char *itoa(unsigned long value, char *str, int base) {
  char *ptr, *low;
  if (base < 2 || base > 36) {
    *str = 0;
    return str;
  }
  ptr = low = str;
  do {
    *ptr++ = "0123456789abcdefghijklmnopqrstuvwxyz"[value % base];
    value /= base;
  } while (value);
  *ptr-- = 0;
  while (low < ptr) {
    char tmp = *low;
    *low++ = *ptr;
    *ptr-- = tmp;
  }
  return str;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<itoa>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
mov    %rsi,-0x18(%rbp)
mov    %edx,-0x1c(%rbp)
cmpl   $0x2,-0x1c(%rbp)
jl     1123 <itoa+0x23>
cmpl   $0x24,-0x1c(%rbp)
jle    1137 <itoa+0x37>
mov    -0x18(%rbp),%rax
movb   $0x0,(%rax)
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x8(%rbp)
jmp    11e8 <itoa+0xe8>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
xor    %edx,%edx
div    %rcx
lea    0xea9(%rip),%rax
mov    (%rax,%rdx,1),%cl
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    %rax,%rdx
add    $0x1,%rdx
mov    %rdx,-0x28(%rbp)
mov    %cl,(%rax)
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    -0x10(%rbp),%rax
xor    %edx,%edx
div    %rcx
mov    %rax,-0x10(%rbp)
cmpq   $0x0,-0x10(%rbp)
jne    1143 <itoa+0x43>
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    %rax,%rcx
add    $0xffffffffffffffff,%rcx
mov    %rcx,-0x28(%rbp)
movb   $0x0,(%rax)
mov    -0x30(%rbp),%rax
cmp    -0x28(%rbp),%rax
jae    11e0 <itoa+0xe0>
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    (%rax),%al
mov    %al,-0x31(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    (%rax),%cl
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    %rax,%rdx
add    $0x1,%rdx
mov    %rdx,-0x30(%rbp)
mov    %cl,(%rax)
mov    -0x31(%rbp),%cl
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    %rax,%rdx
add    $0xffffffffffffffff,%rdx
mov    %rdx,-0x28(%rbp)
mov    %cl,(%rax)
jmp    1199 <itoa+0x99>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x8(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<itoa>:
mov    %rsi,%r8
lea    -0x25(%rdx),%eax
cmp    $0xffffffdd,%eax
jae    1113 <itoa+0x13>
movb   $0x0,(%r8)
mov    %r8,%rax
ret
mov    %edx,%r9d
mov    $0xffffffffffffffff,%rsi
mov    $0x2,%ecx
lea    0xed7(%rip),%r10
jmp    1152 <itoa+0x52>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %rdi,%rax
xor    %edx,%edx
div    %r9
movzbl (%rdx,%r10,1),%edx
mov    %dl,0x1(%r8,%rsi,1)
add    $0x1,%rsi
add    $0xffffffffffffffff,%rcx
cmp    %r9,%rdi
mov    %rax,%rdi
jb     1164 <itoa+0x64>
mov    %rdi,%rax
shr    $0x20,%rax
jne    1130 <itoa+0x30>
mov    %edi,%eax
xor    %edx,%edx
div    %r9d
jmp    1138 <itoa+0x38>
movb   $0x0,0x1(%r8,%rsi,1)
test   %rsi,%rsi
je     11ad <itoa+0xad>
mov    (%r8),%al
mov    %dl,(%r8)
mov    %al,(%r8,%rsi,1)
cmp    $0x3,%rsi
jb     11ad <itoa+0xad>
mov    %r8,%rax
sub    %rcx,%rax
lea    0x2(%r8),%rcx
nopl   0x0(%rax)
movzbl (%rax),%edx
movzbl -0x1(%rcx),%esi
mov    %dl,-0x1(%rcx)
mov    %sil,(%rax)
add    $0xffffffffffffffff,%rax
lea    0x1(%rcx),%rdx
cmp    %rax,%rcx
mov    %rdx,%rcx
jb     1190 <itoa+0x90>
mov    %r8,%rax
ret

LLVM IR (-O0):
@.str = [37 x i8] c"0123456789abcdefghijklmnopqrstuvwxyz\00"
define i8* @itoa(i64 %0, i8* %1, i32 %2) {
%4 = alloca i8*
%5 = alloca i64
%6 = alloca i8*
%7 = alloca i32
%8 = alloca i8*
%9 = alloca i8*
%10 = alloca i8
store i64 %0, i64* %5
store i8* %1, i8** %6
store i32 %2, i32* %7
%11 = load i32, i32* %7
%12 = icmp slt i32 %11, 2
br i1 %12, label %16, label %13
13: ; preds = %3
%14 = load i32, i32* %7
%15 = icmp sgt i32 %14, 36
br i1 %15, label %16, label %19
16: ; preds = %13, %3
%17 = load i8*, i8** %6
store i8 0, i8* %17
%18 = load i8*, i8** %6
store i8* %18, i8** %4
br label %56
19: ; preds = %13
%20 = load i8*, i8** %6
store i8* %20, i8** %9
store i8* %20, i8** %8
br label %21
21: ; preds = %34, %19
%22 = load i64, i64* %5
%23 = load i32, i32* %7
%24 = sext i32 %23 to i64
%25 = urem i64 %22, %24
%26 = getelementptr inbounds [37 x i8], [37 x i8]* @.str, i64 0, i64 %25
%27 = load i8, i8* %26
%28 = load i8*, i8** %8
%29 = getelementptr inbounds i8, i8* %28, i32 1
store i8* %29, i8** %8
store i8 %27, i8* %28
%30 = load i32, i32* %7
%31 = sext i32 %30 to i64
%32 = load i64, i64* %5
%33 = udiv i64 %32, %31
store i64 %33, i64* %5
br label %34
34: ; preds = %21
%35 = load i64, i64* %5
%36 = icmp ne i64 %35, 0
br i1 %36, label %21, label %37
37: ; preds = %34
%38 = load i8*, i8** %8
%39 = getelementptr inbounds i8, i8* %38, i32 -1
store i8* %39, i8** %8
store i8 0, i8* %38
br label %40
40: ; preds = %44, %37
%41 = load i8*, i8** %9
%42 = load i8*, i8** %8
%43 = icmp ult i8* %41, %42
br i1 %43, label %44, label %54
44: ; preds = %40
%45 = load i8*, i8** %9
%46 = load i8, i8* %45
store i8 %46, i8* %10
%47 = load i8*, i8** %8
%48 = load i8, i8* %47
%49 = load i8*, i8** %9
%50 = getelementptr inbounds i8, i8* %49, i32 1
store i8* %50, i8** %9
store i8 %48, i8* %49
%51 = load i8, i8* %10
%52 = load i8*, i8** %8
%53 = getelementptr inbounds i8, i8* %52, i32 -1
store i8* %53, i8** %8
store i8 %51, i8* %52
br label %40
54: ; preds = %40
%55 = load i8*, i8** %6
store i8* %55, i8** %4
br label %56
56: ; preds = %54, %16
%57 = load i8*, i8** %4
ret i8* %57
}

LLVM IR (-O2):
@.str = [37 x i8] c"0123456789abcdefghijklmnopqrstuvwxyz\00"
define i8* @itoa(i64 %0, i8* returned %1, i32 %2) {
%4 = add i32 %2, -37
%5 = icmp ult i32 %4, -35
br i1 %5, label %8, label %6
6: ; preds = %3
%7 = zext i32 %2 to i64
br label %9
8: ; preds = %3
store i8 0, i8* %1
br label %38
9: ; preds = %6, %9
%10 = phi i64 [ %17, %9 ], [ %0, %6 ]
%11 = phi i64 [ %16, %9 ], [ 0, %6 ]
%12 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 %11
%13 = urem i64 %10, %7
%14 = getelementptr inbounds [37 x i8], [37 x i8]* @.str, i64 0, i64 %13
%15 = load i8, i8* %14
%16 = add nuw nsw i64 %11, 1
store i8 %15, i8* %12
%17 = udiv i64 %10, %7
%18 = icmp ult i64 %10, %7
br i1 %18, label %19, label %9
19: ; preds = %9
%20 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 %11
%21 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 %16
store i8 0, i8* %21
%22 = icmp eq i64 %11, 0
br i1 %22, label %38, label %23
23: ; preds = %19
%24 = load i8, i8* %1
store i8 %15, i8* %1
store i8 %24, i8* %20
%25 = icmp ugt i64 %11, 2
br i1 %25, label %26, label %38
26: ; preds = %23
%27 = add nsw i64 %11, -1
%28 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 %27
%29 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 1
br label %30
30: ; preds = %26, %30
%31 = phi i8* [ %28, %26 ], [ %36, %30 ]
%32 = phi i8* [ %29, %26 ], [ %35, %30 ]
%33 = load i8, i8* %31
%34 = load i8, i8* %32
%35 = getelementptr inbounds i8, i8* %32, i64 1
store i8 %33, i8* %32
%36 = getelementptr inbounds i8, i8* %31, i64 -1
store i8 %34, i8* %31
%37 = icmp ult i8* %35, %36
br i1 %37, label %30, label %38
38: ; preds = %30, %23, %19, %8
ret i8* %1
}