void utf8_to_utf16(unsigned char *utf8, unsigned short *utf16) {
  unsigned index = 0;
  for (; *utf8;) {
    if ((*utf8 & 0x80) == 0) {
      utf16[index++] = *utf8;
      utf8++;
    } else if ((*utf8 & 0xe0) == 0xc0) {
      utf16[index++] = ((*utf8 & 0x1f) << 6) | (utf8[1] & 0x3f);
      utf8 += 2;
    } else if ((*utf8 & 0xf0) == 0xe0) {
      utf16[index++] =
          ((*utf8 & 0xf) << 12) | ((utf8[1] & 0x3f) << 6) | (utf8[2] & 0x3f);
      utf8 += 3;
    } else
      utf8++;
  }
  utf16[index] = 0;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<utf8_to_utf16>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
cmpb   $0x0,(%rax)
je     1244 <utf8_to_utf16+0x144>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movzbl (%rax),%eax
and    $0x80,%eax
cmp    $0x0,%eax
jne    1165 <utf8_to_utf16+0x65>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movzbl (%rax),%eax
mov    %ax,%dx
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x14(%rbp)
mov    %ecx,%ecx
mov    %dx,(%rax,%rcx,2)
mov    -0x8(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x8(%rbp)
jmp    123f <utf8_to_utf16+0x13f>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movzbl (%rax),%eax
and    $0xe0,%eax
cmp    $0xc0,%eax
jne    11bf <utf8_to_utf16+0xbf>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movzbl (%rax),%eax
and    $0x1f,%eax
shl    $0x6,%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movzbl 0x1(%rcx),%ecx
and    $0x3f,%ecx
or     %ecx,%eax
mov    %ax,%dx
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x14(%rbp)
mov    %ecx,%ecx
mov    %dx,(%rax,%rcx,2)
mov    -0x8(%rbp),%rax
add    $0x2,%rax
mov    %rax,-0x8(%rbp)
jmp    123a <utf8_to_utf16+0x13a>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movzbl (%rax),%eax
and    $0xf0,%eax
cmp    $0xe0,%eax
jne    1229 <utf8_to_utf16+0x129>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movzbl (%rax),%eax
and    $0xf,%eax
shl    $0xc,%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movzbl 0x1(%rcx),%ecx
and    $0x3f,%ecx
shl    $0x6,%ecx
or     %ecx,%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movzbl 0x2(%rcx),%ecx
and    $0x3f,%ecx
or     %ecx,%eax
mov    %ax,%dx
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x14(%rbp)
mov    %ecx,%ecx
mov    %dx,(%rax,%rcx,2)
mov    -0x8(%rbp),%rax
add    $0x3,%rax
mov    %rax,-0x8(%rbp)
jmp    1235 <utf8_to_utf16+0x135>
mov    -0x8(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x8(%rbp)
jmp    123a <utf8_to_utf16+0x13a>
jmp    123f <utf8_to_utf16+0x13f>
jmp    1113 <utf8_to_utf16+0x13>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
movw   $0x0,(%rax,%rcx,2)
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<utf8_to_utf16>:
mov    (%rdi),%cl
xor    %r8d,%r8d
jmp    1127 <utf8_to_utf16+0x27>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    $0x1,%edx
mov    %r8d,%eax
add    $0x1,%r8d
mov    %cx,(%rsi,%rax,2)
movzbl (%rdi,%rdx,1),%ecx
add    %rdx,%rdi
test   %cl,%cl
je     1190 <utf8_to_utf16+0x90>
movzbl %cl,%ecx
test   $0x80,%cl
je     1110 <utf8_to_utf16+0x10>
mov    %ecx,%edx
and    $0xffffffe0,%edx
cmp    $0xc0,%edx
jne    1160 <utf8_to_utf16+0x60>
and    $0x1f,%ecx
shl    $0x6,%ecx
movzbl 0x1(%rdi),%eax
and    $0x3f,%eax
or     %ecx,%eax
mov    $0x2,%edx
mov    %eax,%ecx
jmp    1115 <utf8_to_utf16+0x15>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %ecx,%eax
and    $0xfffffff0,%eax
mov    $0x1,%edx
cmp    $0xe0,%eax
jne    1120 <utf8_to_utf16+0x20>
shl    $0xc,%ecx
movzbl 0x1(%rdi),%eax
and    $0x3f,%eax
shl    $0x6,%eax
or     %ecx,%eax
movzbl 0x2(%rdi),%ecx
and    $0x3f,%ecx
or     %eax,%ecx
mov    $0x3,%edx
jmp    1115 <utf8_to_utf16+0x15>
mov    %r8d,%eax
movw   $0x0,(%rsi,%rax,2)
ret

LLVM IR (-O0):
define void @utf8_to_utf16(i8* %0, i16* %1) {
%3 = alloca i8*
%4 = alloca i16*
%5 = alloca i32
store i8* %0, i8** %3
store i16* %1, i16** %4
store i32 0, i32* %5
br label %6
6: ; preds = %91, %2
%7 = load i8*, i8** %3
%8 = load i8, i8* %7
%9 = icmp ne i8 %8, 0
br i1 %9, label %10, label %92
10: ; preds = %6
%11 = load i8*, i8** %3
%12 = load i8, i8* %11
%13 = zext i8 %12 to i32
%14 = and i32 %13, 128
%15 = icmp eq i32 %14, 0
br i1 %15, label %16, label %27
16: ; preds = %10
%17 = load i8*, i8** %3
%18 = load i8, i8* %17
%19 = zext i8 %18 to i16
%20 = load i16*, i16** %4
%21 = load i32, i32* %5
%22 = add i32 %21, 1
store i32 %22, i32* %5
%23 = zext i32 %21 to i64
%24 = getelementptr inbounds i16, i16* %20, i64 %23
store i16 %19, i16* %24
%25 = load i8*, i8** %3
%26 = getelementptr inbounds i8, i8* %25, i32 1
store i8* %26, i8** %3
br label %91
27: ; preds = %10
%28 = load i8*, i8** %3
%29 = load i8, i8* %28
%30 = zext i8 %29 to i32
%31 = and i32 %30, 224
%32 = icmp eq i32 %31, 192
br i1 %32, label %33, label %53
33: ; preds = %27
%34 = load i8*, i8** %3
%35 = load i8, i8* %34
%36 = zext i8 %35 to i32
%37 = and i32 %36, 31
%38 = shl i32 %37, 6
%39 = load i8*, i8** %3
%40 = getelementptr inbounds i8, i8* %39, i64 1
%41 = load i8, i8* %40
%42 = zext i8 %41 to i32
%43 = and i32 %42, 63
%44 = or i32 %38, %43
%45 = trunc i32 %44 to i16
%46 = load i16*, i16** %4
%47 = load i32, i32* %5
%48 = add i32 %47, 1
store i32 %48, i32* %5
%49 = zext i32 %47 to i64
%50 = getelementptr inbounds i16, i16* %46, i64 %49
store i16 %45, i16* %50
%51 = load i8*, i8** %3
%52 = getelementptr inbounds i8, i8* %51, i64 2
store i8* %52, i8** %3
br label %90
53: ; preds = %27
%54 = load i8*, i8** %3
%55 = load i8, i8* %54
%56 = zext i8 %55 to i32
%57 = and i32 %56, 240
%58 = icmp eq i32 %57, 224
br i1 %58, label %59, label %86
59: ; preds = %53
%60 = load i8*, i8** %3
%61 = load i8, i8* %60
%62 = zext i8 %61 to i32
%63 = and i32 %62, 15
%64 = shl i32 %63, 12
%65 = load i8*, i8** %3
%66 = getelementptr inbounds i8, i8* %65, i64 1
%67 = load i8, i8* %66
%68 = zext i8 %67 to i32
%69 = and i32 %68, 63
%70 = shl i32 %69, 6
%71 = or i32 %64, %70
%72 = load i8*, i8** %3
%73 = getelementptr inbounds i8, i8* %72, i64 2
%74 = load i8, i8* %73
%75 = zext i8 %74 to i32
%76 = and i32 %75, 63
%77 = or i32 %71, %76
%78 = trunc i32 %77 to i16
%79 = load i16*, i16** %4
%80 = load i32, i32* %5
%81 = add i32 %80, 1
store i32 %81, i32* %5
%82 = zext i32 %80 to i64
%83 = getelementptr inbounds i16, i16* %79, i64 %82
store i16 %78, i16* %83
%84 = load i8*, i8** %3
%85 = getelementptr inbounds i8, i8* %84, i64 3
store i8* %85, i8** %3
br label %89
86: ; preds = %53
%87 = load i8*, i8** %3
%88 = getelementptr inbounds i8, i8* %87, i32 1
store i8* %88, i8** %3
br label %89
89: ; preds = %86, %59
br label %90
90: ; preds = %89, %33
br label %91
91: ; preds = %90, %16
br label %6
92: ; preds = %6
%93 = load i16*, i16** %4
%94 = load i32, i32* %5
%95 = zext i32 %94 to i64
%96 = getelementptr inbounds i16, i16* %93, i64 %95
store i16 0, i16* %96
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @utf8_to_utf16(i8* nocapture %0, i16* nocapture writeonly %1) {
%3 = load i8, i8* %0
%4 = icmp eq i8 %3, 0
br i1 %4, label %55, label %5
5: ; preds = %2, %49
%6 = phi i8 [ %53, %49 ], [ %3, %2 ]
%7 = phi i32 [ %51, %49 ], [ 0, %2 ]
%8 = phi i8* [ %52, %49 ], [ %0, %2 ]
%9 = zext i8 %6 to i32
%10 = and i32 %9, 128
%11 = icmp eq i32 %10, 0
br i1 %11, label %12, label %14
12: ; preds = %5
%13 = zext i8 %6 to i16
br label %43
14: ; preds = %5
%15 = and i32 %9, 224
%16 = icmp eq i32 %15, 192
br i1 %16, label %17, label %26
17: ; preds = %14
%18 = shl nuw nsw i32 %9, 6
%19 = and i32 %18, 1984
%20 = getelementptr inbounds i8, i8* %8, i64 1
%21 = load i8, i8* %20
%22 = and i8 %21, 63
%23 = zext i8 %22 to i32
%24 = or i32 %19, %23
%25 = trunc i32 %24 to i16
br label %43
26: ; preds = %14
%27 = and i32 %9, 240
%28 = icmp eq i32 %27, 224
br i1 %28, label %29, label %49
29: ; preds = %26
%30 = shl nuw nsw i32 %9, 12
%31 = getelementptr inbounds i8, i8* %8, i64 1
%32 = load i8, i8* %31
%33 = and i8 %32, 63
%34 = zext i8 %33 to i32
%35 = shl nuw nsw i32 %34, 6
%36 = or i32 %35, %30
%37 = getelementptr inbounds i8, i8* %8, i64 2
%38 = load i8, i8* %37
%39 = and i8 %38, 63
%40 = zext i8 %39 to i32
%41 = or i32 %36, %40
%42 = trunc i32 %41 to i16
br label %43
43: ; preds = %12, %29, %17
%44 = phi i16 [ %25, %17 ], [ %42, %29 ], [ %13, %12 ]
%45 = phi i64 [ 2, %17 ], [ 3, %29 ], [ 1, %12 ]
%46 = add i32 %7, 1
%47 = zext i32 %7 to i64
%48 = getelementptr inbounds i16, i16* %1, i64 %47
store i16 %44, i16* %48
br label %49
49: ; preds = %43, %26
%50 = phi i64 [ 1, %26 ], [ %45, %43 ]
%51 = phi i32 [ %7, %26 ], [ %46, %43 ]
%52 = getelementptr inbounds i8, i8* %8, i64 %50
%53 = load i8, i8* %52
%54 = icmp eq i8 %53, 0
br i1 %54, label %55, label %5
55: ; preds = %49, %2
%56 = phi i32 [ 0, %2 ], [ %51, %49 ]
%57 = zext i32 %56 to i64
%58 = getelementptr inbounds i16, i16* %1, i64 %57
store i16 0, i16* %58
ret void
}