void itoa_r(int n, char s[]) {
  static int i = 0;
  static int j = 0;
  static int w = 20;
  static int sign = 0;
  if (n < 0) {
    sign = '-';
    n = -n;
  }
  if ((n / 10) > 0) {
    w += 2;
    j++;
    itoa_r(n / 10, s);
    w -= 2;
  }
  if (i == 0 && sign == '-') {
    s[i++] = sign;
  }
  s[i++] = n % 10 + '0';
  s[i] = '\0';
  if (j == 0) {
    i = 0;
  } else {
    j--;
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<itoa_r>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x10,%rsp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x4(%rbp)
jge    113b <itoa_r+0x2b>
movl   $0x2d,0x2f05(%rip)
xor    %eax,%eax
sub    -0x4(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    $0xa,%ecx
cltd
idiv   %ecx
cmp    $0x0,%eax
jle    1192 <itoa_r+0x82>
mov    0x2ed3(%rip),%eax
add    $0x2,%eax
mov    %eax,0x2eca(%rip)
mov    0x2ed0(%rip),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,0x2ec7(%rip)
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    $0xa,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%edi
mov    -0x10(%rbp),%rsi
call   1030 <itoa_r@plt>
mov    0x2e9f(%rip),%eax
sub    $0x2,%eax
mov    %eax,0x2e96(%rip)
cmpl   $0x0,0x2e97(%rip)
jne    11cf <itoa_r+0xbf>
cmpl   $0x2d,0x2e92(%rip)
jne    11cf <itoa_r+0xbf>
mov    0x2e86(%rip),%eax
mov    %al,%dl
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    0x2e72(%rip),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,0x2e67(%rip)
movslq %ecx,%rcx
mov    %dl,(%rax,%rcx,1)
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    $0xa,%ecx
cltd
idiv   %ecx
add    $0x30,%edx
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    0x2e49(%rip),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,0x2e3e(%rip)
movslq %ecx,%rcx
mov    %dl,(%rax,%rcx,1)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq 0x2e2d(%rip),%rcx
movb   $0x0,(%rax,%rcx,1)
cmpl   $0x0,0x2e26(%rip)
jne    1223 <itoa_r+0x113>
movl   $0x0,0x2e12(%rip)
jmp    1232 <itoa_r+0x122>
mov    0x2e0b(%rip),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,0x2e02(%rip)
add    $0x10,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<itoa_r>:
push   %rbp
push   %r14
push   %rbx
mov    %rsi,%rbx
mov    %edi,%ebp
test   %edi,%edi
jns    1126 <itoa_r+0x16>
movb   $0x1,0x2f14(%rip)
neg    %ebp
mov    %ebp,%r14d
cmp    $0xa,%ebp
jb     1158 <itoa_r+0x48>
mov    $0xcccccccd,%edi
imul   %r14,%rdi
addl   $0x2,0x2eea(%rip)
shr    $0x23,%rdi
addl   $0x1,0x2eeb(%rip)
mov    %rbx,%rsi
call   1030 <itoa_r@plt>
addl   $0xfffffffe,0x2ed0(%rip)
mov    0x2ed2(%rip),%eax
test   %eax,%eax
jne    1173 <itoa_r+0x63>
testb  $0x1,0x2ecf(%rip)
je     1173 <itoa_r+0x63>
movb   $0x2d,(%rbx)
mov    $0x1,%eax
mov    $0xcccccccd,%ecx
imul   %r14,%rcx
shr    $0x23,%rcx
add    %ecx,%ecx
lea    (%rcx,%rcx,4),%ecx
sub    %ecx,%ebp
or     $0x30,%bpl
cltq
lea    0x1(%rax),%rcx
mov    %ecx,0x2e99(%rip)
mov    %bpl,(%rbx,%rax,1)
movb   $0x0,0x1(%rbx,%rax,1)
mov    0x2e8e(%rip),%eax
test   %eax,%eax
je     11b5 <itoa_r+0xa5>
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,0x2e81(%rip)
jmp    11bf <itoa_r+0xaf>
movl   $0x0,0x2e71(%rip)
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
@itoa_r.i = internal global i32 0
@itoa_r.j = internal global i32 0
@itoa_r.w = internal global i32 20
@itoa_r.sign = internal global i32 0
define void @itoa_r(i32 %0, i8* %1) {
%3 = alloca i32
%4 = alloca i8*
store i32 %0, i32* %3
store i8* %1, i8** %4
%5 = load i32, i32* %3
%6 = icmp slt i32 %5, 0
br i1 %6, label %7, label %10
7: ; preds = %2
store i32 45, i32* @itoa_r.sign
%8 = load i32, i32* %3
%9 = sub nsw i32 0, %8
store i32 %9, i32* %3
br label %10
10: ; preds = %7, %2
%11 = load i32, i32* %3
%12 = sdiv i32 %11, 10
%13 = icmp sgt i32 %12, 0
br i1 %13, label %14, label %24
14: ; preds = %10
%15 = load i32, i32* @itoa_r.w
%16 = add nsw i32 %15, 2
store i32 %16, i32* @itoa_r.w
%17 = load i32, i32* @itoa_r.j
%18 = add nsw i32 %17, 1
store i32 %18, i32* @itoa_r.j
%19 = load i32, i32* %3
%20 = sdiv i32 %19, 10
%21 = load i8*, i8** %4
%22 = load i32, i32* @itoa_r.w
%23 = sub nsw i32 %22, 2
store i32 %23, i32* @itoa_r.w
br label %24
24: ; preds = %14, %10
%25 = load i32, i32* @itoa_r.i
%26 = icmp eq i32 %25, 0
br i1 %26, label %27, label %38
27: ; preds = %24
%28 = load i32, i32* @itoa_r.sign
%29 = icmp eq i32 %28, 45
br i1 %29, label %30, label %38
30: ; preds = %27
%31 = load i32, i32* @itoa_r.sign
%32 = trunc i32 %31 to i8
%33 = load i8*, i8** %4
%34 = load i32, i32* @itoa_r.i
%35 = add nsw i32 %34, 1
store i32 %35, i32* @itoa_r.i
%36 = sext i32 %34 to i64
%37 = getelementptr inbounds i8, i8* %33, i64 %36
store i8 %32, i8* %37
br label %38
38: ; preds = %30, %27, %24
%39 = load i32, i32* %3
%40 = srem i32 %39, 10
%41 = add nsw i32 %40, 48
%42 = trunc i32 %41 to i8
%43 = load i8*, i8** %4
%44 = load i32, i32* @itoa_r.i
%45 = add nsw i32 %44, 1
store i32 %45, i32* @itoa_r.i
%46 = sext i32 %44 to i64
%47 = getelementptr inbounds i8, i8* %43, i64 %46
store i8 %42, i8* %47
%48 = load i8*, i8** %4
%49 = load i32, i32* @itoa_r.i
%50 = sext i32 %49 to i64
%51 = getelementptr inbounds i8, i8* %48, i64 %50
store i8 0, i8* %51
%52 = load i32, i32* @itoa_r.j
%53 = icmp eq i32 %52, 0
br i1 %53, label %54, label %55
54: ; preds = %38
store i32 0, i32* @itoa_r.i
br label %58
55: ; preds = %38
%56 = load i32, i32* @itoa_r.j
%57 = add nsw i32 %56, -1
store i32 %57, i32* @itoa_r.j
br label %58
58: ; preds = %55, %54
ret void
}

LLVM IR (-O2):
@itoa_r.i = internal unnamed_addr global i32 0
@itoa_r.j = internal unnamed_addr global i32 0
@itoa_r.w = internal unnamed_addr global i32 20
@itoa_r.sign = internal unnamed_addr global i1 false
define void @itoa_r(i32 %0, i8* nocapture writeonly %1) {
%3 = icmp slt i32 %0, 0
br i1 %3, label %4, label %6
4: ; preds = %2
store i1 true, i1* @itoa_r.sign
%5 = sub nsw i32 0, %0
br label %6
6: ; preds = %4, %2
%7 = phi i32 [ %5, %4 ], [ %0, %2 ]
%8 = icmp ugt i32 %7, 9
br i1 %8, label %9, label %17
9: ; preds = %6
%10 = udiv i32 %7, 10
%11 = load i32, i32* @itoa_r.w
%12 = add nsw i32 %11, 2
store i32 %12, i32* @itoa_r.w
%13 = load i32, i32* @itoa_r.j
%14 = add nsw i32 %13, 1
store i32 %14, i32* @itoa_r.j
tail call void @itoa_r(i32 %10, i8* %1)
%15 = load i32, i32* @itoa_r.w
%16 = add nsw i32 %15, -2
store i32 %16, i32* @itoa_r.w
br label %17
17: ; preds = %9, %6
%18 = load i32, i32* @itoa_r.i
%19 = icmp eq i32 %18, 0
%20 = load i1, i1* @itoa_r.sign
%21 = select i1 %19, i1 %20, i1 false
br i1 %21, label %22, label %23
22: ; preds = %17
store i8 45, i8* %1
br label %23
23: ; preds = %22, %17
%24 = phi i32 [ 1, %22 ], [ %18, %17 ]
%25 = urem i32 %7, 10
%26 = trunc i32 %25 to i8
%27 = or i8 %26, 48
%28 = add nsw i32 %24, 1
store i32 %28, i32* @itoa_r.i
%29 = sext i32 %24 to i64
%30 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 %29
store i8 %27, i8* %30
%31 = sext i32 %28 to i64
%32 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 %31
store i8 0, i8* %32
%33 = load i32, i32* @itoa_r.j
%34 = icmp eq i32 %33, 0
br i1 %34, label %35, label %36
35: ; preds = %23
store i32 0, i32* @itoa_r.i
br label %38
36: ; preds = %23
%37 = add nsw i32 %33, -1
store i32 %37, i32* @itoa_r.j
br label %38
38: ; preds = %36, %35
ret void
}