void itoa(unsigned i, unsigned base, char *buf) {
  int pos = 0, opos = 0, top = 0;
  static char tbuf[32];
  static char bchars[] = {'0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7',
                          '8', '9', 'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F'};
  if (i == 0 || base > 16) {
    buf[0] = '0';
    buf[1] = '\0';
    return;
  }
  while (i != 0) {
    tbuf[pos] = bchars[i % base];
    pos++;
    i /= base;
  }
  top = pos--;
  for (opos = 0; opos < top; pos--, opos++)
    buf[opos] = tbuf[pos];
  buf[opos] = 0;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<itoa>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %esi,-0x8(%rbp)
mov    %rdx,-0x10(%rbp)
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x4(%rbp)
je     1137 <itoa+0x37>
cmpl   $0x10,-0x8(%rbp)
jbe    114b <itoa+0x4b>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movb   $0x30,(%rax)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movb   $0x0,0x1(%rax)
jmp    11f6 <itoa+0xf6>
jmp    1150 <itoa+0x50>
cmpl   $0x0,-0x4(%rbp)
je     1199 <itoa+0x99>
mov    -0x4(%rbp),%eax
xor    %edx,%edx
divl   -0x8(%rbp)
mov    %edx,%eax
mov    %eax,%ecx
lea    0x2ec3(%rip),%rax
mov    (%rax,%rcx,1),%dl
movslq -0x14(%rbp),%rcx
lea    0x2ed5(%rip),%rax
mov    %dl,(%rax,%rcx,1)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%ecx
mov    -0x4(%rbp),%eax
xor    %edx,%edx
div    %ecx
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    1150 <itoa+0x50>
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,%ecx
add    $0xffffffff,%ecx
mov    %ecx,-0x14(%rbp)
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    11ea <itoa+0xea>
movslq -0x14(%rbp),%rcx
lea    0x2e8b(%rip),%rax
mov    (%rax,%rcx,1),%dl
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    %dl,(%rax,%rcx,1)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    11ae <itoa+0xae>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
movb   $0x0,(%rax,%rcx,1)
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<itoa>:
push   %r14
push   %rbx
mov    %rdx,%r8
test   %edi,%edi
je     116c <itoa+0x6c>
cmp    $0x10,%esi
ja     116c <itoa+0x6c>
movabs $0xffffffff00000000,%r10
ff ff ff
xor    %ecx,%ecx
lea    0xede(%rip),%r11
lea    0x2f07(%rip),%r9
movabs $0x100000000,%rbx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
mov    %edi,%eax
xor    %edx,%edx
div    %esi
movzbl (%rdx,%r11,1),%edx
mov    %dl,(%rcx,%r9,1)
add    $0x1,%rcx
add    %rbx,%r10
cmp    %esi,%edi
mov    %eax,%edi
jae    1140 <itoa+0x40>
sar    $0x20,%r10
cmp    $0x8,%ecx
jae    117a <itoa+0x7a>
xor    %eax,%eax
jmp    12a7 <itoa+0x1a7>
movb   $0x30,(%r8)
mov    $0x1,%eax
jmp    12c7 <itoa+0x1c7>
mov    %ecx,%r14d
lea    -0x1(%rcx),%r11
cmp    $0x20,%ecx
jae    118d <itoa+0x8d>
xor    %eax,%eax
jmp    123c <itoa+0x13c>
mov    %r14d,%eax
and    $0xffffffe0,%eax
lea    0x10(%r8),%rdi
mov    %ecx,%esi
and    $0xffffffe0,%esi
neg    %rsi
movslq %r11d,%rdx
lea    (%rdx,%r9,1),%rbx
add    $0xfffffffffffffff1,%rbx
xor    %edx,%edx
pxor   %xmm0,%xmm0
movdqu -0x10(%rbx,%rdx,1),%xmm1
movdqu (%rbx,%rdx,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(%rdi)
movdqu %xmm1,(%rdi)
add    $0x20,%rdi
add    $0xffffffffffffffe0,%rdx
cmp    %rdx,%rsi
jne    11b0 <itoa+0xb0>
cmp    %r14,%rax
je     12c5 <itoa+0x1c5>
test   $0x18,%r14b
je     12a4 <itoa+0x1a4>
mov    %rax,%rdx
mov    %r14d,%eax
and    $0xfffffff8,%eax
sub    %rax,%r10
lea    (%r8,%rdx,1),%rsi
mov    %ecx,%edi
and    $0xfffffff8,%edi
neg    %rdi
neg    %rdx
movslq %r11d,%rbx
add    %r9,%rbx
add    $0xfffffffffffffff9,%rbx
pxor   %xmm0,%xmm0
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
movq   (%rbx,%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    1270 <itoa+0x170>
cmp    %r14,%rax
jne    12a7 <itoa+0x1a7>
jmp    12c5 <itoa+0x1c5>
sub    %rax,%r10
mov    %ecx,%edx
add    %r10,%r9
nopl   0x0(%rax)
movzbl (%r9),%ebx
mov    %bl,(%r8,%rax,1)
add    $0x1,%rax
add    $0xffffffffffffffff,%r9
cmp    %rax,%rdx
jne    12b0 <itoa+0x1b0>
mov    %ecx,%eax
movb   $0x0,(%r8,%rax,1)
pop    %rbx
pop    %r14
ret

LLVM IR (-O0):
@itoa.tbuf = internal global [32 x i8] zeroinitializer
@itoa.bchars = internal global [16 x i8] c"0123456789ABCDEF"
define void @itoa(i32 %0, i32 %1, i8* %2) {
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i8*
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
store i32 %0, i32* %4
store i32 %1, i32* %5
store i8* %2, i8** %6
store i32 0, i32* %7
store i32 0, i32* %8
store i32 0, i32* %9
%10 = load i32, i32* %4
%11 = icmp eq i32 %10, 0
br i1 %11, label %15, label %12
12: ; preds = %3
%13 = load i32, i32* %5
%14 = icmp ugt i32 %13, 16
br i1 %14, label %15, label %20
15: ; preds = %12, %3
%16 = load i8*, i8** %6
%17 = getelementptr inbounds i8, i8* %16, i64 0
store i8 48, i8* %17
%18 = load i8*, i8** %6
%19 = getelementptr inbounds i8, i8* %18, i64 1
store i8 0, i8* %19
br label %65
20: ; preds = %12
br label %21
21: ; preds = %24, %20
%22 = load i32, i32* %4
%23 = icmp ne i32 %22, 0
br i1 %23, label %24, label %39
24: ; preds = %21
%25 = load i32, i32* %4
%26 = load i32, i32* %5
%27 = urem i32 %25, %26
%28 = zext i32 %27 to i64
%29 = getelementptr inbounds [16 x i8], [16 x i8]* @itoa.bchars, i64 0, i64 %28
%30 = load i8, i8* %29
%31 = load i32, i32* %7
%32 = sext i32 %31 to i64
%33 = getelementptr inbounds [32 x i8], [32 x i8]* @itoa.tbuf, i64 0, i64 %32
store i8 %30, i8* %33
%34 = load i32, i32* %7
%35 = add nsw i32 %34, 1
store i32 %35, i32* %7
%36 = load i32, i32* %5
%37 = load i32, i32* %4
%38 = udiv i32 %37, %36
store i32 %38, i32* %4
br label %21
39: ; preds = %21
%40 = load i32, i32* %7
%41 = add nsw i32 %40, -1
store i32 %41, i32* %7
store i32 %40, i32* %9
store i32 0, i32* %8
br label %42
42: ; preds = %55, %39
%43 = load i32, i32* %8
%44 = load i32, i32* %9
%45 = icmp slt i32 %43, %44
br i1 %45, label %46, label %60
46: ; preds = %42
%47 = load i32, i32* %7
%48 = sext i32 %47 to i64
%49 = getelementptr inbounds [32 x i8], [32 x i8]* @itoa.tbuf, i64 0, i64 %48
%50 = load i8, i8* %49
%51 = load i8*, i8** %6
%52 = load i32, i32* %8
%53 = sext i32 %52 to i64
%54 = getelementptr inbounds i8, i8* %51, i64 %53
store i8 %50, i8* %54
br label %55
55: ; preds = %46
%56 = load i32, i32* %7
%57 = add nsw i32 %56, -1
store i32 %57, i32* %7
%58 = load i32, i32* %8
%59 = add nsw i32 %58, 1
store i32 %59, i32* %8
br label %42
60: ; preds = %42
%61 = load i8*, i8** %6
%62 = load i32, i32* %8
%63 = sext i32 %62 to i64
%64 = getelementptr inbounds i8, i8* %61, i64 %63
store i8 0, i8* %64
br label %65
65: ; preds = %60, %15
ret void
}

LLVM IR (-O2):
@itoa.tbuf = internal unnamed_addr global [32 x i8] zeroinitializer
@itoa.bchars = internal unnamed_addr constant [16 x i8] c"0123456789ABCDEF"
define void @itoa(i32 %0, i32 %1, i8* nocapture writeonly %2) {
%4 = icmp eq i32 %0, 0
%5 = icmp ugt i32 %1, 16
%6 = or i1 %4, %5
br i1 %6, label %7, label %64
7: ; preds = %3
store i8 48, i8* %2
br label %86
8: ; preds = %64
%9 = trunc i64 %65 to i32
%10 = shl i64 %65, 32
%11 = ashr exact i64 %10, 32
%12 = add i32 %9, 1
%13 = zext i32 %12 to i64
%14 = icmp ult i32 %12, 8
br i1 %14, label %61, label %15
15: ; preds = %8
%16 = icmp ult i32 %12, 32
br i1 %16, label %43, label %17
17: ; preds = %15
%18 = and i64 %13, 4294967264
br label %19
19: ; preds = %19, %17
%20 = phi i64 [ 0, %17 ], [ %35, %19 ]
%21 = sub i64 %11, %20
%22 = getelementptr inbounds [32 x i8], [32 x i8]* @itoa.tbuf, i64 0, i64 %21
%23 = getelementptr inbounds i8, i8* %22, i64 -15
%24 = bitcast i8* %23 to <16 x i8>*
%25 = load <16 x i8>, <16 x i8>* %24
%26 = shufflevector <16 x i8> %25, <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>
%27 = getelementptr inbounds i8, i8* %22, i64 -31
%28 = bitcast i8* %27 to <16 x i8>*
%29 = load <16 x i8>, <16 x i8>* %28
%30 = shufflevector <16 x i8> %29, <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>
%31 = getelementptr inbounds i8, i8* %2, i64 %20
%32 = bitcast i8* %31 to <16 x i8>*
store <16 x i8> %26, <16 x i8>* %32
%33 = getelementptr inbounds i8, i8* %31, i64 16
%34 = bitcast i8* %33 to <16 x i8>*
store <16 x i8> %30, <16 x i8>* %34
%35 = add nuw i64 %20, 32
%36 = icmp eq i64 %35, %18
br i1 %36, label %37, label %19
37: ; preds = %19
%38 = icmp eq i64 %18, %13
br i1 %38, label %84, label %39
39: ; preds = %37
%40 = sub nsw i64 %11, %18
%41 = and i64 %13, 24
%42 = icmp eq i64 %41, 0
br i1 %42, label %61, label %43
43: ; preds = %15, %39
%44 = phi i64 [ %18, %39 ], [ 0, %15 ]
%45 = and i64 %13, 4294967288
%46 = sub nsw i64 %11, %45
br label %47
47: ; preds = %47, %43
%48 = phi i64 [ %44, %43 ], [ %57, %47 ]
%49 = sub i64 %11, %48
%50 = getelementptr inbounds [32 x i8], [32 x i8]* @itoa.tbuf, i64 0, i64 %49
%51 = getelementptr inbounds i8, i8* %50, i64 -7
%52 = bitcast i8* %51 to <8 x i8>*
%53 = load <8 x i8>, <8 x i8>* %52
%54 = shufflevector <8 x i8> %53, <8 x i8> poison, <8 x i32> <i32 7, i32 6, i32 5, i32 4, i32 3, i32 2, i32 1, i32 0>
%55 = getelementptr inbounds i8, i8* %2, i64 %48
%56 = bitcast i8* %55 to <8 x i8>*
store <8 x i8> %54, <8 x i8>* %56
%57 = add nuw i64 %48, 8
%58 = icmp eq i64 %57, %45
br i1 %58, label %59, label %47
59: ; preds = %47
%60 = icmp eq i64 %45, %13
br i1 %60, label %84, label %61
61: ; preds = %8, %39, %59
%62 = phi i64 [ 0, %8 ], [ %18, %39 ], [ %45, %59 ]
%63 = phi i64 [ %11, %8 ], [ %40, %39 ], [ %46, %59 ]
br label %75
64: ; preds = %3, %64
%65 = phi i64 [ %72, %64 ], [ 0, %3 ]
%66 = phi i32 [ %73, %64 ], [ %0, %3 ]
%67 = urem i32 %66, %1
%68 = zext i32 %67 to i64
%69 = getelementptr inbounds [16 x i8], [16 x i8]* @itoa.bchars, i64 0, i64 %68
%70 = load i8, i8* %69
%71 = getelementptr inbounds [32 x i8], [32 x i8]* @itoa.tbuf, i64 0, i64 %65
store i8 %70, i8* %71
%72 = add nuw i64 %65, 1
%73 = udiv i32 %66, %1
%74 = icmp ult i32 %66, %1
br i1 %74, label %8, label %64
75: ; preds = %61, %75
%76 = phi i64 [ %81, %75 ], [ %62, %61 ]
%77 = phi i64 [ %82, %75 ], [ %63, %61 ]
%78 = getelementptr inbounds [32 x i8], [32 x i8]* @itoa.tbuf, i64 0, i64 %77
%79 = load i8, i8* %78
%80 = getelementptr inbounds i8, i8* %2, i64 %76
store i8 %79, i8* %80
%81 = add nuw nsw i64 %76, 1
%82 = add nsw i64 %77, -1
%83 = icmp eq i64 %81, %13
br i1 %83, label %84, label %75
84: ; preds = %75, %59, %37
%85 = zext i32 %12 to i64
br label %86
86: ; preds = %84, %7
%87 = phi i64 [ %85, %84 ], [ 1, %7 ]
%88 = getelementptr inbounds i8, i8* %2, i64 %87
store i8 0, i8* %88
ret void
}