#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 */
typedef int uint8_t;

/* Variables and functions */
int read_n_bits(uint8_t *in, uint8_t *store, int *p, int *in_pos, int n_bits) {
  if (*p >= 8) {
    (*p) = 0;
    (*in_pos)++;
    (*store) = in[(*in_pos)];
  }
  int val = 0;
  for (int i = 0; i < n_bits; ++i) {
    int bit = ((*store) >> (8 - (*p) - 1)) & 1;
    val |= (bit << (n_bits - i - 1));
    (*p)++;
    if (*p >= 8) {
      (*p) = 0;
      (*in_pos)++;
      (*store) = in[(*in_pos)];
    }
  }
  return val;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<read_n_bits>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
mov    %r8d,-0x24(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
cmpl   $0x8,(%rax)
jl     114e <read_n_bits+0x4e>
mov    -0x18(%rbp),%rax
movl   $0x0,(%rax)
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    (%rax),%ecx
add    $0x1,%ecx
mov    %ecx,(%rax)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%rcx
movslq (%rcx),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%ecx
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %ecx,(%rax)
movl   $0x0,-0x28(%rbp)
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0x24(%rbp),%eax
jge    11ec <read_n_bits+0xec>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    (%rax),%eax
mov    -0x18(%rbp),%rdx
mov    $0x8,%ecx
sub    (%rdx),%ecx
sub    $0x1,%ecx
sar    %cl,%eax
and    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%eax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
sub    -0x2c(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
shl    %cl,%eax
or     -0x28(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    (%rax),%ecx
add    $0x1,%ecx
mov    %ecx,(%rax)
mov    -0x18(%rbp),%rax
cmpl   $0x8,(%rax)
jl     11d9 <read_n_bits+0xd9>
mov    -0x18(%rbp),%rax
movl   $0x0,(%rax)
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    (%rax),%ecx
add    $0x1,%ecx
mov    %ecx,(%rax)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%rcx
movslq (%rcx),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%ecx
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %ecx,(%rax)
jmp    11de <read_n_bits+0xde>
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    115c <read_n_bits+0x5c>
mov    -0x28(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<read_n_bits>:
mov    %rcx,%r9
cmpl   $0x8,(%rdx)
jl     111e <read_n_bits+0x1e>
movl   $0x0,(%rdx)
movslq (%r9),%rax
lea    0x1(%rax),%rcx
mov    %ecx,(%r9)
mov    0x4(%rdi,%rax,4),%eax
mov    %eax,(%rsi)
test   %r8d,%r8d
jle    1178 <read_n_bits+0x78>
mov    (%rdx),%r11d
add    $0xffffffff,%r8d
xor    %eax,%eax
jmp    113c <read_n_bits+0x3c>
xchg   %ax,%ax
or     %r10d,%eax
mov    %ecx,%r11d
add    $0xffffffff,%r8d
jae    117a <read_n_bits+0x7a>
mov    (%rsi),%r10d
mov    $0x7,%cl
sub    %r11b,%cl
shr    %cl,%r10d
and    $0x1,%r10d
mov    %r8d,%ecx
shl    %cl,%r10d
lea    0x1(%r11),%ecx
mov    %ecx,(%rdx)
cmp    $0x7,%r11d
jl     1130 <read_n_bits+0x30>
movl   $0x0,(%rdx)
movslq (%r9),%r11
lea    0x1(%r11),%rcx
mov    %ecx,(%r9)
mov    0x4(%rdi,%r11,4),%ecx
mov    %ecx,(%rsi)
mov    (%rdx),%ecx
jmp    1130 <read_n_bits+0x30>
xor    %eax,%eax
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @read_n_bits(i32* %0, i32* %1, i32* %2, i32* %3, i32 %4) {
%6 = alloca i32*
%7 = alloca i32*
%8 = alloca i32*
%9 = alloca i32*
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
%13 = alloca i32
store i32* %0, i32** %6
store i32* %1, i32** %7
store i32* %2, i32** %8
store i32* %3, i32** %9
store i32 %4, i32* %10
%14 = load i32*, i32** %8
%15 = load i32, i32* %14
%16 = icmp sge i32 %15, 8
br i1 %16, label %17, label %29
17: ; preds = %5
%18 = load i32*, i32** %8
store i32 0, i32* %18
%19 = load i32*, i32** %9
%20 = load i32, i32* %19
%21 = add nsw i32 %20, 1
store i32 %21, i32* %19
%22 = load i32*, i32** %6
%23 = load i32*, i32** %9
%24 = load i32, i32* %23
%25 = sext i32 %24 to i64
%26 = getelementptr inbounds i32, i32* %22, i64 %25
%27 = load i32, i32* %26
%28 = load i32*, i32** %7
store i32 %27, i32* %28
br label %29
29: ; preds = %17, %5
store i32 0, i32* %11
store i32 0, i32* %12
br label %30
30: ; preds = %70, %29
%31 = load i32, i32* %12
%32 = load i32, i32* %10
%33 = icmp slt i32 %31, %32
br i1 %33, label %34, label %73
34: ; preds = %30
%35 = load i32*, i32** %7
%36 = load i32, i32* %35
%37 = load i32*, i32** %8
%38 = load i32, i32* %37
%39 = sub nsw i32 8, %38
%40 = sub nsw i32 %39, 1
%41 = ashr i32 %36, %40
%42 = and i32 %41, 1
store i32 %42, i32* %13
%43 = load i32, i32* %13
%44 = load i32, i32* %10
%45 = load i32, i32* %12
%46 = sub nsw i32 %44, %45
%47 = sub nsw i32 %46, 1
%48 = shl i32 %43, %47
%49 = load i32, i32* %11
%50 = or i32 %49, %48
store i32 %50, i32* %11
%51 = load i32*, i32** %8
%52 = load i32, i32* %51
%53 = add nsw i32 %52, 1
store i32 %53, i32* %51
%54 = load i32*, i32** %8
%55 = load i32, i32* %54
%56 = icmp sge i32 %55, 8
br i1 %56, label %57, label %69
57: ; preds = %34
%58 = load i32*, i32** %8
store i32 0, i32* %58
%59 = load i32*, i32** %9
%60 = load i32, i32* %59
%61 = add nsw i32 %60, 1
store i32 %61, i32* %59
%62 = load i32*, i32** %6
%63 = load i32*, i32** %9
%64 = load i32, i32* %63
%65 = sext i32 %64 to i64
%66 = getelementptr inbounds i32, i32* %62, i64 %65
%67 = load i32, i32* %66
%68 = load i32*, i32** %7
store i32 %67, i32* %68
br label %69
69: ; preds = %57, %34
br label %70
70: ; preds = %69
%71 = load i32, i32* %12
%72 = add nsw i32 %71, 1
store i32 %72, i32* %12
br label %30
73: ; preds = %30
%74 = load i32, i32* %11
ret i32 %74
}

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