int extract_nbit_words(void *packed, int bits_per_value, int nitems,
                       int *unpacked) {
  int right_shift;
  int left_shift;
  unsigned char *offset;
  unsigned char *ptr;
  int i;
  int byteshift;
  unsigned int val;
  unsigned int tval;
  unsigned int mask;
  if (bits_per_value > 32 || bits_per_value <= 0) {
    return -1;
  }
  mask = (1 << bits_per_value) - 1;
  for (i = 0; i < nitems; i++) {
    offset = packed + (i * bits_per_value / 8);
    ptr = packed + ((i + 1) * bits_per_value / 8);
    left_shift = (i + 1) * bits_per_value % 8;
    right_shift = 8 - left_shift;
    val = 0;
    byteshift = -right_shift;
    while (offset <= ptr) {
      tval = *ptr;
      if (byteshift < 0) {
        tval = tval >> (-byteshift);
      } else {
        tval = tval << byteshift;
      }
      val += tval;
      byteshift += 8;
      ptr--;
    }
    unpacked[i] = val & mask;
  }
  return 0;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<extract_nbit_words>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
mov    %esi,-0x14(%rbp)
mov    %edx,-0x18(%rbp)
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
cmpl   $0x20,-0x14(%rbp)
jg     1126 <extract_nbit_words+0x26>
cmpl   $0x0,-0x14(%rbp)
jg     1132 <extract_nbit_words+0x32>
movl   $0xffffffff,-0x4(%rbp)
jmp    125d <extract_nbit_words+0x15d>
mov    -0x14(%rbp),%ecx
mov    $0x1,%eax
shl    %cl,%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x4c(%rbp)
movl   $0x0,-0x3c(%rbp)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jge    1256 <extract_nbit_words+0x156>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x60(%rbp)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
imul   -0x14(%rbp),%eax
mov    $0x8,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%ecx
mov    -0x60(%rbp),%rax
movslq %ecx,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x58(%rbp)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
imul   -0x14(%rbp),%eax
mov    $0x8,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%ecx
mov    -0x58(%rbp),%rax
movslq %ecx,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
imul   -0x14(%rbp),%eax
mov    $0x8,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %edx,-0x28(%rbp)
mov    $0x8,%eax
sub    -0x28(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
movl   $0x0,-0x44(%rbp)
xor    %eax,%eax
sub    -0x24(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x40(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rax
cmp    -0x38(%rbp),%rax
ja     1237 <extract_nbit_words+0x137>
mov    -0x38(%rbp),%rax
movzbl (%rax),%eax
mov    %eax,-0x48(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x40(%rbp)
jge    1209 <extract_nbit_words+0x109>
mov    -0x48(%rbp),%eax
xor    %ecx,%ecx
sub    -0x40(%rbp),%ecx
shr    %cl,%eax
mov    %eax,-0x48(%rbp)
jmp    1214 <extract_nbit_words+0x114>
mov    -0x48(%rbp),%eax
mov    -0x40(%rbp),%ecx
shl    %cl,%eax
mov    %eax,-0x48(%rbp)
mov    -0x48(%rbp),%eax
add    -0x44(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x44(%rbp)
mov    -0x40(%rbp),%eax
add    $0x8,%eax
mov    %eax,-0x40(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%rax
add    $0xffffffffffffffff,%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
jmp    11d5 <extract_nbit_words+0xd5>
mov    -0x44(%rbp),%edx
and    -0x4c(%rbp),%edx
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x3c(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
jmp    1149 <extract_nbit_words+0x49>
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<extract_nbit_words>:
mov    %rcx,%r8
lea    -0x21(%rsi),%ecx
mov    $0xffffffff,%eax
cmp    $0xffffffe0,%ecx
jb     11e8 <extract_nbit_words+0xe8>
mov    $0xffffffff,%r9d
mov    %esi,%ecx
shl    %cl,%r9d
test   %edx,%edx
jle    11e9 <extract_nbit_words+0xe9>
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
not    %r9d
mov    %edx,%r10d
xor    %r11d,%r11d
jmp    1153 <extract_nbit_words+0x53>
nopl   0x0(%rax)
and    %r9d,%r12d
mov    %r12d,(%r8,%r11,4)
mov    %r14,%r11
cmp    %r10,%r14
je     11dc <extract_nbit_words+0xdc>
mov    %r11d,%eax
imul   %esi,%eax
lea    0x7(%rax),%ecx
test   %eax,%eax
cmovns %eax,%ecx
sar    $0x3,%ecx
movslq %ecx,%r15
add    %rdi,%r15
lea    0x1(%r11),%r14
mov    %r14d,%r13d
imul   %esi,%r13d
lea    0x7(%r13),%eax
test   %r13d,%r13d
cmovns %r13d,%eax
mov    %eax,%ecx
sar    $0x3,%ecx
movslq %ecx,%rbx
add    %rdi,%rbx
mov    $0x0,%r12d
cmp    %rbx,%r15
ja     1140 <extract_nbit_words+0x40>
and    $0xfffffff8,%eax
sub    %eax,%r13d
mov    $0x8,%eax
sub    %r13d,%eax
add    $0xfffffff8,%r13d
xor    %r12d,%r12d
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movzbl (%rbx),%ebp
mov    %ebp,%edx
mov    %eax,%ecx
shr    %cl,%edx
mov    %r13d,%ecx
shl    %cl,%ebp
test   %r13d,%r13d
cmovs  %edx,%ebp
add    %ebp,%r12d
add    $0x8,%r13d
add    $0xffffffffffffffff,%rbx
add    $0xfffffff8,%eax
cmp    %rbx,%r15
jbe    11b0 <extract_nbit_words+0xb0>
jmp    1140 <extract_nbit_words+0x40>
xor    %eax,%eax
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret
xor    %eax,%eax
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @extract_nbit_words(i8* %0, i32 %1, i32 %2, i32* %3) {
%5 = alloca i32
%6 = alloca i8*
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32*
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
%12 = alloca i8*
%13 = alloca i8*
%14 = alloca i32
%15 = alloca i32
%16 = alloca i32
%17 = alloca i32
%18 = alloca i32
store i8* %0, i8** %6
store i32 %1, i32* %7
store i32 %2, i32* %8
store i32* %3, i32** %9
%19 = load i32, i32* %7
%20 = icmp sgt i32 %19, 32
br i1 %20, label %24, label %21
21: ; preds = %4
%22 = load i32, i32* %7
%23 = icmp sle i32 %22, 0
br i1 %23, label %24, label %25
24: ; preds = %21, %4
store i32 -1, i32* %5
br label %97
25: ; preds = %21
%26 = load i32, i32* %7
%27 = shl i32 1, %26
%28 = sub nsw i32 %27, 1
store i32 %28, i32* %18
store i32 0, i32* %14
br label %29
29: ; preds = %93, %25
%30 = load i32, i32* %14
%31 = load i32, i32* %8
%32 = icmp slt i32 %30, %31
br i1 %32, label %33, label %96
33: ; preds = %29
%34 = load i8*, i8** %6
%35 = load i32, i32* %14
%36 = load i32, i32* %7
%37 = mul nsw i32 %35, %36
%38 = sdiv i32 %37, 8
%39 = sext i32 %38 to i64
%40 = getelementptr i8, i8* %34, i64 %39
store i8* %40, i8** %12
%41 = load i8*, i8** %6
%42 = load i32, i32* %14
%43 = add nsw i32 %42, 1
%44 = load i32, i32* %7
%45 = mul nsw i32 %43, %44
%46 = sdiv i32 %45, 8
%47 = sext i32 %46 to i64
%48 = getelementptr i8, i8* %41, i64 %47
store i8* %48, i8** %13
%49 = load i32, i32* %14
%50 = add nsw i32 %49, 1
%51 = load i32, i32* %7
%52 = mul nsw i32 %50, %51
%53 = srem i32 %52, 8
store i32 %53, i32* %11
%54 = load i32, i32* %11
%55 = sub nsw i32 8, %54
store i32 %55, i32* %10
store i32 0, i32* %16
%56 = load i32, i32* %10
%57 = sub nsw i32 0, %56
store i32 %57, i32* %15
br label %58
58: ; preds = %77, %33
%59 = load i8*, i8** %12
%60 = load i8*, i8** %13
%61 = icmp ule i8* %59, %60
br i1 %61, label %62, label %85
62: ; preds = %58
%63 = load i8*, i8** %13
%64 = load i8, i8* %63
%65 = zext i8 %64 to i32
store i32 %65, i32* %17
%66 = load i32, i32* %15
%67 = icmp slt i32 %66, 0
br i1 %67, label %68, label %73
68: ; preds = %62
%69 = load i32, i32* %17
%70 = load i32, i32* %15
%71 = sub nsw i32 0, %70
%72 = lshr i32 %69, %71
store i32 %72, i32* %17
br label %77
73: ; preds = %62
%74 = load i32, i32* %17
%75 = load i32, i32* %15
%76 = shl i32 %74, %75
store i32 %76, i32* %17
br label %77
77: ; preds = %73, %68
%78 = load i32, i32* %17
%79 = load i32, i32* %16
%80 = add i32 %79, %78
store i32 %80, i32* %16
%81 = load i32, i32* %15
%82 = add nsw i32 %81, 8
store i32 %82, i32* %15
%83 = load i8*, i8** %13
%84 = getelementptr inbounds i8, i8* %83, i32 -1
store i8* %84, i8** %13
br label %58
85: ; preds = %58
%86 = load i32, i32* %16
%87 = load i32, i32* %18
%88 = and i32 %86, %87
%89 = load i32*, i32** %9
%90 = load i32, i32* %14
%91 = sext i32 %90 to i64
%92 = getelementptr inbounds i32, i32* %89, i64 %91
store i32 %88, i32* %92
br label %93
93: ; preds = %85
%94 = load i32, i32* %14
%95 = add nsw i32 %94, 1
store i32 %95, i32* %14
br label %29
96: ; preds = %29
store i32 0, i32* %5
br label %97
97: ; preds = %96, %24
%98 = load i32, i32* %5
ret i32 %98
}

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