int byte_to_bit(int endian, unsigned char *ibuf, int ilen, unsigned char *obuf,
                int *olen) {
  int i, j;
  for (i = 0; i < ilen; i++) {
    for (j = 0; j < 8; j++) {
      if (endian == 0) {
        obuf[(i * 8) + j] = (ibuf[i] >> j) & 1;
      } else {
        obuf[(i * 8) + j] = (ibuf[i] >> (7 - j)) & 1;
      }
    }
  }
  *olen = ilen * 8;
  return 0;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<byte_to_bit>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
mov    %r8,-0x28(%rbp)
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    11c6 <byte_to_bit+0xc6>
movl   $0x0,-0x30(%rbp)
cmpl   $0x8,-0x30(%rbp)
jge    11b3 <byte_to_bit+0xb3>
cmpl   $0x0,-0x4(%rbp)
jne    1172 <byte_to_bit+0x72>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
movzbl (%rax,%rcx,1),%eax
mov    -0x30(%rbp),%ecx
sar    %cl,%eax
and    $0x1,%eax
mov    %al,%dl
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
shl    $0x3,%ecx
add    -0x30(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    %dl,(%rax,%rcx,1)
jmp    11a0 <byte_to_bit+0xa0>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
movzbl (%rax,%rcx,1),%eax
mov    $0x7,%ecx
sub    -0x30(%rbp),%ecx
sar    %cl,%eax
and    $0x1,%eax
mov    %al,%dl
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
shl    $0x3,%ecx
add    -0x30(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    %dl,(%rax,%rcx,1)
jmp    11a5 <byte_to_bit+0xa5>
mov    -0x30(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
jmp    1130 <byte_to_bit+0x30>
jmp    11b8 <byte_to_bit+0xb8>
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    111d <byte_to_bit+0x1d>
mov    -0x14(%rbp),%ecx
shl    $0x3,%ecx
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    %ecx,(%rax)
xor    %eax,%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<byte_to_bit>:
push   %rbx
test   %edx,%edx
jle    123e <byte_to_bit+0x13e>
mov    %edx,%r9d
shl    $0x3,%r9
xor    %r10d,%r10d
jmp    11b0 <byte_to_bit+0xb0>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
and    $0x1,%al
mov    %al,(%rcx,%r11,1)
movzbl (%rsi),%eax
shr    %al
and    $0x1,%al
mov    %r11,%rbx
or     $0x1,%rbx
mov    %al,(%rcx,%rbx,1)
movzbl (%rsi),%eax
shr    $0x2,%al
and    $0x1,%al
mov    %r11,%rbx
or     $0x2,%rbx
mov    %al,(%rcx,%rbx,1)
movzbl (%rsi),%eax
shr    $0x3,%al
and    $0x1,%al
mov    %r11,%rbx
or     $0x3,%rbx
mov    %al,(%rcx,%rbx,1)
movzbl (%rsi),%eax
shr    $0x4,%al
and    $0x1,%al
mov    %r11,%rbx
or     $0x4,%rbx
mov    %al,(%rcx,%rbx,1)
movzbl (%rsi),%eax
shr    $0x5,%al
and    $0x1,%al
mov    %r11,%rbx
or     $0x5,%rbx
mov    %al,(%rcx,%rbx,1)
movzbl (%rsi),%eax
shr    $0x6,%al
and    $0x1,%al
mov    %r11,%rbx
or     $0x6,%rbx
mov    %al,(%rcx,%rbx,1)
movzbl (%rsi),%eax
shr    $0x7,%al
or     $0x7,%r11
mov    %al,(%rcx,%r11,1)
add    $0x8,%r10
add    $0x1,%rsi
cmp    %r10,%r9
je     123e <byte_to_bit+0x13e>
mov    %r10d,%r11d
and    $0xfffffff8,%r11d
movzbl (%rsi),%eax
test   %edi,%edi
je     1120 <byte_to_bit+0x20>
shr    $0x7,%al
mov    %al,(%rcx,%r11,1)
movzbl (%rsi),%eax
shr    $0x6,%al
and    $0x1,%al
mov    %r11,%rbx
or     $0x1,%rbx
mov    %al,(%rcx,%rbx,1)
movzbl (%rsi),%eax
shr    $0x5,%al
and    $0x1,%al
mov    %r11,%rbx
or     $0x2,%rbx
mov    %al,(%rcx,%rbx,1)
movzbl (%rsi),%eax
shr    $0x4,%al
and    $0x1,%al
mov    %r11,%rbx
or     $0x3,%rbx
mov    %al,(%rcx,%rbx,1)
movzbl (%rsi),%eax
shr    $0x3,%al
and    $0x1,%al
mov    %r11,%rbx
or     $0x4,%rbx
mov    %al,(%rcx,%rbx,1)
movzbl (%rsi),%eax
shr    $0x2,%al
and    $0x1,%al
mov    %r11,%rbx
or     $0x5,%rbx
mov    %al,(%rcx,%rbx,1)
movzbl (%rsi),%eax
shr    %al
and    $0x1,%al
mov    %r11,%rbx
or     $0x6,%rbx
mov    %al,(%rcx,%rbx,1)
movzbl (%rsi),%eax
and    $0x1,%al
jmp    1197 <byte_to_bit+0x97>
shl    $0x3,%edx
mov    %edx,(%r8)
xor    %eax,%eax
pop    %rbx
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @byte_to_bit(i32 %0, i8* %1, i32 %2, i8* %3, i32* %4) {
%6 = alloca i32
%7 = alloca i8*
%8 = alloca i32
%9 = alloca i8*
%10 = alloca i32*
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
store i32 %0, i32* %6
store i8* %1, i8** %7
store i32 %2, i32* %8
store i8* %3, i8** %9
store i32* %4, i32** %10
store i32 0, i32* %11
br label %13
13: ; preds = %66, %5
%14 = load i32, i32* %11
%15 = load i32, i32* %8
%16 = icmp slt i32 %14, %15
br i1 %16, label %17, label %69
17: ; preds = %13
store i32 0, i32* %12
br label %18
18: ; preds = %62, %17
%19 = load i32, i32* %12
%20 = icmp slt i32 %19, 8
br i1 %20, label %21, label %65
21: ; preds = %18
%22 = load i32, i32* %6
%23 = icmp eq i32 %22, 0
br i1 %23, label %24, label %42
24: ; preds = %21
%25 = load i8*, i8** %7
%26 = load i32, i32* %11
%27 = sext i32 %26 to i64
%28 = getelementptr inbounds i8, i8* %25, i64 %27
%29 = load i8, i8* %28
%30 = zext i8 %29 to i32
%31 = load i32, i32* %12
%32 = ashr i32 %30, %31
%33 = and i32 %32, 1
%34 = trunc i32 %33 to i8
%35 = load i8*, i8** %9
%36 = load i32, i32* %11
%37 = mul nsw i32 %36, 8
%38 = load i32, i32* %12
%39 = add nsw i32 %37, %38
%40 = sext i32 %39 to i64
%41 = getelementptr inbounds i8, i8* %35, i64 %40
store i8 %34, i8* %41
br label %61
42: ; preds = %21
%43 = load i8*, i8** %7
%44 = load i32, i32* %11
%45 = sext i32 %44 to i64
%46 = getelementptr inbounds i8, i8* %43, i64 %45
%47 = load i8, i8* %46
%48 = zext i8 %47 to i32
%49 = load i32, i32* %12
%50 = sub nsw i32 7, %49
%51 = ashr i32 %48, %50
%52 = and i32 %51, 1
%53 = trunc i32 %52 to i8
%54 = load i8*, i8** %9
%55 = load i32, i32* %11
%56 = mul nsw i32 %55, 8
%57 = load i32, i32* %12
%58 = add nsw i32 %56, %57
%59 = sext i32 %58 to i64
%60 = getelementptr inbounds i8, i8* %54, i64 %59
store i8 %53, i8* %60
br label %61
61: ; preds = %42, %24
br label %62
62: ; preds = %61
%63 = load i32, i32* %12
%64 = add nsw i32 %63, 1
store i32 %64, i32* %12
br label %18
65: ; preds = %18
br label %66
66: ; preds = %65
%67 = load i32, i32* %11
%68 = add nsw i32 %67, 1
store i32 %68, i32* %11
br label %13
69: ; preds = %13
%70 = load i32, i32* %8
%71 = mul nsw i32 %70, 8
%72 = load i32*, i32** %10
store i32 %71, i32* %72
ret i32 0
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @byte_to_bit(i32 %0, i8* nocapture %1, i32 %2, i8* nocapture writeonly %3, i32* nocapture writeonly %4) {
%6 = icmp sgt i32 %2, 0
br i1 %6, label %7, label %92
7: ; preds = %5
%8 = icmp eq i32 %0, 0
%9 = zext i32 %2 to i64
br label %10
10: ; preds = %7, %86
%11 = phi i64 [ 0, %7 ], [ %90, %86 ]
%12 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 %11
%13 = shl i64 %11, 3
%14 = and i64 %13, 4294967288
%15 = load i8, i8* %12
br i1 %8, label %51, label %16
16: ; preds = %10
%17 = lshr i8 %15, 7
%18 = getelementptr inbounds i8, i8* %3, i64 %14
store i8 %17, i8* %18
%19 = load i8, i8* %12
%20 = lshr i8 %19, 6
%21 = and i8 %20, 1
%22 = or i64 %14, 1
%23 = getelementptr inbounds i8, i8* %3, i64 %22
store i8 %21, i8* %23
%24 = load i8, i8* %12
%25 = lshr i8 %24, 5
%26 = and i8 %25, 1
%27 = or i64 %14, 2
%28 = getelementptr inbounds i8, i8* %3, i64 %27
store i8 %26, i8* %28
%29 = load i8, i8* %12
%30 = lshr i8 %29, 4
%31 = and i8 %30, 1
%32 = or i64 %14, 3
%33 = getelementptr inbounds i8, i8* %3, i64 %32
store i8 %31, i8* %33
%34 = load i8, i8* %12
%35 = lshr i8 %34, 3
%36 = and i8 %35, 1
%37 = or i64 %14, 4
%38 = getelementptr inbounds i8, i8* %3, i64 %37
store i8 %36, i8* %38
%39 = load i8, i8* %12
%40 = lshr i8 %39, 2
%41 = and i8 %40, 1
%42 = or i64 %14, 5
%43 = getelementptr inbounds i8, i8* %3, i64 %42
store i8 %41, i8* %43
%44 = load i8, i8* %12
%45 = lshr i8 %44, 1
%46 = and i8 %45, 1
%47 = or i64 %14, 6
%48 = getelementptr inbounds i8, i8* %3, i64 %47
store i8 %46, i8* %48
%49 = load i8, i8* %12
%50 = and i8 %49, 1
br label %86
51: ; preds = %10
%52 = and i8 %15, 1
%53 = getelementptr inbounds i8, i8* %3, i64 %14
store i8 %52, i8* %53
%54 = load i8, i8* %12
%55 = lshr i8 %54, 1
%56 = and i8 %55, 1
%57 = or i64 %14, 1
%58 = getelementptr inbounds i8, i8* %3, i64 %57
store i8 %56, i8* %58
%59 = load i8, i8* %12
%60 = lshr i8 %59, 2
%61 = and i8 %60, 1
%62 = or i64 %14, 2
%63 = getelementptr inbounds i8, i8* %3, i64 %62
store i8 %61, i8* %63
%64 = load i8, i8* %12
%65 = lshr i8 %64, 3
%66 = and i8 %65, 1
%67 = or i64 %14, 3
%68 = getelementptr inbounds i8, i8* %3, i64 %67
store i8 %66, i8* %68
%69 = load i8, i8* %12
%70 = lshr i8 %69, 4
%71 = and i8 %70, 1
%72 = or i64 %14, 4
%73 = getelementptr inbounds i8, i8* %3, i64 %72
store i8 %71, i8* %73
%74 = load i8, i8* %12
%75 = lshr i8 %74, 5
%76 = and i8 %75, 1
%77 = or i64 %14, 5
%78 = getelementptr inbounds i8, i8* %3, i64 %77
store i8 %76, i8* %78
%79 = load i8, i8* %12
%80 = lshr i8 %79, 6
%81 = and i8 %80, 1
%82 = or i64 %14, 6
%83 = getelementptr inbounds i8, i8* %3, i64 %82
store i8 %81, i8* %83
%84 = load i8, i8* %12
%85 = lshr i8 %84, 7
br label %86
86: ; preds = %51, %16
%87 = phi i8 [ %85, %51 ], [ %50, %16 ]
%88 = or i64 %14, 7
%89 = getelementptr inbounds i8, i8* %3, i64 %88
store i8 %87, i8* %89
%90 = add nuw nsw i64 %11, 1
%91 = icmp eq i64 %90, %9
br i1 %91, label %92, label %10
92: ; preds = %86, %5
%93 = shl nsw i32 %2, 3
store i32 %93, i32* %4
ret i32 0
}