
%35 = trunc i32 %34 to i8
%36 = add nsw i32 %4, %2
store i32 %36, i32* %1
ret i8 %35
}