int read_nbits(unsigned char *buf, int n, int s) {
  buf += s / 8;
  s %= 8;
  int m = 0;
  int val = 0;
  if (s > 0) {
    m = 8 - s;
    val = (*buf) & ((1 << m) - 1);
    buf += 1;
  }
  if (m > n) {
    val >>= (m - n);
    return val;
  }
  n -= m;
  while (n > 0) {
    m = ((8) < (n) ? (8) : (n));
    val = (val << m) | (*buf) >> (8 - m);
    buf += 1;
    n -= m;
  }
  return val;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<read_nbits>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
mov    %esi,-0x14(%rbp)
mov    %edx,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    $0x8,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%ecx
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq %ecx,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x10(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    $0x8,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %edx,-0x18(%rbp)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
movl   $0x0,-0x20(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x18(%rbp)
jle    1181 <read_nbits+0x81>
mov    $0x8,%eax
sub    -0x18(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movzbl (%rax),%eax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
mov    $0x1,%edx
shl    %cl,%edx
mov    %edx,%ecx
sub    $0x1,%ecx
and    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x10(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jle    11a6 <read_nbits+0xa6>
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
sub    -0x14(%rbp),%ecx
mov    -0x20(%rbp),%eax
sar    %cl,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    1224 <read_nbits+0x124>
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
mov    -0x14(%rbp),%eax
sub    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x14(%rbp)
jle    121e <read_nbits+0x11e>
mov    $0x8,%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    11d6 <read_nbits+0xd6>
mov    $0x8,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    11dc <read_nbits+0xdc>
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
shl    %cl,%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
movzbl (%rcx),%edx
mov    $0x8,%ecx
sub    -0x1c(%rbp),%ecx
sar    %cl,%edx
mov    %edx,%ecx
or     %ecx,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x10(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
mov    -0x14(%rbp),%eax
sub    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    11b1 <read_nbits+0xb1>
mov    -0x20(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<read_nbits>:
lea    0x7(%rdx),%eax
test   %edx,%edx
cmovns %edx,%eax
mov    %eax,%ecx
sar    $0x3,%ecx
movslq %ecx,%r8
add    %rdi,%r8
and    $0xfffffff8,%eax
sub    %eax,%edx
test   %edx,%edx
jle    1138 <read_nbits+0x38>
mov    $0x8,%ecx
sub    %edx,%ecx
mov    $0xffffffff,%eax
shl    %cl,%eax
movzbl (%r8),%edx
not    %eax
and    %edx,%eax
add    $0x1,%r8
jmp    113c <read_nbits+0x3c>
xor    %ecx,%ecx
xor    %eax,%eax
mov    %ecx,%edx
sub    %esi,%edx
jle    1147 <read_nbits+0x47>
mov    %edx,%ecx
shr    %cl,%eax
ret
sub    %ecx,%esi
jle    1173 <read_nbits+0x73>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
cmp    $0x8,%esi
mov    $0x8,%edx
cmovb  %esi,%edx
mov    %edx,%ecx
shl    %cl,%eax
movzbl (%r8),%edi
mov    $0x8,%cl
sub    %dl,%cl
shr    %cl,%edi
or     %edi,%eax
add    $0x1,%r8
sub    %edx,%esi
jg     1150 <read_nbits+0x50>
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @read_nbits(i8* %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = alloca i32
%5 = alloca i8*
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
store i8* %0, i8** %5
store i32 %1, i32* %6
store i32 %2, i32* %7
%10 = load i32, i32* %7
%11 = sdiv i32 %10, 8
%12 = load i8*, i8** %5
%13 = sext i32 %11 to i64
%14 = getelementptr inbounds i8, i8* %12, i64 %13
store i8* %14, i8** %5
%15 = load i32, i32* %7
%16 = srem i32 %15, 8
store i32 %16, i32* %7
store i32 0, i32* %8
store i32 0, i32* %9
%17 = load i32, i32* %7
%18 = icmp sgt i32 %17, 0
br i1 %18, label %19, label %31
19: ; preds = %3
%20 = load i32, i32* %7
%21 = sub nsw i32 8, %20
store i32 %21, i32* %8
%22 = load i8*, i8** %5
%23 = load i8, i8* %22
%24 = zext i8 %23 to i32
%25 = load i32, i32* %8
%26 = shl i32 1, %25
%27 = sub nsw i32 %26, 1
%28 = and i32 %24, %27
store i32 %28, i32* %9
%29 = load i8*, i8** %5
%30 = getelementptr inbounds i8, i8* %29, i64 1
store i8* %30, i8** %5
br label %31
31: ; preds = %19, %3
%32 = load i32, i32* %8
%33 = load i32, i32* %6
%34 = icmp sgt i32 %32, %33
br i1 %34, label %35, label %42
35: ; preds = %31
%36 = load i32, i32* %8
%37 = load i32, i32* %6
%38 = sub nsw i32 %36, %37
%39 = load i32, i32* %9
%40 = ashr i32 %39, %38
store i32 %40, i32* %9
%41 = load i32, i32* %9
store i32 %41, i32* %4
br label %74
42: ; preds = %31
%43 = load i32, i32* %8
%44 = load i32, i32* %6
%45 = sub nsw i32 %44, %43
store i32 %45, i32* %6
br label %46
46: ; preds = %55, %42
%47 = load i32, i32* %6
%48 = icmp sgt i32 %47, 0
br i1 %48, label %49, label %72
49: ; preds = %46
%50 = load i32, i32* %6
%51 = icmp slt i32 8, %50
br i1 %51, label %52, label %53
52: ; preds = %49
br label %55
53: ; preds = %49
%54 = load i32, i32* %6
br label %55
55: ; preds = %53, %52
%56 = phi i32 [ 8, %52 ], [ %54, %53 ]
store i32 %56, i32* %8
%57 = load i32, i32* %9
%58 = load i32, i32* %8
%59 = shl i32 %57, %58
%60 = load i8*, i8** %5
%61 = load i8, i8* %60
%62 = zext i8 %61 to i32
%63 = load i32, i32* %8
%64 = sub nsw i32 8, %63
%65 = ashr i32 %62, %64
%66 = or i32 %59, %65
store i32 %66, i32* %9
%67 = load i8*, i8** %5
%68 = getelementptr inbounds i8, i8* %67, i64 1
store i8* %68, i8** %5
%69 = load i32, i32* %8
%70 = load i32, i32* %6
%71 = sub nsw i32 %70, %69
store i32 %71, i32* %6
br label %46
72: ; preds = %46
%73 = load i32, i32* %9
store i32 %73, i32* %4
br label %74
74: ; preds = %72, %35
%75 = load i32, i32* %4
ret i32 %75
}

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