unsigned int utf8_decode(char *s, int *u) {
  unsigned char c;
  int i;
  int n;
  int r = 1;
  c = *s;
  if (~c & 0x80) {
    *u = c;
    return r;
  } else if ((c & 0xE0) == 0xC0) {
    *u = c & 0x1F;
    n = 1;
  } else if ((c & 0xF0) == 0xE0) {
    *u = c & 0x0F;
    n = 2;
  } else if ((c & 0xF8) == 0xF0) {
    *u = c & 0x07;
    n = 3;
  } else {
    goto invalid;
  }
  for (i = n, ++s; i > 0; --i, ++r, ++s) {
    c = *s;
    if ((c & 0xC0) != 0x80)
      goto invalid;
    *u <<= 6;
    *u |= c & 0x3F;
  }
  if ((n == 1 && *u < 0x80) || (n == 2 && *u < 0x800) ||
      (n == 3 && *u < 0x10000) || (*u >= 0xD800 && *u <= 0xDFFF))
    goto invalid;
  return r;
invalid:
  *u = 0xFFFD;
  return r;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<utf8_decode>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
mov    %rsi,-0x18(%rbp)
movl   $0x1,-0x28(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    (%rax),%al
mov    %al,-0x19(%rbp)
movzbl -0x19(%rbp),%eax
xor    $0xffffffff,%eax
and    $0x80,%eax
cmp    $0x0,%eax
je     1146 <utf8_decode+0x46>
movzbl -0x19(%rbp),%ecx
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %ecx,(%rax)
mov    -0x28(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    12ea <utf8_decode+0x1ea>
movzbl -0x19(%rbp),%eax
and    $0xe0,%eax
cmp    $0xc0,%eax
jne    1173 <utf8_decode+0x73>
movzbl -0x19(%rbp),%ecx
and    $0x1f,%ecx
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %ecx,(%rax)
movl   $0x1,-0x24(%rbp)
jmp    11dc <utf8_decode+0xdc>
movzbl -0x19(%rbp),%eax
and    $0xf0,%eax
cmp    $0xe0,%eax
jne    11a0 <utf8_decode+0xa0>
movzbl -0x19(%rbp),%ecx
and    $0xf,%ecx
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %ecx,(%rax)
movl   $0x2,-0x24(%rbp)
jmp    11d7 <utf8_decode+0xd7>
movzbl -0x19(%rbp),%eax
and    $0xf8,%eax
cmp    $0xf0,%eax
jne    11cd <utf8_decode+0xcd>
movzbl -0x19(%rbp),%ecx
and    $0x7,%ecx
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %ecx,(%rax)
movl   $0x3,-0x24(%rbp)
jmp    11d2 <utf8_decode+0xd2>
jmp    12da <utf8_decode+0x1da>
jmp    11d7 <utf8_decode+0xd7>
jmp    11dc <utf8_decode+0xdc>
jmp    11e1 <utf8_decode+0xe1>
mov    -0x24(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x10(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x20(%rbp)
jle    125c <utf8_decode+0x15c>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    (%rax),%al
mov    %al,-0x19(%rbp)
movzbl -0x19(%rbp),%eax
and    $0xc0,%eax
cmp    $0x80,%eax
je     121f <utf8_decode+0x11f>
jmp    12da <utf8_decode+0x1da>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    (%rax),%ecx
shl    $0x6,%ecx
mov    %ecx,(%rax)
movzbl -0x19(%rbp),%ecx
and    $0x3f,%ecx
mov    -0x18(%rbp),%rax
or     (%rax),%ecx
mov    %ecx,(%rax)
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x10(%rbp)
jmp    11f3 <utf8_decode+0xf3>
cmpl   $0x1,-0x24(%rbp)
jne    1276 <utf8_decode+0x176>
mov    -0x18(%rbp),%rax
cmpl   $0x80,(%rax)
jl     12ca <utf8_decode+0x1ca>
cmpl   $0x2,-0x24(%rbp)
jne    1290 <utf8_decode+0x190>
mov    -0x18(%rbp),%rax
cmpl   $0x800,(%rax)
jl     12ca <utf8_decode+0x1ca>
cmpl   $0x3,-0x24(%rbp)
jne    12aa <utf8_decode+0x1aa>
mov    -0x18(%rbp),%rax
cmpl   $0x10000,(%rax)
jl     12ca <utf8_decode+0x1ca>
mov    -0x18(%rbp),%rax
cmpl   $0xd800,(%rax)
jl     12cf <utf8_decode+0x1cf>
mov    -0x18(%rbp),%rax
cmpl   $0xdfff,(%rax)
jg     12cf <utf8_decode+0x1cf>
jmp    12da <utf8_decode+0x1da>
mov    -0x28(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    12ea <utf8_decode+0x1ea>
mov    -0x18(%rbp),%rax
movl   $0xfffd,(%rax)
mov    -0x28(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<utf8_decode>:
push   %rbx
movzbl (%rdi),%ecx
mov    $0x1,%eax
test   $0x80,%cl
je     11e6 <utf8_decode+0xe6>
mov    %ecx,%edx
and    $0xffffffe0,%edx
cmp    $0xc0,%edx
jne    1135 <utf8_decode+0x35>
mov    $0x2,%eax
mov    $0x1,%r10b
mov    $0x1f,%r11d
xor    %r8d,%r8d
xor    %r9d,%r9d
jmp    117d <utf8_decode+0x7d>
mov    %ecx,%edx
and    $0xfffffff0,%edx
cmp    $0xe0,%edx
jne    1158 <utf8_decode+0x58>
mov    $0x3,%eax
mov    $0x1,%r8b
mov    $0xf,%r11d
xor    %r10d,%r10d
xor    %r9d,%r9d
jmp    117d <utf8_decode+0x7d>
mov    %ecx,%edx
and    $0xfffffff8,%edx
cmp    $0xf0,%edx
jne    121e <utf8_decode+0x11e>
mov    $0x4,%eax
mov    $0x1,%r9b
mov    $0x7,%r11d
xor    %r10d,%r10d
xor    %r8d,%r8d
and    %ecx,%r11d
mov    %r11d,(%rsi)
movzbl 0x1(%rdi),%edx
mov    %edx,%ebx
and    $0xffffffc0,%ebx
mov    $0xfffd,%ecx
cmp    $0x80,%ebx
jne    11e6 <utf8_decode+0xe6>
mov    %r11d,%ebx
shl    $0x6,%ebx
and    $0x3f,%edx
or     %ebx,%edx
mov    %edx,(%rsi)
test   %r10b,%r10b
je     11ef <utf8_decode+0xef>
mov    %edx,%edi
cmp    $0x80,%edi
setl   %dl
test   %dl,%r10b
jne    11eb <utf8_decode+0xeb>
cmp    $0x800,%edi
setl   %dl
test   %dl,%r8b
jne    11eb <utf8_decode+0xeb>
cmp    $0x10000,%edi
setl   %dl
test   %dl,%r9b
jne    11eb <utf8_decode+0xeb>
and    $0xffffffe0,%r11d
cmp    $0x360,%r11d
jne    11ed <utf8_decode+0xed>
jmp    11eb <utf8_decode+0xeb>
mov    $0x1,%eax
mov    %ecx,(%rsi)
pop    %rbx
ret
movzbl 0x2(%rdi),%r11d
mov    %r11d,%ebx
and    $0xffffffc0,%ebx
cmp    $0x80,%ebx
jne    1225 <utf8_decode+0x125>
mov    %edx,%ebx
shl    $0x6,%ebx
and    $0x3f,%r11d
or     %ebx,%r11d
mov    %r11d,(%rsi)
test   %r8b,%r8b
je     122c <utf8_decode+0x12c>
mov    %r11d,%edi
mov    %edx,%r11d
jmp    11ad <utf8_decode+0xad>
mov    $0xfffd,%ecx
jmp    11eb <utf8_decode+0xeb>
mov    $0x2,%eax
jmp    11eb <utf8_decode+0xeb>
movzbl 0x3(%rdi),%edi
mov    %edi,%edx
and    $0xffffffc0,%edx
cmp    $0x80,%edx
jne    124f <utf8_decode+0x14f>
mov    %r11d,%edx
shl    $0x6,%edx
and    $0x3f,%edi
or     %edx,%edi
mov    %edi,(%rsi)
jmp    11ad <utf8_decode+0xad>
mov    $0x3,%eax
jmp    11eb <utf8_decode+0xeb>

LLVM IR (-O0):
define i32 @utf8_decode(i8* %0, i32* %1) {
%3 = alloca i32
%4 = alloca i8*
%5 = alloca i32*
%6 = alloca i8
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
store i8* %0, i8** %4
store i32* %1, i32** %5
store i32 1, i32* %9
%10 = load i8*, i8** %4
%11 = load i8, i8* %10
store i8 %11, i8* %6
%12 = load i8, i8* %6
%13 = zext i8 %12 to i32
%14 = xor i32 %13, -1
%15 = and i32 %14, 128
%16 = icmp ne i32 %15, 0
br i1 %16, label %17, label %22
17: ; preds = %2
%18 = load i8, i8* %6
%19 = zext i8 %18 to i32
%20 = load i32*, i32** %5
store i32 %19, i32* %20
%21 = load i32, i32* %9
store i32 %21, i32* %3
br label %123
22: ; preds = %2
%23 = load i8, i8* %6
%24 = zext i8 %23 to i32
%25 = and i32 %24, 224
%26 = icmp eq i32 %25, 192
br i1 %26, label %27, label %32
27: ; preds = %22
%28 = load i8, i8* %6
%29 = zext i8 %28 to i32
%30 = and i32 %29, 31
%31 = load i32*, i32** %5
store i32 %30, i32* %31
store i32 1, i32* %8
br label %55
32: ; preds = %22
%33 = load i8, i8* %6
%34 = zext i8 %33 to i32
%35 = and i32 %34, 240
%36 = icmp eq i32 %35, 224
br i1 %36, label %37, label %42
37: ; preds = %32
%38 = load i8, i8* %6
%39 = zext i8 %38 to i32
%40 = and i32 %39, 15
%41 = load i32*, i32** %5
store i32 %40, i32* %41
store i32 2, i32* %8
br label %54
42: ; preds = %32
%43 = load i8, i8* %6
%44 = zext i8 %43 to i32
%45 = and i32 %44, 248
%46 = icmp eq i32 %45, 240
br i1 %46, label %47, label %52
47: ; preds = %42
%48 = load i8, i8* %6
%49 = zext i8 %48 to i32
%50 = and i32 %49, 7
%51 = load i32*, i32** %5
store i32 %50, i32* %51
store i32 3, i32* %8
br label %53
52: ; preds = %42
br label %120
53: ; preds = %47
br label %54
54: ; preds = %53, %37
br label %55
55: ; preds = %54, %27
br label %56
56: ; preds = %55
%57 = load i32, i32* %8
store i32 %57, i32* %7
%58 = load i8*, i8** %4
%59 = getelementptr inbounds i8, i8* %58, i32 1
store i8* %59, i8** %4
br label %60
60: ; preds = %81, %56
%61 = load i32, i32* %7
%62 = icmp sgt i32 %61, 0
br i1 %62, label %63, label %88
63: ; preds = %60
%64 = load i8*, i8** %4
%65 = load i8, i8* %64
store i8 %65, i8* %6
%66 = load i8, i8* %6
%67 = zext i8 %66 to i32
%68 = and i32 %67, 192
%69 = icmp ne i32 %68, 128
br i1 %69, label %70, label %71
70: ; preds = %63
br label %120
71: ; preds = %63
%72 = load i32*, i32** %5
%73 = load i32, i32* %72
%74 = shl i32 %73, 6
store i32 %74, i32* %72
%75 = load i8, i8* %6
%76 = zext i8 %75 to i32
%77 = and i32 %76, 63
%78 = load i32*, i32** %5
%79 = load i32, i32* %78
%80 = or i32 %79, %77
store i32 %80, i32* %78
br label %81
81: ; preds = %71
%82 = load i32, i32* %7
%83 = add nsw i32 %82, -1
store i32 %83, i32* %7
%84 = load i32, i32* %9
%85 = add nsw i32 %84, 1
store i32 %85, i32* %9
%86 = load i8*, i8** %4
%87 = getelementptr inbounds i8, i8* %86, i32 1
store i8* %87, i8** %4
br label %60
88: ; preds = %60
%89 = load i32, i32* %8
%90 = icmp eq i32 %89, 1
br i1 %90, label %91, label %95
91: ; preds = %88
%92 = load i32*, i32** %5
%93 = load i32, i32* %92
%94 = icmp slt i32 %93, 128
br i1 %94, label %117, label %95
95: ; preds = %91, %88
%96 = load i32, i32* %8
%97 = icmp eq i32 %96, 2
br i1 %97, label %98, label %102
98: ; preds = %95
%99 = load i32*, i32** %5
%100 = load i32, i32* %99
%101 = icmp slt i32 %100, 2048
br i1 %101, label %117, label %102
102: ; preds = %98, %95
%103 = load i32, i32* %8
%104 = icmp eq i32 %103, 3
br i1 %104, label %105, label %109
105: ; preds = %102
%106 = load i32*, i32** %5
%107 = load i32, i32* %106
%108 = icmp slt i32 %107, 65536
br i1 %108, label %117, label %109
109: ; preds = %105, %102
%110 = load i32*, i32** %5
%111 = load i32, i32* %110
%112 = icmp sge i32 %111, 55296
br i1 %112, label %113, label %118
113: ; preds = %109
%114 = load i32*, i32** %5
%115 = load i32, i32* %114
%116 = icmp sle i32 %115, 57343
br i1 %116, label %117, label %118
117: ; preds = %113, %105, %98, %91
br label %120
118: ; preds = %113, %109
%119 = load i32, i32* %9
store i32 %119, i32* %3
br label %123
120: ; preds = %117, %70, %52
%121 = load i32*, i32** %5
store i32 65533, i32* %121
%122 = load i32, i32* %9
store i32 %122, i32* %3
br label %123
123: ; preds = %120, %118, %17
%124 = load i32, i32* %3
ret i32 %124
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @utf8_decode(i8* nocapture %0, i32* nocapture %1) {
%3 = load i8, i8* %0
%4 = zext i8 %3 to i32
%5 = and i32 %4, 128
%6 = icmp eq i32 %5, 0
br i1 %6, label %66, label %7
7: ; preds = %2
%8 = and i32 %4, 224
%9 = icmp eq i32 %8, 192
br i1 %9, label %16, label %10
10: ; preds = %7
%11 = and i32 %4, 240
%12 = icmp eq i32 %11, 224
br i1 %12, label %16, label %13
13: ; preds = %10
%14 = and i32 %4, 248
%15 = icmp eq i32 %14, 240
br i1 %15, label %16, label %66
16: ; preds = %13, %10, %7
%17 = phi i32 [ 31, %7 ], [ 15, %10 ], [ 7, %13 ]
%18 = phi i1 [ true, %7 ], [ false, %10 ], [ false, %13 ]
%19 = phi i1 [ false, %7 ], [ true, %10 ], [ false, %13 ]
%20 = phi i1 [ false, %7 ], [ false, %10 ], [ true, %13 ]
%21 = phi i32 [ 2, %7 ], [ 3, %10 ], [ 4, %13 ]
%22 = and i32 %17, %4
store i32 %22, i32* %1
%23 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 1
%24 = load i8, i8* %23
%25 = zext i8 %24 to i32
%26 = and i32 %25, 192
%27 = icmp eq i32 %26, 128
br i1 %27, label %28, label %66
28: ; preds = %16
%29 = shl nuw nsw i32 %22, 6
%30 = and i32 %25, 63
%31 = or i32 %29, %30
store i32 %31, i32* %1
br i1 %18, label %52, label %32
32: ; preds = %28
%33 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 2
%34 = load i8, i8* %33
%35 = zext i8 %34 to i32
%36 = and i32 %35, 192
%37 = icmp eq i32 %36, 128
br i1 %37, label %38, label %66
38: ; preds = %32
%39 = shl nuw nsw i32 %31, 6
%40 = and i32 %35, 63
%41 = or i32 %39, %40
store i32 %41, i32* %1
br i1 %19, label %52, label %42
42: ; preds = %38
%43 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 3
%44 = load i8, i8* %43
%45 = zext i8 %44 to i32
%46 = and i32 %45, 192
%47 = icmp eq i32 %46, 128
br i1 %47, label %48, label %66
48: ; preds = %42
%49 = shl nuw nsw i32 %41, 6
%50 = and i32 %45, 63
%51 = or i32 %49, %50
store i32 %51, i32* %1
br label %52
52: ; preds = %48, %38, %28
%53 = phi i32 [ %31, %28 ], [ %41, %38 ], [ %51, %48 ]
%54 = phi i32 [ %22, %28 ], [ %31, %38 ], [ %41, %48 ]
%55 = icmp slt i32 %53, 128
%56 = select i1 %18, i1 %55, i1 false
br i1 %56, label %66, label %57
57: ; preds = %52
%58 = icmp slt i32 %53, 2048
%59 = select i1 %19, i1 %58, i1 false
br i1 %59, label %66, label %60
60: ; preds = %57
%61 = icmp slt i32 %53, 65536
%62 = select i1 %20, i1 %61, i1 false
%63 = and i32 %54, 67108832
%64 = icmp eq i32 %63, 864
%65 = select i1 %62, i1 true, i1 %64
br i1 %65, label %66, label %69
66: ; preds = %16, %32, %42, %13, %52, %57, %60, %2
%67 = phi i32 [ %4, %2 ], [ 65533, %60 ], [ 65533, %57 ], [ 65533, %52 ], [ 65533, %13 ], [ 65533, %42 ], [ 65533, %32 ], [ 65533, %16 ]
%68 = phi i32 [ 1, %2 ], [ %21, %60 ], [ %21, %57 ], [ %21, %52 ], [ 1, %13 ], [ 1, %16 ], [ 2, %32 ], [ 3, %42 ]
store i32 %67, i32* %1
br label %69
69: ; preds = %66, %60
%70 = phi i32 [ %21, %60 ], [ %68, %66 ]
ret i32 %70
}