int do_bitstuff(char *out, char *in, int in_len) {
  int last_bit = -1;
  int bit_cnt = 0;
  int j = 0;
  for (int i = 0; i < in_len; i++) {
    char bit = in[i];
    out[j++] = bit;
    if (bit == last_bit) {
      bit_cnt++;
      if (bit_cnt == 5) {
        last_bit = !bit;
        out[j++] = last_bit;
        bit_cnt = 1;
      }
    } else {
      last_bit = bit;
      bit_cnt = 1;
    }
  }
  return j;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<do_bitstuff>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
movl   $0xffffffff,-0x18(%rbp)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
movl   $0x0,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    11d5 <do_bitstuff+0xd5>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,1),%al
mov    %al,-0x25(%rbp)
mov    -0x25(%rbp),%dl
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x20(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %dl,(%rax,%rcx,1)
movsbl -0x25(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jne    11b4 <do_bitstuff+0xb4>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
cmpl   $0x5,-0x1c(%rbp)
jne    11af <do_bitstuff+0xaf>
cmpb   $0x0,-0x25(%rbp)
setne  %al
xor    $0xff,%al
and    $0x1,%al
movzbl %al,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    %al,%dl
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x20(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %dl,(%rax,%rcx,1)
movl   $0x1,-0x1c(%rbp)
jmp    11c2 <do_bitstuff+0xc2>
movsbl -0x25(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
movl   $0x1,-0x1c(%rbp)
jmp    11c7 <do_bitstuff+0xc7>
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    112b <do_bitstuff+0x2b>
mov    -0x20(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<do_bitstuff>:
push   %rbx
test   %edx,%edx
jle    1172 <do_bitstuff+0x72>
mov    %edx,%r8d
xor    %edx,%edx
mov    $0xffffffff,%r9d
xor    %r10d,%r10d
xor    %ebx,%ebx
jmp    1132 <do_bitstuff+0x32>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %ecx,%r9d
add    $0x1,%rdx
mov    %eax,%r10d
mov    %r11d,%ebx
cmp    %rdx,%r8
je     1174 <do_bitstuff+0x74>
movsbl (%rsi,%rdx,1),%ecx
movslq %r10d,%rax
mov    %cl,(%rdi,%rax,1)
add    $0x1,%rax
mov    $0x1,%r11d
cmp    %ecx,%r9d
jne    1120 <do_bitstuff+0x20>
add    $0x1,%ebx
mov    %ebx,%r11d
cmp    $0x5,%ebx
jne    1123 <do_bitstuff+0x23>
add    $0x2,%r10d
xor    %r9d,%r9d
test   %cl,%cl
sete   %r9b
sete   (%rdi,%rax,1)
mov    $0x1,%r11d
mov    %r10d,%eax
jmp    1123 <do_bitstuff+0x23>
xor    %eax,%eax
pop    %rbx
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @do_bitstuff(i8* %0, i8* %1, i32 %2) {
%4 = alloca i8*
%5 = alloca i8*
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca i8
store i8* %0, i8** %4
store i8* %1, i8** %5
store i32 %2, i32* %6
store i32 -1, i32* %7
store i32 0, i32* %8
store i32 0, i32* %9
store i32 0, i32* %10
br label %12
12: ; preds = %54, %3
%13 = load i32, i32* %10
%14 = load i32, i32* %6
%15 = icmp slt i32 %13, %14
br i1 %15, label %16, label %57
16: ; preds = %12
%17 = load i8*, i8** %5
%18 = load i32, i32* %10
%19 = sext i32 %18 to i64
%20 = getelementptr inbounds i8, i8* %17, i64 %19
%21 = load i8, i8* %20
store i8 %21, i8* %11
%22 = load i8, i8* %11
%23 = load i8*, i8** %4
%24 = load i32, i32* %9
%25 = add nsw i32 %24, 1
store i32 %25, i32* %9
%26 = sext i32 %24 to i64
%27 = getelementptr inbounds i8, i8* %23, i64 %26
store i8 %22, i8* %27
%28 = load i8, i8* %11
%29 = sext i8 %28 to i32
%30 = load i32, i32* %7
%31 = icmp eq i32 %29, %30
br i1 %31, label %32, label %50
32: ; preds = %16
%33 = load i32, i32* %8
%34 = add nsw i32 %33, 1
store i32 %34, i32* %8
%35 = load i32, i32* %8
%36 = icmp eq i32 %35, 5
br i1 %36, label %37, label %49
37: ; preds = %32
%38 = load i8, i8* %11
%39 = icmp ne i8 %38, 0
%40 = xor i1 %39, true
%41 = zext i1 %40 to i32
store i32 %41, i32* %7
%42 = load i32, i32* %7
%43 = trunc i32 %42 to i8
%44 = load i8*, i8** %4
%45 = load i32, i32* %9
%46 = add nsw i32 %45, 1
store i32 %46, i32* %9
%47 = sext i32 %45 to i64
%48 = getelementptr inbounds i8, i8* %44, i64 %47
store i8 %43, i8* %48
store i32 1, i32* %8
br label %49
49: ; preds = %37, %32
br label %53
50: ; preds = %16
%51 = load i8, i8* %11
%52 = sext i8 %51 to i32
store i32 %52, i32* %7
store i32 1, i32* %8
br label %53
53: ; preds = %50, %49
br label %54
54: ; preds = %53
%55 = load i32, i32* %10
%56 = add nsw i32 %55, 1
store i32 %56, i32* %10
br label %12
57: ; preds = %12
%58 = load i32, i32* %9
ret i32 %58
}

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