char *itoa(int num, char *str, int radix) {
  char sign = 0;
  char temp[17] = {0};
  int temp_loc = 0;
  int digit;
  int str_loc = 0;
  if (radix == 10 && num < 0) {
    sign = 1;
    num = -num;
  }
  do {
    digit = (unsigned int)num % radix;
    if (digit < 10) {
      temp[temp_loc++] = digit + '0';
    } else {
      temp[temp_loc++] = digit - 10 + 'A';
    }
    num = (unsigned int)num / radix;
  } while ((unsigned int)num > 0);
  if (radix == 10 && sign) {
    temp[temp_loc] = '-';
  } else {
    temp_loc--;
  }
  while (temp_loc >= 0) {
    str[str_loc++] = temp[temp_loc--];
  }
  str[str_loc] = 0;
  return str;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<itoa>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x40,%rsp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
movb   $0x0,-0x15(%rbp)
lea    -0x30(%rbp),%rdi
xor    %esi,%esi
mov    $0x11,%edx
call   1030 <memset@plt>
movl   $0x0,-0x34(%rbp)
movl   $0x0,-0x3c(%rbp)
cmpl   $0xa,-0x14(%rbp)
jne    1164 <itoa+0x54>
cmpl   $0x0,-0x4(%rbp)
jge    1164 <itoa+0x54>
movb   $0x1,-0x15(%rbp)
xor    %eax,%eax
sub    -0x4(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    1169 <itoa+0x59>
mov    -0x4(%rbp),%eax
xor    %edx,%edx
divl   -0x14(%rbp)
mov    %edx,-0x38(%rbp)
cmpl   $0xa,-0x38(%rbp)
jge    119c <itoa+0x8c>
mov    -0x38(%rbp),%eax
add    $0x30,%eax
mov    %al,%cl
mov    -0x34(%rbp),%eax
mov    %eax,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x34(%rbp)
cltq
mov    %cl,-0x30(%rbp,%rax,1)
jmp    11b8 <itoa+0xa8>
mov    -0x38(%rbp),%eax
sub    $0xa,%eax
add    $0x41,%eax
mov    %al,%cl
mov    -0x34(%rbp),%eax
mov    %eax,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x34(%rbp)
cltq
mov    %cl,-0x30(%rbp,%rax,1)
mov    -0x4(%rbp),%eax
xor    %edx,%edx
divl   -0x14(%rbp)
mov    %eax,-0x4(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x4(%rbp)
ja     1169 <itoa+0x59>
cmpl   $0xa,-0x14(%rbp)
jne    11f2 <itoa+0xe2>
movsbl -0x15(%rbp),%eax
cmp    $0x0,%eax
je     11f2 <itoa+0xe2>
movslq -0x34(%rbp),%rax
movb   $0x2d,-0x30(%rbp,%rax,1)
jmp    11fb <itoa+0xeb>
mov    -0x34(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
jmp    1200 <itoa+0xf0>
cmpl   $0x0,-0x34(%rbp)
jl     1235 <itoa+0x125>
mov    -0x34(%rbp),%eax
mov    %eax,%ecx
add    $0xffffffff,%ecx
mov    %ecx,-0x34(%rbp)
cltq
mov    -0x30(%rbp,%rax,1),%dl
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x3c(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x3c(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %dl,(%rax,%rcx,1)
jmp    1200 <itoa+0xf0>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x3c(%rbp),%rcx
movb   $0x0,(%rax,%rcx,1)
mov    -0x10(%rbp),%rax
add    $0x40,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<itoa>:
mov    %edx,%r11d
mov    %rsi,%r8
pxor   %xmm0,%xmm0
movdqa %xmm0,-0x18(%rsp)
movb   $0x0,-0x8(%rsp)
cmp    $0xa,%edx
sete   %al
test   %edi,%edi
sets   %r9b
and    %al,%r9b
mov    %edi,%esi
neg    %esi
test   %r9b,%r9b
cmove  %edi,%esi
xor    %edi,%edi
mov    $0x30,%r10d
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
mov    %esi,%eax
xor    %edx,%edx
div    %r11d
cmp    $0xa,%edx
mov    $0x37,%ecx
cmovl  %r10d,%ecx
add    %dl,%cl
mov    %cl,-0x18(%rsp,%rdi,1)
add    $0x1,%rdi
cmp    %r11d,%esi
mov    %eax,%esi
jae    1140 <itoa+0x40>
test   %r9b,%r9b
je     117c <itoa+0x7c>
mov    %edi,%eax
movb   $0x2d,-0x18(%rsp,%rax,1)
test   %edi,%edi
jns    1184 <itoa+0x84>
xor    %r11d,%r11d
jmp    12e4 <itoa+0x1e4>
add    $0xffffffffffffffff,%rdi
test   %edi,%edi
js     1174 <itoa+0x74>
mov    %edi,%r9d
lea    0x1(%rdi),%r11d
cmp    $0x7,%edi
jae    1197 <itoa+0x97>
xor    %ecx,%ecx
jmp    12c7 <itoa+0x1c7>
cmp    $0x1f,%edi
jae    11a3 <itoa+0xa3>
xor    %ecx,%ecx
jmp    125c <itoa+0x15c>
mov    %r11d,%ecx
and    $0xffffffe0,%ecx
lea    0x10(%r8),%rsi
mov    %rcx,%r10
neg    %r10
lea    -0x18(%rsp),%rax
lea    (%r9,%rax,1),%rdx
add    $0xfffffffffffffff1,%rdx
xor    %edi,%edi
pxor   %xmm0,%xmm0
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
movdqu -0x10(%rdx,%rdi,1),%xmm1
movdqu (%rdx,%rdi,1),%xmm2
movdqa %xmm2,%xmm3
punpcklbw %xmm0,%xmm3
pshufd $0x4e,%xmm3,%xmm3
pshuflw $0x1b,%xmm3,%xmm3
pshufhw $0x1b,%xmm3,%xmm3
punpckhbw %xmm0,%xmm2
pshufd $0x4e,%xmm2,%xmm2
pshuflw $0x1b,%xmm2,%xmm2
pshufhw $0x1b,%xmm2,%xmm2
packuswb %xmm3,%xmm2
movdqa %xmm1,%xmm3
punpcklbw %xmm0,%xmm3
pshufd $0x4e,%xmm3,%xmm3
pshuflw $0x1b,%xmm3,%xmm3
pshufhw $0x1b,%xmm3,%xmm3
punpckhbw %xmm0,%xmm1
pshufd $0x4e,%xmm1,%xmm1
pshuflw $0x1b,%xmm1,%xmm1
pshufhw $0x1b,%xmm1,%xmm1
packuswb %xmm3,%xmm1
movdqu %xmm2,-0x10(%rsi)
movdqu %xmm1,(%rsi)
add    $0x20,%rsi
add    $0xffffffffffffffe0,%rdi
cmp    %rdi,%r10
jne    11d0 <itoa+0xd0>
cmp    %r11,%rcx
je     12e4 <itoa+0x1e4>
test   $0x18,%r11b
je     12c4 <itoa+0x1c4>
mov    %rcx,%rdx
mov    %r11d,%ecx
and    $0xfffffff8,%ecx
lea    (%r8,%rdx,1),%rsi
mov    %rcx,%rdi
neg    %rdi
neg    %rdx
lea    -0x18(%rsp),%rax
add    %r9,%rax
add    $0xfffffffffffffff9,%rax
sub    %rcx,%r9
pxor   %xmm0,%xmm0
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
movq   (%rax,%rdx,1),%xmm1
punpcklbw %xmm0,%xmm1
pshufd $0x4e,%xmm1,%xmm1
pshuflw $0x1b,%xmm1,%xmm1
pshufhw $0x1b,%xmm1,%xmm1
packuswb %xmm1,%xmm1
movq   %xmm1,(%rsi)
add    $0x8,%rsi
add    $0xfffffffffffffff8,%rdx
cmp    %rdx,%rdi
jne    1290 <itoa+0x190>
cmp    %r11,%rcx
jne    12c7 <itoa+0x1c7>
jmp    12e4 <itoa+0x1e4>
sub    %rcx,%r9
lea    (%rsp,%r9,1),%rax
add    $0xffffffffffffffe8,%rax
nop
movzbl (%rax),%edx
mov    %dl,(%r8,%rcx,1)
add    $0x1,%rcx
add    $0xffffffffffffffff,%rax
cmp    %rcx,%r11
jne    12d0 <itoa+0x1d0>
movb   $0x0,(%r8,%r11,1)
mov    %r8,%rax
ret

LLVM IR (-O0):
define i8* @itoa(i32 %0, i8* %1, i32 %2) {
%4 = alloca i32
%5 = alloca i8*
%6 = alloca i32
%7 = alloca i8
%8 = alloca [17 x i8]
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
store i32 %0, i32* %4
store i8* %1, i8** %5
store i32 %2, i32* %6
store i8 0, i8* %7
%12 = bitcast [17 x i8]* %8 to i8*
store i32 0, i32* %9
store i32 0, i32* %11
%13 = load i32, i32* %6
%14 = icmp eq i32 %13, 10
br i1 %14, label %15, label %21
15: ; preds = %3
%16 = load i32, i32* %4
%17 = icmp slt i32 %16, 0
br i1 %17, label %18, label %21
18: ; preds = %15
store i8 1, i8* %7
%19 = load i32, i32* %4
%20 = sub nsw i32 0, %19
store i32 %20, i32* %4
br label %21
21: ; preds = %18, %15, %3
br label %22
22: ; preds = %49, %21
%23 = load i32, i32* %4
%24 = load i32, i32* %6
%25 = urem i32 %23, %24
store i32 %25, i32* %10
%26 = load i32, i32* %10
%27 = icmp slt i32 %26, 10
br i1 %27, label %28, label %36
28: ; preds = %22
%29 = load i32, i32* %10
%30 = add nsw i32 %29, 48
%31 = trunc i32 %30 to i8
%32 = load i32, i32* %9
%33 = add nsw i32 %32, 1
store i32 %33, i32* %9
%34 = sext i32 %32 to i64
%35 = getelementptr inbounds [17 x i8], [17 x i8]* %8, i64 0, i64 %34
store i8 %31, i8* %35
br label %45
36: ; preds = %22
%37 = load i32, i32* %10
%38 = sub nsw i32 %37, 10
%39 = add nsw i32 %38, 65
%40 = trunc i32 %39 to i8
%41 = load i32, i32* %9
%42 = add nsw i32 %41, 1
store i32 %42, i32* %9
%43 = sext i32 %41 to i64
%44 = getelementptr inbounds [17 x i8], [17 x i8]* %8, i64 0, i64 %43
store i8 %40, i8* %44
br label %45
45: ; preds = %36, %28
%46 = load i32, i32* %4
%47 = load i32, i32* %6
%48 = udiv i32 %46, %47
store i32 %48, i32* %4
br label %49
49: ; preds = %45
%50 = load i32, i32* %4
%51 = icmp ugt i32 %50, 0
br i1 %51, label %22, label %52
52: ; preds = %49
%53 = load i32, i32* %6
%54 = icmp eq i32 %53, 10
br i1 %54, label %55, label %63
55: ; preds = %52
%56 = load i8, i8* %7
%57 = sext i8 %56 to i32
%58 = icmp ne i32 %57, 0
br i1 %58, label %59, label %63
59: ; preds = %55
%60 = load i32, i32* %9
%61 = sext i32 %60 to i64
%62 = getelementptr inbounds [17 x i8], [17 x i8]* %8, i64 0, i64 %61
store i8 45, i8* %62
br label %66
63: ; preds = %55, %52
%64 = load i32, i32* %9
%65 = add nsw i32 %64, -1
store i32 %65, i32* %9
br label %66
66: ; preds = %63, %59
br label %67
67: ; preds = %70, %66
%68 = load i32, i32* %9
%69 = icmp sge i32 %68, 0
br i1 %69, label %70, label %81
70: ; preds = %67
%71 = load i32, i32* %9
%72 = add nsw i32 %71, -1
store i32 %72, i32* %9
%73 = sext i32 %71 to i64
%74 = getelementptr inbounds [17 x i8], [17 x i8]* %8, i64 0, i64 %73
%75 = load i8, i8* %74
%76 = load i8*, i8** %5
%77 = load i32, i32* %11
%78 = add nsw i32 %77, 1
store i32 %78, i32* %11
%79 = sext i32 %77 to i64
%80 = getelementptr inbounds i8, i8* %76, i64 %79
store i8 %75, i8* %80
br label %67
81: ; preds = %67
%82 = load i8*, i8** %5
%83 = load i32, i32* %11
%84 = sext i32 %83 to i64
%85 = getelementptr inbounds i8, i8* %82, i64 %84
store i8 0, i8* %85
%86 = load i8*, i8** %5
ret i8* %86
}

LLVM IR (-O2):
define i8* @itoa(i32 %0, i8* returned writeonly %1, i32 %2) {
%4 = alloca [17 x i8]
%5 = getelementptr inbounds [17 x i8], [17 x i8]* %4, i64 0, i64 0
%6 = icmp eq i32 %2, 10
%7 = icmp slt i32 %0, 0
%8 = and i1 %7, %6
%9 = sub nsw i32 0, %0
%10 = select i1 %8, i32 %9, i32 %0
br label %11
11: ; preds = %11, %3
%12 = phi i64 [ %20, %11 ], [ 0, %3 ]
%13 = phi i32 [ %21, %11 ], [ %10, %3 ]
%14 = urem i32 %13, %2
%15 = icmp slt i32 %14, 10
%16 = trunc i32 %14 to i8
%17 = select i1 %15, i8 48, i8 55
%18 = add i8 %17, %16
%19 = getelementptr inbounds [17 x i8], [17 x i8]* %4, i64 0, i64 %12
store i8 %18, i8* %19
%20 = add nuw i64 %12, 1
%21 = udiv i32 %13, %2
%22 = icmp ult i32 %13, %2
br i1 %22, label %23, label %11
23: ; preds = %11
br i1 %8, label %24, label %27
24: ; preds = %23
%25 = and i64 %20, 4294967295
%26 = getelementptr inbounds [17 x i8], [17 x i8]* %4, i64 0, i64 %25
store i8 45, i8* %26
br label %27
27: ; preds = %23, %24
%28 = phi i64 [ %20, %24 ], [ %12, %23 ]
%29 = trunc i64 %28 to i32
%30 = icmp sgt i32 %29, -1
br i1 %30, label %31, label %96
31: ; preds = %27
%32 = and i64 %28, 4294967295
%33 = add nuw i32 %29, 1
%34 = zext i32 %33 to i64
%35 = icmp ult i32 %29, 7
br i1 %35, label %82, label %36
36: ; preds = %31
%37 = icmp ult i32 %29, 31
br i1 %37, label %64, label %38
38: ; preds = %36
%39 = and i64 %34, 4294967264
br label %40
40: ; preds = %40, %38
%41 = phi i64 [ 0, %38 ], [ %56, %40 ]
%42 = sub i64 %32, %41
%43 = getelementptr inbounds [17 x i8], [17 x i8]* %4, i64 0, i64 %42
%44 = getelementptr inbounds i8, i8* %43, i64 -15
%45 = bitcast i8* %44 to <16 x i8>*
%46 = load <16 x i8>, <16 x i8>* %45
%47 = shufflevector <16 x i8> %46, <16 x i8> poison, <16 x i32> <i32 15, i32 14, i32 13, i32 12, i32 11, i32 10, i32 9, i32 8, i32 7, i32 6, i32 5, i32 4, i32 3, i32 2, i32 1, i32 0>
%48 = getelementptr inbounds i8, i8* %43, i64 -31
%49 = bitcast i8* %48 to <16 x i8>*
%50 = load <16 x i8>, <16 x i8>* %49
%51 = shufflevector <16 x i8> %50, <16 x i8> poison, <16 x i32> <i32 15, i32 14, i32 13, i32 12, i32 11, i32 10, i32 9, i32 8, i32 7, i32 6, i32 5, i32 4, i32 3, i32 2, i32 1, i32 0>
%52 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 %41
%53 = bitcast i8* %52 to <16 x i8>*
store <16 x i8> %47, <16 x i8>* %53
%54 = getelementptr inbounds i8, i8* %52, i64 16
%55 = bitcast i8* %54 to <16 x i8>*
store <16 x i8> %51, <16 x i8>* %55
%56 = add nuw i64 %41, 32
%57 = icmp eq i64 %56, %39
br i1 %57, label %58, label %40
58: ; preds = %40
%59 = icmp eq i64 %39, %34
br i1 %59, label %94, label %60
60: ; preds = %58
%61 = sub nsw i64 %32, %39
%62 = and i64 %34, 24
%63 = icmp eq i64 %62, 0
br i1 %63, label %82, label %64
64: ; preds = %36, %60
%65 = phi i64 [ %39, %60 ], [ 0, %36 ]
%66 = and i64 %34, 4294967288
%67 = sub nsw i64 %32, %66
br label %68
68: ; preds = %68, %64
%69 = phi i64 [ %65, %64 ], [ %78, %68 ]
%70 = sub i64 %32, %69
%71 = getelementptr inbounds [17 x i8], [17 x i8]* %4, i64 0, i64 %70
%72 = getelementptr inbounds i8, i8* %71, i64 -7
%73 = bitcast i8* %72 to <8 x i8>*
%74 = load <8 x i8>, <8 x i8>* %73
%75 = shufflevector <8 x i8> %74, <8 x i8> poison, <8 x i32> <i32 7, i32 6, i32 5, i32 4, i32 3, i32 2, i32 1, i32 0>
%76 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 %69
%77 = bitcast i8* %76 to <8 x i8>*
store <8 x i8> %75, <8 x i8>* %77
%78 = add nuw i64 %69, 8
%79 = icmp eq i64 %78, %66
br i1 %79, label %80, label %68
80: ; preds = %68
%81 = icmp eq i64 %66, %34
br i1 %81, label %94, label %82
82: ; preds = %31, %60, %80
%83 = phi i64 [ %32, %31 ], [ %61, %60 ], [ %67, %80 ]
%84 = phi i64 [ 0, %31 ], [ %39, %60 ], [ %66, %80 ]
br label %85
85: ; preds = %82, %85
%86 = phi i64 [ %88, %85 ], [ %83, %82 ]
%87 = phi i64 [ %91, %85 ], [ %84, %82 ]
%88 = add nsw i64 %86, -1
%89 = getelementptr inbounds [17 x i8], [17 x i8]* %4, i64 0, i64 %86
%90 = load i8, i8* %89
%91 = add nuw nsw i64 %87, 1
%92 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 %87
store i8 %90, i8* %92
%93 = icmp eq i64 %91, %34
br i1 %93, label %94, label %85
94: ; preds = %85, %80, %58
%95 = zext i32 %33 to i64
br label %96
96: ; preds = %27, %94
%97 = phi i64 [ %95, %94 ], [ 0, %27 ]
%98 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 %97
store i8 0, i8* %98
ret i8* %1
}