unsigned int read_bits(unsigned char **param_ptr, unsigned int num_bits) {
  int i;
  unsigned char *bit_ptr = *param_ptr;
  unsigned int value = 0;
  for (i = num_bits - 1; i >= 0; i--) {
    value |= *bit_ptr++ << i;
  }
  *param_ptr = bit_ptr;
  return value;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<read_bits>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    (%rax),%rax
mov    %rax,-0x18(%rbp)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x10(%rbp)
jl     115b <read_bits+0x5b>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %rax,%rcx
add    $0x1,%rcx
mov    %rcx,-0x18(%rbp)
movzbl (%rax),%eax
mov    -0x10(%rbp),%ecx
shl    %cl,%eax
or     -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    1126 <read_bits+0x26>
mov    -0x18(%rbp),%rcx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %rcx,(%rax)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<read_bits>:
push   %rbp
push   %r14
push   %rbx
mov    (%rdi),%r8
mov    %esi,%ebx
add    $0xffffffff,%ebx
js     111d <read_bits+0x1d>
mov    %ebx,%r9d
cmp    $0x3,%ebx
jae    1121 <read_bits+0x21>
xor    %eax,%eax
mov    %r8,%r10
jmp    116d <read_bits+0x6d>
xor    %eax,%eax
jmp    1199 <read_bits+0x99>
mov    %esi,%r11d
and    $0xfffffffc,%r11d
xor    %eax,%eax
mov    %r8,%r10
nopl   (%rax)
movzbl (%r10),%edx
mov    %ebx,%ecx
shl    %cl,%edx
movzbl 0x1(%r10),%r14d
lea    -0x1(%rbx),%ecx
shl    %cl,%r14d
movzbl 0x2(%r10),%ebp
lea    -0x2(%rbx),%ecx
shl    %cl,%ebp
or     %eax,%edx
or     %r14d,%ebp
or     %edx,%ebp
movzbl 0x3(%r10),%eax
lea    -0x3(%rbx),%ecx
shl    %cl,%eax
add    $0x4,%r10
or     %ebp,%eax
add    $0xfffffffc,%ebx
add    $0xfffffffc,%r11d
jne    1130 <read_bits+0x30>
add    $0x1,%r9
test   $0x3,%sil
je     1196 <read_bits+0x96>
and    $0x3,%esi
xor    %edx,%edx
nopl   0x0(%rax)
movzbl (%r10,%rdx,1),%ebp
mov    %ebx,%ecx
shl    %cl,%ebp
or     %ebp,%eax
add    $0xffffffff,%ebx
add    $0x1,%rdx
cmp    %edx,%esi
jne    1180 <read_bits+0x80>
add    %r9,%r8
mov    %r8,(%rdi)
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @read_bits(i8** %0, i32 %1) {
%3 = alloca i8**
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i8*
%7 = alloca i32
store i8** %0, i8*** %3
store i32 %1, i32* %4
%8 = load i8**, i8*** %3
%9 = load i8*, i8** %8
store i8* %9, i8** %6
store i32 0, i32* %7
%10 = load i32, i32* %4
%11 = sub i32 %10, 1
store i32 %11, i32* %5
br label %12
12: ; preds = %24, %2
%13 = load i32, i32* %5
%14 = icmp sge i32 %13, 0
br i1 %14, label %15, label %27
15: ; preds = %12
%16 = load i8*, i8** %6
%17 = getelementptr inbounds i8, i8* %16, i32 1
store i8* %17, i8** %6
%18 = load i8, i8* %16
%19 = zext i8 %18 to i32
%20 = load i32, i32* %5
%21 = shl i32 %19, %20
%22 = load i32, i32* %7
%23 = or i32 %22, %21
store i32 %23, i32* %7
br label %24
24: ; preds = %15
%25 = load i32, i32* %5
%26 = add nsw i32 %25, -1
store i32 %26, i32* %5
br label %12
27: ; preds = %12
%28 = load i8*, i8** %6
%29 = load i8**, i8*** %3
store i8* %28, i8** %29
%30 = load i32, i32* %7
ret i32 %30
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @read_bits(i8** nocapture %0, i32 %1) {
%3 = load i8*, i8** %0
%4 = add i32 %1, -1
%5 = icmp sgt i32 %4, -1
br i1 %5, label %6, label %66
6: ; preds = %2
%7 = zext i32 %4 to i64
%8 = add nuw nsw i64 %7, 1
%9 = and i32 %1, 3
%10 = icmp ult i32 %4, 3
br i1 %10, label %44, label %11
11: ; preds = %6
%12 = and i32 %1, -4
br label %13
13: ; preds = %13, %11
%14 = phi i32 [ %4, %11 ], [ %41, %13 ]
%15 = phi i32 [ 0, %11 ], [ %40, %13 ]
%16 = phi i8* [ %3, %11 ], [ %36, %13 ]
%17 = phi i32 [ 0, %11 ], [ %42, %13 ]
%18 = getelementptr inbounds i8, i8* %16, i64 1
%19 = load i8, i8* %16
%20 = zext i8 %19 to i32
%21 = shl i32 %20, %14
%22 = or i32 %21, %15
%23 = add nsw i32 %14, -1
%24 = getelementptr inbounds i8, i8* %16, i64 2
%25 = load i8, i8* %18
%26 = zext i8 %25 to i32
%27 = shl i32 %26, %23
%28 = or i32 %27, %22
%29 = add nsw i32 %14, -2
%30 = getelementptr inbounds i8, i8* %16, i64 3
%31 = load i8, i8* %24
%32 = zext i8 %31 to i32
%33 = shl i32 %32, %29
%34 = or i32 %33, %28
%35 = add nsw i32 %14, -3
%36 = getelementptr inbounds i8, i8* %16, i64 4
%37 = load i8, i8* %30
%38 = zext i8 %37 to i32
%39 = shl i32 %38, %35
%40 = or i32 %39, %34
%41 = add nsw i32 %14, -4
%42 = add i32 %17, 4
%43 = icmp eq i32 %42, %12
br i1 %43, label %44, label %13
44: ; preds = %13, %6
%45 = phi i32 [ undef, %6 ], [ %40, %13 ]
%46 = phi i32 [ %4, %6 ], [ %41, %13 ]
%47 = phi i32 [ 0, %6 ], [ %40, %13 ]
%48 = phi i8* [ %3, %6 ], [ %36, %13 ]
%49 = icmp eq i32 %9, 0
br i1 %49, label %63, label %50
50: ; preds = %44, %50
%51 = phi i32 [ %60, %50 ], [ %46, %44 ]
%52 = phi i32 [ %59, %50 ], [ %47, %44 ]
%53 = phi i8* [ %55, %50 ], [ %48, %44 ]
%54 = phi i32 [ %61, %50 ], [ 0, %44 ]
%55 = getelementptr inbounds i8, i8* %53, i64 1
%56 = load i8, i8* %53
%57 = zext i8 %56 to i32
%58 = shl i32 %57, %51
%59 = or i32 %58, %52
%60 = add nsw i32 %51, -1
%61 = add i32 %54, 1
%62 = icmp eq i32 %61, %9
br i1 %62, label %63, label %50
63: ; preds = %50, %44
%64 = phi i32 [ %45, %44 ], [ %59, %50 ]
%65 = getelementptr i8, i8* %3, i64 %8
br label %66
66: ; preds = %63, %2
%67 = phi i8* [ %3, %2 ], [ %65, %63 ]
%68 = phi i32 [ 0, %2 ], [ %64, %63 ]
store i8* %67, i8** %0
ret i32 %68
}