unsigned invert(unsigned char x, unsigned char p, unsigned char n) {
  unsigned char left, right, substitute;
  left = x >> (9 - p);
  left = left << (9 - p);
  right = x << (p + n - 1);
  right = right >> (p + n - 1);
  substitute = x << (p - 1);
  substitute = substitute >> (8 - n);
  substitute = ~substitute << (8 - n);
  substitute = substitute >> (p - 1);
  return (left | right | substitute);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<invert>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %dl,%al
mov    %sil,%cl
mov    %dil,%dl
mov    %dl,-0x1(%rbp)
mov    %cl,-0x2(%rbp)
mov    %al,-0x3(%rbp)
movzbl -0x1(%rbp),%eax
movzbl -0x2(%rbp),%edx
mov    $0x9,%ecx
sub    %edx,%ecx
sar    %cl,%eax
mov    %al,-0x4(%rbp)
movzbl -0x4(%rbp),%eax
movzbl -0x2(%rbp),%edx
mov    $0x9,%ecx
sub    %edx,%ecx
shl    %cl,%eax
mov    %al,-0x4(%rbp)
movzbl -0x1(%rbp),%eax
movzbl -0x2(%rbp),%ecx
movzbl -0x3(%rbp),%edx
add    %edx,%ecx
sub    $0x1,%ecx
shl    %cl,%eax
mov    %al,-0x5(%rbp)
movzbl -0x5(%rbp),%eax
movzbl -0x2(%rbp),%ecx
movzbl -0x3(%rbp),%edx
add    %edx,%ecx
sub    $0x1,%ecx
sar    %cl,%eax
mov    %al,-0x5(%rbp)
movzbl -0x1(%rbp),%eax
movzbl -0x2(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
shl    %cl,%eax
mov    %al,-0x6(%rbp)
movzbl -0x6(%rbp),%eax
movzbl -0x3(%rbp),%edx
mov    $0x8,%ecx
sub    %edx,%ecx
sar    %cl,%eax
mov    %al,-0x6(%rbp)
movzbl -0x6(%rbp),%eax
xor    $0xffffffff,%eax
movzbl -0x3(%rbp),%edx
mov    $0x8,%ecx
sub    %edx,%ecx
shl    %cl,%eax
mov    %al,-0x6(%rbp)
movzbl -0x6(%rbp),%eax
movzbl -0x2(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
sar    %cl,%eax
mov    %al,-0x6(%rbp)
movzbl -0x4(%rbp),%eax
movzbl -0x5(%rbp),%ecx
or     %ecx,%eax
movzbl -0x6(%rbp),%ecx
or     %ecx,%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<invert>:
mov    $0x9,%cl
sub    %sil,%cl
mov    %edi,%r8d
shr    %cl,%r8d
shl    %cl,%r8d
lea    (%rsi,%rdx,1),%ecx
add    $0xffffffff,%ecx
mov    %edi,%eax
shl    %cl,%eax
movzbl %al,%r9d
shr    %cl,%r9d
add    $0xffffffff,%esi
mov    %esi,%ecx
shl    %cl,%edi
or     %r8d,%r9d
movzbl %dil,%eax
mov    $0x8,%cl
sub    %dl,%cl
shr    %cl,%eax
not    %eax
shl    %cl,%eax
movzbl %al,%eax
mov    %esi,%ecx
shr    %cl,%eax
or     %r9d,%eax
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @invert(i8 zeroext %0, i8 zeroext %1, i8 zeroext %2) {
%4 = alloca i8
%5 = alloca i8
%6 = alloca i8
%7 = alloca i8
%8 = alloca i8
%9 = alloca i8
store i8 %0, i8* %4
store i8 %1, i8* %5
store i8 %2, i8* %6
%10 = load i8, i8* %4
%11 = zext i8 %10 to i32
%12 = load i8, i8* %5
%13 = zext i8 %12 to i32
%14 = sub nsw i32 9, %13
%15 = ashr i32 %11, %14
%16 = trunc i32 %15 to i8
store i8 %16, i8* %7
%17 = load i8, i8* %7
%18 = zext i8 %17 to i32
%19 = load i8, i8* %5
%20 = zext i8 %19 to i32
%21 = sub nsw i32 9, %20
%22 = shl i32 %18, %21
%23 = trunc i32 %22 to i8
store i8 %23, i8* %7
%24 = load i8, i8* %4
%25 = zext i8 %24 to i32
%26 = load i8, i8* %5
%27 = zext i8 %26 to i32
%28 = load i8, i8* %6
%29 = zext i8 %28 to i32
%30 = add nsw i32 %27, %29
%31 = sub nsw i32 %30, 1
%32 = shl i32 %25, %31
%33 = trunc i32 %32 to i8
store i8 %33, i8* %8
%34 = load i8, i8* %8
%35 = zext i8 %34 to i32
%36 = load i8, i8* %5
%37 = zext i8 %36 to i32
%38 = load i8, i8* %6
%39 = zext i8 %38 to i32
%40 = add nsw i32 %37, %39
%41 = sub nsw i32 %40, 1
%42 = ashr i32 %35, %41
%43 = trunc i32 %42 to i8
store i8 %43, i8* %8
%44 = load i8, i8* %4
%45 = zext i8 %44 to i32
%46 = load i8, i8* %5
%47 = zext i8 %46 to i32
%48 = sub nsw i32 %47, 1
%49 = shl i32 %45, %48
%50 = trunc i32 %49 to i8
store i8 %50, i8* %9
%51 = load i8, i8* %9
%52 = zext i8 %51 to i32
%53 = load i8, i8* %6
%54 = zext i8 %53 to i32
%55 = sub nsw i32 8, %54
%56 = ashr i32 %52, %55
%57 = trunc i32 %56 to i8
store i8 %57, i8* %9
%58 = load i8, i8* %9
%59 = zext i8 %58 to i32
%60 = xor i32 %59, -1
%61 = load i8, i8* %6
%62 = zext i8 %61 to i32
%63 = sub nsw i32 8, %62
%64 = shl i32 %60, %63
%65 = trunc i32 %64 to i8
store i8 %65, i8* %9
%66 = load i8, i8* %9
%67 = zext i8 %66 to i32
%68 = load i8, i8* %5
%69 = zext i8 %68 to i32
%70 = sub nsw i32 %69, 1
%71 = ashr i32 %67, %70
%72 = trunc i32 %71 to i8
store i8 %72, i8* %9
%73 = load i8, i8* %7
%74 = zext i8 %73 to i32
%75 = load i8, i8* %8
%76 = zext i8 %75 to i32
%77 = or i32 %74, %76
%78 = load i8, i8* %9
%79 = zext i8 %78 to i32
%80 = or i32 %77, %79
ret i32 %80
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @invert(i8 zeroext %0, i8 zeroext %1, i8 zeroext %2) {
%4 = zext i8 %0 to i32
%5 = zext i8 %1 to i32
%6 = sub nsw i32 9, %5
%7 = shl nsw i32 -1, %6
%8 = trunc i32 %7 to i8
%9 = and i8 %8, %0
%10 = zext i8 %2 to i32
%11 = add nsw i32 %5, -1
%12 = add nsw i32 %11, %10
%13 = shl i32 %4, %12
%14 = and i32 %13, 255
%15 = lshr i32 %14, %12
%16 = shl i32 %4, %11
%17 = and i32 %16, 255
%18 = sub nsw i32 8, %10
%19 = lshr i32 %17, %18
%20 = xor i32 %19, -1
%21 = shl i32 %20, %18
%22 = and i32 %21, 255
%23 = lshr i32 %22, %11
%24 = zext i8 %9 to i32
%25 = or i32 %15, %24
%26 = or i32 %25, %23
ret i32 %26
}