void pack_bits(unsigned int value, char **bits, int nof_bits) {
  int i;
  for (i = 0; i < nof_bits; i++) {
    (*bits)[i] = (value >> (nof_bits - i - 1)) & 0x1;
  }
  *bits += nof_bits;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<pack_bits>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    1150 <pack_bits+0x50>
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
sub    -0x18(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
shr    %cl,%eax
and    $0x1,%eax
mov    %al,%dl
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    (%rax),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    %dl,(%rax,%rcx,1)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    1115 <pack_bits+0x15>
mov    -0x14(%rbp),%edx
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    (%rax),%rcx
movslq %edx,%rdx
add    %rdx,%rcx
mov    %rcx,(%rax)
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<pack_bits>:
push   %rbx
test   %edx,%edx
jle    116a <pack_bits+0x6a>
mov    %edx,%r9d
cmp    $0x1,%edx
jne    1112 <pack_bits+0x12>
xor    %r8d,%r8d
jmp    1150 <pack_bits+0x50>
mov    %r9d,%r10d
and    $0xfffffffe,%r10d
lea    -0x2(%rdx),%r11d
xor    %r8d,%r8d
lea    0x1(%r11),%ecx
mov    %edi,%eax
shr    %cl,%eax
and    $0x1,%al
mov    %edi,%ebx
mov    %r11d,%ecx
shr    %cl,%ebx
mov    (%rsi),%rcx
mov    %al,(%rcx,%r8,1)
and    $0x1,%bl
mov    (%rsi),%rax
mov    %bl,0x1(%rax,%r8,1)
add    $0x2,%r8
add    $0xfffffffe,%r11d
cmp    %r8,%r10
jne    1120 <pack_bits+0x20>
test   $0x1,%r9b
je     116a <pack_bits+0x6a>
mov    %r8d,%ecx
not    %ecx
add    %edx,%ecx
shr    %cl,%edi
and    $0x1,%dil
mov    (%rsi),%rax
mov    %dil,(%rax,%r8,1)
movslq %edx,%rax
add    %rax,(%rsi)
pop    %rbx
ret

LLVM IR (-O0):
define void @pack_bits(i32 %0, i8** %1, i32 %2) {
%4 = alloca i32
%5 = alloca i8**
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
store i32 %0, i32* %4
store i8** %1, i8*** %5
store i32 %2, i32* %6
store i32 0, i32* %7
br label %8
8: ; preds = %26, %3
%9 = load i32, i32* %7
%10 = load i32, i32* %6
%11 = icmp slt i32 %9, %10
br i1 %11, label %12, label %29
12: ; preds = %8
%13 = load i32, i32* %4
%14 = load i32, i32* %6
%15 = load i32, i32* %7
%16 = sub nsw i32 %14, %15
%17 = sub nsw i32 %16, 1
%18 = lshr i32 %13, %17
%19 = and i32 %18, 1
%20 = trunc i32 %19 to i8
%21 = load i8**, i8*** %5
%22 = load i8*, i8** %21
%23 = load i32, i32* %7
%24 = sext i32 %23 to i64
%25 = getelementptr inbounds i8, i8* %22, i64 %24
store i8 %20, i8* %25
br label %26
26: ; preds = %12
%27 = load i32, i32* %7
%28 = add nsw i32 %27, 1
store i32 %28, i32* %7
br label %8
29: ; preds = %8
%30 = load i32, i32* %6
%31 = load i8**, i8*** %5
%32 = load i8*, i8** %31
%33 = sext i32 %30 to i64
%34 = getelementptr inbounds i8, i8* %32, i64 %33
store i8* %34, i8** %31
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @pack_bits(i32 %0, i8** nocapture %1, i32 %2) {
%4 = icmp sgt i32 %2, 0
br i1 %4, label %5, label %46
5: ; preds = %3
%6 = zext i32 %2 to i64
%7 = and i64 %6, 1
%8 = icmp eq i32 %2, 1
br i1 %8, label %34, label %9
9: ; preds = %5
%10 = and i64 %6, 4294967294
br label %11
11: ; preds = %11, %9
%12 = phi i64 [ 0, %9 ], [ %31, %11 ]
%13 = phi i64 [ 0, %9 ], [ %32, %11 ]
%14 = trunc i64 %12 to i32
%15 = xor i32 %14, -1
%16 = add i32 %15, %2
%17 = lshr i32 %0, %16
%18 = trunc i32 %17 to i8
%19 = and i8 %18, 1
%20 = load i8*, i8** %1
%21 = getelementptr inbounds i8, i8* %20, i64 %12
store i8 %19, i8* %21
%22 = or i64 %12, 1
%23 = trunc i64 %22 to i32
%24 = xor i32 %23, -1
%25 = add i32 %24, %2
%26 = lshr i32 %0, %25
%27 = trunc i32 %26 to i8
%28 = and i8 %27, 1
%29 = load i8*, i8** %1
%30 = getelementptr inbounds i8, i8* %29, i64 %22
store i8 %28, i8* %30
%31 = add nuw nsw i64 %12, 2
%32 = add i64 %13, 2
%33 = icmp eq i64 %32, %10
br i1 %33, label %34, label %11
34: ; preds = %11, %5
%35 = phi i64 [ 0, %5 ], [ %31, %11 ]
%36 = icmp eq i64 %7, 0
br i1 %36, label %46, label %37
37: ; preds = %34
%38 = trunc i64 %35 to i32
%39 = xor i32 %38, -1
%40 = add i32 %39, %2
%41 = lshr i32 %0, %40
%42 = trunc i32 %41 to i8
%43 = and i8 %42, 1
%44 = load i8*, i8** %1
%45 = getelementptr inbounds i8, i8* %44, i64 %35
store i8 %43, i8* %45
br label %46
46: ; preds = %37, %34, %3
%47 = load i8*, i8** %1
%48 = sext i32 %2 to i64
%49 = getelementptr inbounds i8, i8* %47, i64 %48
store i8* %49, i8** %1
ret void
}