int lt1000(char *result, int num, int level, char n1, char n2, char n3) {
  int k = 0;
  while (num >= level) {
    if (num >= 9 * level) {
      result[k++] = n1;
      result[k++] = n3;
      num -= 9 * level;
    } else if (num >= 5 * level) {
      result[k++] = n2;
      num -= 5 * level;
    } else if (num >= 4 * level) {
      result[k++] = n1;
      result[k++] = n2;
      num -= 4 * level;
    } else if (num >= level) {
      while (num >= level) {
        result[k++] = n1;
        num -= level;
      }
    }
  }
  return k;
}


x86 assembly (clang, -O0):
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %r8d,-0x28(%rbp)
mov    %ecx,%eax
mov    -0x28(%rbp),%ecx
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    %edx,%eax
mov    -0x24(%rbp),%edx
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    %esi,%eax
mov    -0x20(%rbp),%esi
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    %rdi,%r8
mov    -0x1c(%rbp),%edi
mov    %r9b,%al
mov    %r8,-0x8(%rbp)
mov    %edi,-0xc(%rbp)
mov    %esi,-0x10(%rbp)
mov    %dl,-0x11(%rbp)
mov    %cl,-0x12(%rbp)
mov    %al,-0x13(%rbp)
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jl     1289 <lt1000+0x189>
mov    -0xc(%rbp),%eax
imul   $0x9,-0x10(%rbp),%ecx
cmp    %ecx,%eax
jl     119f <lt1000+0x9f>
mov    -0x11(%rbp),%dl
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x18(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %dl,(%rax,%rcx,1)
mov    -0x13(%rbp),%dl
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x18(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %dl,(%rax,%rcx,1)
imul   $0x9,-0x10(%rbp),%ecx
mov    -0xc(%rbp),%eax
sub    %ecx,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
jmp    1284 <lt1000+0x184>
mov    -0xc(%rbp),%eax
imul   $0x5,-0x10(%rbp),%ecx
cmp    %ecx,%eax
jl     11d7 <lt1000+0xd7>
mov    -0x12(%rbp),%dl
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x18(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %dl,(%rax,%rcx,1)
imul   $0x5,-0x10(%rbp),%ecx
mov    -0xc(%rbp),%eax
sub    %ecx,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
jmp    127f <lt1000+0x17f>
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    -0x10(%rbp),%ecx
shl    $0x2,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jl     122b <lt1000+0x12b>
mov    -0x11(%rbp),%dl
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x18(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %dl,(%rax,%rcx,1)
mov    -0x12(%rbp),%dl
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x18(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %dl,(%rax,%rcx,1)
mov    -0x10(%rbp),%ecx
shl    $0x2,%ecx
mov    -0xc(%rbp),%eax
sub    %ecx,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
jmp    127a <lt1000+0x17a>
mov    -0xc(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jl     1275 <lt1000+0x175>
jmp    123c <lt1000+0x13c>
mov    -0xc(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jl     1270 <lt1000+0x170>
mov    -0x11(%rbp),%dl
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x18(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %dl,(%rax,%rcx,1)
mov    -0x10(%rbp),%ecx
mov    -0xc(%rbp),%eax
sub    %ecx,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
jmp    123c <lt1000+0x13c>
jmp    1275 <lt1000+0x175>
jmp    127a <lt1000+0x17a>
jmp    127f <lt1000+0x17f>
jmp    1284 <lt1000+0x184>
jmp    1143 <lt1000+0x43>
mov    -0x18(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
push   %rbp
push   %r14
push   %rbx
xor    %eax,%eax
cmp    %edx,%esi
jge    110f <lt1000+0xf>
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %rbp
ret
lea    (%rdx,%rdx,8),%r10d
lea    (%rdx,%rdx,4),%r11d
lea    0x0(,%rdx,4),%r14d
xor    %eax,%eax
mov    %esi,%ebp
jmp    1144 <lt1000+0x44>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
movslq %eax,%rsi
mov    %cl,(%rdi,%rsi,1)
lea    0x2(%rsi),%eax
mov    %r9b,0x1(%rdi,%rsi,1)
mov    %ebp,%esi
cmp    %edx,%ebp
jl     110a <lt1000+0xa>
sub    %r10d,%ebp
jge    1130 <lt1000+0x30>
mov    %esi,%ebp
sub    %r11d,%ebp
jge    1160 <lt1000+0x60>
mov    %esi,%ebp
sub    %r14d,%ebp
jge    116c <lt1000+0x6c>
cmp    %edx,%esi
jge    117c <lt1000+0x7c>
mov    %esi,%ebp
jmp    113e <lt1000+0x3e>
nop
movslq %eax,%rsi
add    $0x1,%eax
mov    %r8b,(%rdi,%rsi,1)
jmp    113e <lt1000+0x3e>
movslq %eax,%rsi
mov    %cl,(%rdi,%rsi,1)
add    $0x2,%eax
mov    %r8b,0x1(%rdi,%rsi,1)
jmp    113e <lt1000+0x3e>
movslq %eax,%rbx
add    %rdi,%rbx
mov    %esi,%ebp
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
mov    %cl,(%rbx)
sub    %edx,%ebp
add    $0x1,%rbx
add    $0x1,%eax
cmp    %edx,%ebp
jge    1190 <lt1000+0x90>
jmp    113e <lt1000+0x3e>

LLVM IR (-O0):
define i32 @lt1000(i8* %0, i32 %1, i32 %2, i8 signext %3, i8 signext %4, i8 signext %5) {
%7 = alloca i8*
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i8
%11 = alloca i8
%12 = alloca i8
%13 = alloca i32
store i8* %0, i8** %7
store i32 %1, i32* %8
store i32 %2, i32* %9
store i8 %3, i8* %10
store i8 %4, i8* %11
store i8 %5, i8* %12
store i32 0, i32* %13
br label %14
14: ; preds = %101, %6
%15 = load i32, i32* %8
%16 = load i32, i32* %9
%17 = icmp sge i32 %15, %16
br i1 %17, label %18, label %102
18: ; preds = %14
%19 = load i32, i32* %8
%20 = load i32, i32* %9
%21 = mul nsw i32 9, %20
%22 = icmp sge i32 %19, %21
br i1 %22, label %23, label %40
23: ; preds = %18
%24 = load i8, i8* %10
%25 = load i8*, i8** %7
%26 = load i32, i32* %13
%27 = add nsw i32 %26, 1
store i32 %27, i32* %13
%28 = sext i32 %26 to i64
%29 = getelementptr inbounds i8, i8* %25, i64 %28
store i8 %24, i8* %29
%30 = load i8, i8* %12
%31 = load i8*, i8** %7
%32 = load i32, i32* %13
%33 = add nsw i32 %32, 1
store i32 %33, i32* %13
%34 = sext i32 %32 to i64
%35 = getelementptr inbounds i8, i8* %31, i64 %34
store i8 %30, i8* %35
%36 = load i32, i32* %9
%37 = mul nsw i32 9, %36
%38 = load i32, i32* %8
%39 = sub nsw i32 %38, %37
store i32 %39, i32* %8
br label %101
40: ; preds = %18
%41 = load i32, i32* %8
%42 = load i32, i32* %9
%43 = mul nsw i32 5, %42
%44 = icmp sge i32 %41, %43
br i1 %44, label %45, label %56
45: ; preds = %40
%46 = load i8, i8* %11
%47 = load i8*, i8** %7
%48 = load i32, i32* %13
%49 = add nsw i32 %48, 1
store i32 %49, i32* %13
%50 = sext i32 %48 to i64
%51 = getelementptr inbounds i8, i8* %47, i64 %50
store i8 %46, i8* %51
%52 = load i32, i32* %9
%53 = mul nsw i32 5, %52
%54 = load i32, i32* %8
%55 = sub nsw i32 %54, %53
store i32 %55, i32* %8
br label %100
56: ; preds = %40
%57 = load i32, i32* %8
%58 = load i32, i32* %9
%59 = mul nsw i32 4, %58
%60 = icmp sge i32 %57, %59
br i1 %60, label %61, label %78
61: ; preds = %56
%62 = load i8, i8* %10
%63 = load i8*, i8** %7
%64 = load i32, i32* %13
%65 = add nsw i32 %64, 1
store i32 %65, i32* %13
%66 = sext i32 %64 to i64
%67 = getelementptr inbounds i8, i8* %63, i64 %66
store i8 %62, i8* %67
%68 = load i8, i8* %11
%69 = load i8*, i8** %7
%70 = load i32, i32* %13
%71 = add nsw i32 %70, 1
store i32 %71, i32* %13
%72 = sext i32 %70 to i64
%73 = getelementptr inbounds i8, i8* %69, i64 %72
store i8 %68, i8* %73
%74 = load i32, i32* %9
%75 = mul nsw i32 4, %74
%76 = load i32, i32* %8
%77 = sub nsw i32 %76, %75
store i32 %77, i32* %8
br label %99
78: ; preds = %56
%79 = load i32, i32* %8
%80 = load i32, i32* %9
%81 = icmp sge i32 %79, %80
br i1 %81, label %82, label %98
82: ; preds = %78
br label %83
83: ; preds = %87, %82
%84 = load i32, i32* %8
%85 = load i32, i32* %9
%86 = icmp sge i32 %84, %85
br i1 %86, label %87, label %97
87: ; preds = %83
%88 = load i8, i8* %10
%89 = load i8*, i8** %7
%90 = load i32, i32* %13
%91 = add nsw i32 %90, 1
store i32 %91, i32* %13
%92 = sext i32 %90 to i64
%93 = getelementptr inbounds i8, i8* %89, i64 %92
store i8 %88, i8* %93
%94 = load i32, i32* %9
%95 = load i32, i32* %8
%96 = sub nsw i32 %95, %94
store i32 %96, i32* %8
br label %83
97: ; preds = %83
br label %98
98: ; preds = %97, %78
br label %99
99: ; preds = %98, %61
br label %100
100: ; preds = %99, %45
br label %101
101: ; preds = %100, %23
br label %14
102: ; preds = %14
%103 = load i32, i32* %13
ret i32 %103
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @lt1000(i8* nocapture writeonly %0, i32 %1, i32 %2, i8 signext %3, i8 signext %4, i8 signext %5) {
%7 = icmp slt i32 %1, %2
br i1 %7, label %58, label %8
8: ; preds = %6
%9 = mul nsw i32 %2, 9
%10 = mul nsw i32 %2, 5
%11 = shl nsw i32 %2, 2
br label %12
12: ; preds = %8, %54
%13 = phi i32 [ 0, %8 ], [ %56, %54 ]
%14 = phi i32 [ %1, %8 ], [ %55, %54 ]
%15 = icmp slt i32 %14, %9
br i1 %15, label %24, label %16
16: ; preds = %12
%17 = add nsw i32 %13, 1
%18 = sext i32 %13 to i64
%19 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %18
store i8 %3, i8* %19
%20 = add nsw i32 %13, 2
%21 = sext i32 %17 to i64
%22 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %21
store i8 %5, i8* %22
%23 = sub nsw i32 %14, %9
br label %54
24: ; preds = %12
%25 = icmp slt i32 %14, %10
br i1 %25, label %31, label %26
26: ; preds = %24
%27 = add nsw i32 %13, 1
%28 = sext i32 %13 to i64
%29 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %28
store i8 %4, i8* %29
%30 = sub nsw i32 %14, %10
br label %54
31: ; preds = %24
%32 = icmp slt i32 %14, %11
br i1 %32, label %33, label %37
33: ; preds = %31
%34 = icmp slt i32 %14, %2
br i1 %34, label %54, label %35
35: ; preds = %33
%36 = sext i32 %13 to i64
br label %45
37: ; preds = %31
%38 = add nsw i32 %13, 1
%39 = sext i32 %13 to i64
%40 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %39
store i8 %3, i8* %40
%41 = add nsw i32 %13, 2
%42 = sext i32 %38 to i64
%43 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %42
store i8 %4, i8* %43
%44 = sub nsw i32 %14, %11
br label %54
45: ; preds = %35, %45
%46 = phi i64 [ %36, %35 ], [ %48, %45 ]
%47 = phi i32 [ %14, %35 ], [ %50, %45 ]
%48 = add i64 %46, 1
%49 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %46
store i8 %3, i8* %49
%50 = sub nsw i32 %47, %2
%51 = icmp slt i32 %50, %2
br i1 %51, label %52, label %45
52: ; preds = %45
%53 = trunc i64 %48 to i32
br label %54
54: ; preds = %52, %33, %26, %37, %16
%55 = phi i32 [ %23, %16 ], [ %30, %26 ], [ %44, %37 ], [ %14, %33 ], [ %50, %52 ]
%56 = phi i32 [ %20, %16 ], [ %27, %26 ], [ %41, %37 ], [ %13, %33 ], [ %53, %52 ]
%57 = icmp slt i32 %55, %2
br i1 %57, label %58, label %12
58: ; preds = %54, %6
%59 = phi i32 [ 0, %6 ], [ %56, %54 ]
ret i32 %59
}