void BitStream_writeNum(unsigned char *dest, int bits, unsigned int num) {
  unsigned int mask;
  int i;
  unsigned char *p;
  p = dest;
  mask = 1 << (bits - 1);
  for (i = 0; i < bits; i++) {
    if (num & mask) {
      *p = 1;
    } else {
      *p = 0;
    }
    p++;
    mask = mask >> 1;
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<BitStream_writeNum>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
mov    $0x1,%eax
shl    %cl,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    117e <BitStream_writeNum+0x7e>
mov    -0x10(%rbp),%eax
and    -0x14(%rbp),%eax
cmp    $0x0,%eax
je     1154 <BitStream_writeNum+0x54>
mov    -0x20(%rbp),%rax
movb   $0x1,(%rax)
jmp    115b <BitStream_writeNum+0x5b>
mov    -0x20(%rbp),%rax
movb   $0x0,(%rax)
mov    -0x20(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
shr    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    112d <BitStream_writeNum+0x2d>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<BitStream_writeNum>:
test   %esi,%esi
jle    1182 <BitStream_writeNum+0x82>
lea    -0x1(%rsi),%ecx
mov    $0x1,%r8d
shl    %cl,%r8d
cmp    $0x3,%ecx
jb     1156 <BitStream_writeNum+0x56>
mov    %esi,%ecx
and    $0xfffffffc,%ecx
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
test   %edx,%r8d
setne  (%rdi)
mov    %r8d,%eax
shr    %eax
test   %edx,%eax
setne  0x1(%rdi)
mov    %r8d,%eax
shr    $0x2,%eax
test   %edx,%eax
setne  0x2(%rdi)
mov    %r8d,%eax
shr    $0x3,%eax
test   %edx,%eax
setne  0x3(%rdi)
add    $0x4,%rdi
shr    $0x4,%r8d
add    $0xfffffffc,%ecx
jne    1120 <BitStream_writeNum+0x20>
test   $0x3,%sil
je     1182 <BitStream_writeNum+0x82>
and    $0x3,%esi
xor    %ecx,%ecx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
test   %edx,%r8d
setne  (%rdi,%rcx,1)
shr    %r8d
add    $0x1,%rcx
cmp    %ecx,%esi
jne    1170 <BitStream_writeNum+0x70>
ret

LLVM IR (-O0):
define void @BitStream_writeNum(i8* %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = alloca i8*
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i8*
store i8* %0, i8** %4
store i32 %1, i32* %5
store i32 %2, i32* %6
%10 = load i8*, i8** %4
store i8* %10, i8** %9
%11 = load i32, i32* %5
%12 = sub nsw i32 %11, 1
%13 = shl i32 1, %12
store i32 %13, i32* %7
store i32 0, i32* %8
br label %14
14: ; preds = %32, %3
%15 = load i32, i32* %8
%16 = load i32, i32* %5
%17 = icmp slt i32 %15, %16
br i1 %17, label %18, label %35
18: ; preds = %14
%19 = load i32, i32* %6
%20 = load i32, i32* %7
%21 = and i32 %19, %20
%22 = icmp ne i32 %21, 0
br i1 %22, label %23, label %25
23: ; preds = %18
%24 = load i8*, i8** %9
store i8 1, i8* %24
br label %27
25: ; preds = %18
%26 = load i8*, i8** %9
store i8 0, i8* %26
br label %27
27: ; preds = %25, %23
%28 = load i8*, i8** %9
%29 = getelementptr inbounds i8, i8* %28, i32 1
store i8* %29, i8** %9
%30 = load i32, i32* %7
%31 = lshr i32 %30, 1
store i32 %31, i32* %7
br label %32
32: ; preds = %27
%33 = load i32, i32* %8
%34 = add nsw i32 %33, 1
store i32 %34, i32* %8
br label %14
35: ; preds = %14
ret void
}

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