#define NULL ((void *)0)
typedef unsigned long size_t; // Customize by platform.
typedef long intptr_t;
typedef unsigned long uintptr_t;
typedef long scalar_t__; // Either arithmetic or pointer type.
/* By default, we understand bool (as a convenience). */
typedef int bool;
#define false 0
#define true 1

/* Forward declarations */

/* Type definitions */

/* Variables and functions */
unsigned char *malloc(int);
unsigned char *realloc(unsigned char *, size_t);
void AddBits(unsigned symbol, unsigned length, unsigned char *bp,
             unsigned char **out, size_t *outsize) {
  unsigned i;
  for (i = 0; i < length; i++) {
    unsigned bit = (symbol >> i) & 1;
    if (((*bp) & 7) == 0) {
      if (!((*outsize) & ((*outsize) - 1))) {
        (*out) = (*outsize) == 0
                     ? malloc(sizeof(**out))
                     : realloc((*out), (*outsize) * 2 * sizeof(**out));
      }
      (*out)[(*outsize)] = (0);
      (*outsize)++;
    };
    (*out)[*outsize - 1] |= bit << ((*bp) & 7);
    (*bp)++;
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<AddBits>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %esi,-0x8(%rbp)
mov    %rdx,-0x10(%rbp)
mov    %rcx,-0x18(%rbp)
mov    %r8,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
jae    123b <AddBits+0x11b>
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
shr    %cl,%eax
and    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movzbl (%rax),%eax
and    $0x7,%eax
cmp    $0x0,%eax
jne    11f8 <AddBits+0xd8>
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    (%rax),%rax
mov    -0x20(%rbp),%rcx
mov    (%rcx),%rcx
sub    $0x1,%rcx
and    %rcx,%rax
cmp    $0x0,%rax
jne    11d8 <AddBits+0xb8>
mov    -0x20(%rbp),%rax
cmpq   $0x0,(%rax)
jne    11ae <AddBits+0x8e>
mov    $0x1,%edi
call   1030 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x30(%rbp)
jmp    11cd <AddBits+0xad>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    (%rax),%rdi
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    (%rax),%rsi
shl    $0x1,%rsi
shl    $0x0,%rsi
call   1040 <realloc@plt>
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rcx
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %rcx,(%rax)
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    (%rax),%rax
mov    -0x20(%rbp),%rcx
mov    (%rcx),%rcx
movb   $0x0,(%rax,%rcx,1)
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    (%rax),%rcx
add    $0x1,%rcx
mov    %rcx,(%rax)
mov    -0x28(%rbp),%esi
mov    -0x10(%rbp),%rax
movzbl (%rax),%ecx
and    $0x7,%ecx
shl    %cl,%esi
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    (%rax),%rax
mov    -0x20(%rbp),%rcx
mov    (%rcx),%rcx
sub    $0x1,%rcx
movzbl (%rax,%rcx,1),%edx
or     %esi,%edx
mov    %dl,(%rax,%rcx,1)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    (%rax),%cl
add    $0x1,%cl
mov    %cl,(%rax)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    1141 <AddBits+0x21>
add    $0x30,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<AddBits>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
test   %esi,%esi
je     11c5 <AddBits+0xa5>
mov    %r8,%r15
mov    %rcx,%r14
mov    %rdx,%rbx
mov    %esi,%r13d
mov    (%rdx),%al
xor    %ebp,%ebp
mov    %edi,0x4(%rsp)
jmp    117b <AddBits+0x5b>
mov    (%r14),%rax
movb   $0x0,(%rax,%rsi,1)
mov    (%r15),%rsi
add    $0x1,%rsi
mov    %rsi,(%r15)
movzbl (%rbx),%eax
and    $0x7,%al
mov    %eax,%ecx
shl    %cl,%r12d
mov    (%r14),%rax
or     %r12b,-0x1(%rsi,%rax,1)
movzbl (%rbx),%eax
add    $0x1,%al
mov    %al,(%rbx)
add    $0x1,%ebp
cmp    %ebp,%r13d
je     11c5 <AddBits+0xa5>
mov    %edi,%r12d
mov    %ebp,%ecx
shr    %cl,%r12d
and    $0x1,%r12d
mov    (%r15),%rsi
and    $0x7,%al
jne    115f <AddBits+0x3f>
lea    -0x1(%rsi),%rax
test   %rax,%rsi
jne    1149 <AddBits+0x29>
test   %rsi,%rsi
je     11b0 <AddBits+0x90>
mov    (%r14),%rdi
add    %rsi,%rsi
call   1040 <realloc@plt>
mov    0x4(%rsp),%edi
mov    (%r15),%rsi
jmp    11c0 <AddBits+0xa0>
mov    $0x1,%edi
call   1030 <malloc@plt>
mov    0x4(%rsp),%edi
xor    %esi,%esi
mov    %rax,(%r14)
jmp    114c <AddBits+0x2c>
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

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

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