#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 unsigned char uint16_t;

/* Variables and functions */
int /*<<< orphan*/ memset(unsigned char *, int /*<<< orphan*/, size_t const);
void lwe_unpack(uint16_t *out, const size_t outlen, const unsigned char *in,
                const size_t inlen, const unsigned char lsb) {
  memset(out, 0, outlen * sizeof(uint16_t));
  size_t i = 0;
  size_t j = 0;
  unsigned char w = 0;
  unsigned char bits = 0;
  while (i < outlen && (j < inlen || ((j == inlen) && (bits > 0)))) {
    unsigned char b = 0;
    while (b < lsb) {
      int nbits = (((lsb - b) < (bits)) ? (lsb - b) : (bits));
      uint16_t mask = (1 << nbits) - 1;
      unsigned char t = (w >> (bits - nbits)) & mask;
      out[i] = out[i] + (t << (lsb - b - nbits));
      b += nbits;
      bits -= nbits;
      w &= ~(mask << bits);
      if (bits == 0) {
        if (j < inlen) {
          w = in[j];
          bits = 8;
          j++;
        } else {
          break;
        }
      }
    }
    if (b == lsb) {
      i++;
      b = 0;
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<lwe_unpack>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x50,%rsp
mov    %r8b,%al
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
mov    %al,-0x21(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x10(%rbp),%rdx
shl    $0x0,%rdx
xor    %esi,%esi
call   1030 <memset@plt>
movq   $0x0,-0x30(%rbp)
movq   $0x0,-0x38(%rbp)
movb   $0x0,-0x39(%rbp)
movb   $0x0,-0x3a(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rcx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x10(%rbp),%rcx
mov    %al,-0x43(%rbp)
jae    11ab <lwe_unpack+0x9b>
mov    -0x38(%rbp),%rcx
mov    $0x1,%al
cmp    -0x20(%rbp),%rcx
mov    %al,-0x44(%rbp)
jb     11a5 <lwe_unpack+0x95>
mov    -0x38(%rbp),%rcx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x20(%rbp),%rcx
mov    %al,-0x45(%rbp)
jne    119f <lwe_unpack+0x8f>
movzbl -0x3a(%rbp),%eax
cmp    $0x0,%eax
setg   %al
mov    %al,-0x45(%rbp)
mov    -0x45(%rbp),%al
mov    %al,-0x44(%rbp)
mov    -0x44(%rbp),%al
mov    %al,-0x43(%rbp)
mov    -0x43(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    11bb <lwe_unpack+0xab>
jmp    12fc <lwe_unpack+0x1ec>
movb   $0x0,-0x3b(%rbp)
movzbl -0x3b(%rbp),%eax
movzbl -0x21(%rbp),%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    12d7 <lwe_unpack+0x1c7>
movzbl -0x21(%rbp),%eax
movzbl -0x3b(%rbp),%ecx
sub    %ecx,%eax
movzbl -0x3a(%rbp),%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    11f7 <lwe_unpack+0xe7>
movzbl -0x21(%rbp),%eax
movzbl -0x3b(%rbp),%ecx
sub    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x4c(%rbp)
jmp    11fe <lwe_unpack+0xee>
movzbl -0x3a(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4c(%rbp)
mov    -0x4c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x40(%rbp)
mov    -0x40(%rbp),%ecx
mov    $0x1,%eax
shl    %cl,%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %al,-0x41(%rbp)
movzbl -0x39(%rbp),%eax
movzbl -0x3a(%rbp),%ecx
sub    -0x40(%rbp),%ecx
sar    %cl,%eax
movzbl -0x41(%rbp),%ecx
and    %ecx,%eax
mov    %al,-0x42(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x30(%rbp),%rcx
movzbl (%rax,%rcx,1),%eax
movzbl -0x42(%rbp),%edx
movzbl -0x21(%rbp),%ecx
movzbl -0x3b(%rbp),%esi
sub    %esi,%ecx
sub    -0x40(%rbp),%ecx
shl    %cl,%edx
mov    %edx,%ecx
add    %ecx,%eax
mov    %al,%dl
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x30(%rbp),%rcx
mov    %dl,(%rax,%rcx,1)
mov    -0x40(%rbp),%ecx
movzbl -0x3b(%rbp),%eax
add    %ecx,%eax
mov    %al,-0x3b(%rbp)
mov    -0x40(%rbp),%ecx
movzbl -0x3a(%rbp),%eax
sub    %ecx,%eax
mov    %al,-0x3a(%rbp)
movzbl -0x41(%rbp),%eax
movzbl -0x3a(%rbp),%ecx
shl    %cl,%eax
mov    %eax,%ecx
xor    $0xffffffff,%ecx
movzbl -0x39(%rbp),%eax
and    %ecx,%eax
mov    %al,-0x39(%rbp)
movzbl -0x3a(%rbp),%eax
cmp    $0x0,%eax
jne    12d2 <lwe_unpack+0x1c2>
mov    -0x38(%rbp),%rax
cmp    -0x20(%rbp),%rax
jae    12c8 <lwe_unpack+0x1b8>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x38(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,1),%al
mov    %al,-0x39(%rbp)
movb   $0x8,-0x3a(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
jmp    12cd <lwe_unpack+0x1bd>
jmp    12d7 <lwe_unpack+0x1c7>
jmp    12d2 <lwe_unpack+0x1c2>
jmp    11bf <lwe_unpack+0xaf>
movzbl -0x3b(%rbp),%eax
movzbl -0x21(%rbp),%ecx
cmp    %ecx,%eax
jne    12f7 <lwe_unpack+0x1e7>
mov    -0x30(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
movb   $0x0,-0x3b(%rbp)
jmp    1159 <lwe_unpack+0x49>
add    $0x50,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<lwe_unpack>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x18,%rsp
mov    %r8d,%r12d
mov    %rcx,(%rsp)
mov    %rdx,0x10(%rsp)
mov    %rsi,%rbx
mov    %rdi,%r13
xor    %esi,%esi
mov    %rbx,%rdx
call   1030 <memset@plt>
mov    %rbx,0x8(%rsp)
test   %rbx,%rbx
je     1215 <lwe_unpack+0x105>
movzbl %r12b,%r8d
xor    %r9d,%r9d
xor    %r10d,%r10d
xor    %r11d,%r11d
xor    %eax,%eax
jmp    1178 <lwe_unpack+0x68>
nopl   0x0(%rax)
xor    %edi,%edi
xor    %ecx,%ecx
cmp    %r12b,%dil
sete   %cl
add    %rcx,%r9
cmp    0x8(%rsp),%r9
jae    1215 <lwe_unpack+0x105>
cmp    (%rsp),%r10
jb     118c <lwe_unpack+0x7c>
jne    1215 <lwe_unpack+0x105>
test   %al,%al
je     1215 <lwe_unpack+0x105>
test   %r12b,%r12b
je     1160 <lwe_unpack+0x50>
mov    0x0(%r13,%r9,1),%bpl
xor    %edi,%edi
jmp    11b5 <lwe_unpack+0xa5>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    0x10(%rsp),%rax
movzbl (%rax,%r10,1),%r11d
add    $0x1,%r10
mov    $0x8,%al
cmp    %r12b,%dil
jae    1162 <lwe_unpack+0x52>
mov    %ebp,%r14d
movzbl %dil,%edi
mov    %r8d,%esi
sub    %edi,%esi
movzbl %al,%eax
cmp    %eax,%esi
mov    %eax,%edx
cmovl  %esi,%edx
mov    $0xffffffff,%r15d
mov    %edx,%ecx
shl    %cl,%r15d
movzbl %r11b,%r11d
sub    %edx,%eax
mov    %r11d,%ebp
mov    %eax,%ecx
shr    %cl,%ebp
not    %r15d
movzbl %r15b,%ebx
and    %ebx,%ebp
sub    %edx,%esi
mov    %esi,%ecx
shl    %cl,%ebp
add    %r14b,%bpl
mov    %bpl,0x0(%r13,%r9,1)
mov    %eax,%ecx
shl    %cl,%ebx
add    %dl,%dil
not    %bl
and    %bl,%r11b
test   $0xff,%al
jne    11b0 <lwe_unpack+0xa0>
cmp    (%rsp),%r10
jb     11a0 <lwe_unpack+0x90>
jmp    1162 <lwe_unpack+0x52>
add    $0x18,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @lwe_unpack(i8* %0, i64 %1, i8* %2, i64 %3, i8 zeroext %4) {
%6 = alloca i8*
%7 = alloca i64
%8 = alloca i8*
%9 = alloca i64
%10 = alloca i8
%11 = alloca i64
%12 = alloca i64
%13 = alloca i8
%14 = alloca i8
%15 = alloca i8
%16 = alloca i32
%17 = alloca i8
%18 = alloca i8
store i8* %0, i8** %6
store i64 %1, i64* %7
store i8* %2, i8** %8
store i64 %3, i64* %9
store i8 %4, i8* %10
%19 = load i8*, i8** %6
%20 = load i64, i64* %7
%21 = mul i64 %20, 1
%22 = call i32 @memset(i8* %19, i32 0, i64 %21)
store i64 0, i64* %11
store i64 0, i64* %12
store i8 0, i8* %13
store i8 0, i8* %14
br label %23
23: ; preds = %153, %5
%24 = load i64, i64* %11
%25 = load i64, i64* %7
%26 = icmp ult i64 %24, %25
br i1 %26, label %27, label %43
27: ; preds = %23
%28 = load i64, i64* %12
%29 = load i64, i64* %9
%30 = icmp ult i64 %28, %29
br i1 %30, label %41, label %31
31: ; preds = %27
%32 = load i64, i64* %12
%33 = load i64, i64* %9
%34 = icmp eq i64 %32, %33
br i1 %34, label %35, label %39
35: ; preds = %31
%36 = load i8, i8* %14
%37 = zext i8 %36 to i32
%38 = icmp sgt i32 %37, 0
br label %39
39: ; preds = %35, %31
%40 = phi i1 [ false, %31 ], [ %38, %35 ]
br label %41
41: ; preds = %39, %27
%42 = phi i1 [ true, %27 ], [ %40, %39 ]
br label %43
43: ; preds = %41, %23
%44 = phi i1 [ false, %23 ], [ %42, %41 ]
br i1 %44, label %45, label %154
45: ; preds = %43
store i8 0, i8* %15
br label %46
46: ; preds = %143, %45
%47 = load i8, i8* %15
%48 = zext i8 %47 to i32
%49 = load i8, i8* %10
%50 = zext i8 %49 to i32
%51 = icmp slt i32 %48, %50
br i1 %51, label %52, label %144
52: ; preds = %46
%53 = load i8, i8* %10
%54 = zext i8 %53 to i32
%55 = load i8, i8* %15
%56 = zext i8 %55 to i32
%57 = sub nsw i32 %54, %56
%58 = load i8, i8* %14
%59 = zext i8 %58 to i32
%60 = icmp slt i32 %57, %59
br i1 %60, label %61, label %67
61: ; preds = %52
%62 = load i8, i8* %10
%63 = zext i8 %62 to i32
%64 = load i8, i8* %15
%65 = zext i8 %64 to i32
%66 = sub nsw i32 %63, %65
br label %70
67: ; preds = %52
%68 = load i8, i8* %14
%69 = zext i8 %68 to i32
br label %70
70: ; preds = %67, %61
%71 = phi i32 [ %66, %61 ], [ %69, %67 ]
store i32 %71, i32* %16
%72 = load i32, i32* %16
%73 = shl i32 1, %72
%74 = sub nsw i32 %73, 1
%75 = trunc i32 %74 to i8
store i8 %75, i8* %17
%76 = load i8, i8* %13
%77 = zext i8 %76 to i32
%78 = load i8, i8* %14
%79 = zext i8 %78 to i32
%80 = load i32, i32* %16
%81 = sub nsw i32 %79, %80
%82 = ashr i32 %77, %81
%83 = load i8, i8* %17
%84 = zext i8 %83 to i32
%85 = and i32 %82, %84
%86 = trunc i32 %85 to i8
store i8 %86, i8* %18
%87 = load i8*, i8** %6
%88 = load i64, i64* %11
%89 = getelementptr inbounds i8, i8* %87, i64 %88
%90 = load i8, i8* %89
%91 = zext i8 %90 to i32
%92 = load i8, i8* %18
%93 = zext i8 %92 to i32
%94 = load i8, i8* %10
%95 = zext i8 %94 to i32
%96 = load i8, i8* %15
%97 = zext i8 %96 to i32
%98 = sub nsw i32 %95, %97
%99 = load i32, i32* %16
%100 = sub nsw i32 %98, %99
%101 = shl i32 %93, %100
%102 = add nsw i32 %91, %101
%103 = trunc i32 %102 to i8
%104 = load i8*, i8** %6
%105 = load i64, i64* %11
%106 = getelementptr inbounds i8, i8* %104, i64 %105
store i8 %103, i8* %106
%107 = load i32, i32* %16
%108 = load i8, i8* %15
%109 = zext i8 %108 to i32
%110 = add nsw i32 %109, %107
%111 = trunc i32 %110 to i8
store i8 %111, i8* %15
%112 = load i32, i32* %16
%113 = load i8, i8* %14
%114 = zext i8 %113 to i32
%115 = sub nsw i32 %114, %112
%116 = trunc i32 %115 to i8
store i8 %116, i8* %14
%117 = load i8, i8* %17
%118 = zext i8 %117 to i32
%119 = load i8, i8* %14
%120 = zext i8 %119 to i32
%121 = shl i32 %118, %120
%122 = xor i32 %121, -1
%123 = load i8, i8* %13
%124 = zext i8 %123 to i32
%125 = and i32 %124, %122
%126 = trunc i32 %125 to i8
store i8 %126, i8* %13
%127 = load i8, i8* %14
%128 = zext i8 %127 to i32
%129 = icmp eq i32 %128, 0
br i1 %129, label %130, label %143
130: ; preds = %70
%131 = load i64, i64* %12
%132 = load i64, i64* %9
%133 = icmp ult i64 %131, %132
br i1 %133, label %134, label %141
134: ; preds = %130
%135 = load i8*, i8** %8
%136 = load i64, i64* %12
%137 = getelementptr inbounds i8, i8* %135, i64 %136
%138 = load i8, i8* %137
store i8 %138, i8* %13
store i8 8, i8* %14
%139 = load i64, i64* %12
%140 = add i64 %139, 1
store i64 %140, i64* %12
br label %142
141: ; preds = %130
br label %144
142: ; preds = %134
br label %143
143: ; preds = %142, %70
br label %46
144: ; preds = %141, %46
%145 = load i8, i8* %15
%146 = zext i8 %145 to i32
%147 = load i8, i8* %10
%148 = zext i8 %147 to i32
%149 = icmp eq i32 %146, %148
br i1 %149, label %150, label %153
150: ; preds = %144
%151 = load i64, i64* %11
%152 = add i64 %151, 1
store i64 %152, i64* %11
store i8 0, i8* %15
br label %153
153: ; preds = %150, %144
br label %23
154: ; preds = %43
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @lwe_unpack(i8* %0, i64 %1, i8* nocapture %2, i64 %3, i8 zeroext %4) {
%6 = tail call i32 @memset(i8* %0, i32 0, i64 %1)
%7 = icmp eq i64 %1, 0
br i1 %7, label %78, label %8
8: ; preds = %5
%9 = icmp eq i8 %4, 0
%10 = zext i8 %4 to i32
br label %11
11: ; preds = %8, %69
%12 = phi i64 [ 0, %8 ], [ %76, %69 ]
%13 = phi i64 [ 0, %8 ], [ %70, %69 ]
%14 = phi i8 [ 0, %8 ], [ %73, %69 ]
%15 = phi i8 [ 0, %8 ], [ %71, %69 ]
%16 = icmp ult i64 %13, %3
br i1 %16, label %21, label %17
17: ; preds = %11
%18 = icmp eq i64 %13, %3
%19 = icmp ne i8 %15, 0
%20 = select i1 %18, i1 %19, i1 false
br i1 %20, label %21, label %78
21: ; preds = %11, %17
br i1 %9, label %69, label %22
22: ; preds = %21
%23 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %12
%24 = load i8, i8* %23
br label %25
25: ; preds = %22, %62
%26 = phi i8 [ %24, %22 ], [ %46, %62 ]
%27 = phi i64 [ %13, %22 ], [ %65, %62 ]
%28 = phi i8 [ %14, %22 ], [ %64, %62 ]
%29 = phi i8 [ 0, %22 ], [ %48, %62 ]
%30 = phi i8 [ %15, %22 ], [ %63, %62 ]
%31 = zext i8 %29 to i32
%32 = sub nsw i32 %10, %31
%33 = zext i8 %30 to i32
%34 = icmp slt i32 %32, %33
%35 = select i1 %34, i32 %32, i32 %33
%36 = shl nsw i32 -1, %35
%37 = zext i8 %28 to i32
%38 = sub nsw i32 %33, %35
%39 = lshr i32 %37, %38
%40 = and i32 %36, 255
%41 = xor i32 %40, 255
%42 = and i32 %41, %39
%43 = sub nsw i32 %32, %35
%44 = shl i32 %42, %43
%45 = trunc i32 %44 to i8
%46 = add i8 %26, %45
store i8 %46, i8* %23
%47 = trunc i32 %35 to i8
%48 = add i8 %29, %47
%49 = trunc i32 %38 to i8
%50 = and i32 %38, 255
%51 = shl i32 %41, %50
%52 = trunc i32 %51 to i8
%53 = xor i8 %52, -1
%54 = and i8 %28, %53
%55 = icmp eq i32 %50, 0
br i1 %55, label %56, label %62
56: ; preds = %25
%57 = icmp ult i64 %27, %3
br i1 %57, label %58, label %67
58: ; preds = %56
%59 = getelementptr inbounds i8, i8* %2, i64 %27
%60 = load i8, i8* %59
%61 = add nuw i64 %27, 1
br label %62
62: ; preds = %25, %58
%63 = phi i8 [ 8, %58 ], [ %49, %25 ]
%64 = phi i8 [ %60, %58 ], [ %54, %25 ]
%65 = phi i64 [ %61, %58 ], [ %27, %25 ]
%66 = icmp ult i8 %48, %4
br i1 %66, label %25, label %69
67: ; preds = %56
%68 = trunc i32 %38 to i8
br label %69
69: ; preds = %62, %67, %21
%70 = phi i64 [ %13, %21 ], [ %27, %67 ], [ %65, %62 ]
%71 = phi i8 [ %15, %21 ], [ %68, %67 ], [ %63, %62 ]
%72 = phi i8 [ 0, %21 ], [ %48, %67 ], [ %48, %62 ]
%73 = phi i8 [ %14, %21 ], [ %54, %67 ], [ %64, %62 ]
%74 = icmp eq i8 %72, %4
%75 = zext i1 %74 to i64
%76 = add i64 %12, %75
%77 = icmp ult i64 %76, %1
br i1 %77, label %11, label %78
78: ; preds = %17, %69, %5
ret void
}