#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 AddBit(int bit, unsigned char *bp, unsigned char **out, size_t *outsize) {
  if (((*bp) & 7) == 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) & 7);
  (*bp)++;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<AddBit>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movzbl (%rax),%eax
and    $0x7,%eax
cmp    $0x0,%eax
jne    11d4 <AddBit+0xb4>
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    (%rax),%rax
mov    -0x20(%rbp),%rcx
mov    (%rcx),%rcx
sub    $0x1,%rcx
and    %rcx,%rax
cmp    $0x0,%rax
jne    11b4 <AddBit+0x94>
mov    -0x20(%rbp),%rax
cmpq   $0x0,(%rax)
jne    118a <AddBit+0x6a>
mov    $0x1,%edi
call   1030 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x28(%rbp)
jmp    11a9 <AddBit+0x89>
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,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%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    -0x4(%rbp),%esi
mov    -0x10(%rbp),%rax
movzbl (%rax),%ecx
and    $0x7,%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
mov    (%rax),%cl
add    $0x1,%cl
mov    %cl,(%rax)
add    $0x30,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<AddBit>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %rbx
push   %rax
mov    %rcx,%rbx
mov    %rdx,%r14
mov    %rsi,%r15
mov    %edi,%ebp
mov    (%rsi),%cl
mov    (%rbx),%rsi
and    $0x7,%cl
jne    1182 <AddBit+0x62>
lea    -0x1(%rsi),%rax
test   %rax,%rsi
jne    115a <AddBit+0x3a>
test   %rsi,%rsi
je     115f <AddBit+0x3f>
mov    (%r14),%rdi
add    %rsi,%rsi
call   1040 <realloc@plt>
mov    (%rbx),%rsi
jmp    116b <AddBit+0x4b>
mov    (%r14),%rax
jmp    116e <AddBit+0x4e>
mov    $0x1,%edi
call   1030 <malloc@plt>
xor    %esi,%esi
mov    %rax,(%r14)
movb   $0x0,(%rax,%rsi,1)
mov    (%rbx),%rsi
add    $0x1,%rsi
mov    %rsi,(%rbx)
mov    (%r15),%cl
and    $0x7,%cl
shl    %cl,%ebp
mov    (%r14),%rax
or     %bpl,-0x1(%rsi,%rax,1)
addb   $0x1,(%r15)
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

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

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