#define NULL ((void *)0)
typedef unsigned long size_t; // Customize by platform.
typedef long intptr_t;
typedef unsigned long uintptr_t;
typedef long scalar_t__; // Either arithmetic or pointer type.
/* By default, we understand bool (as a convenience). */
typedef int bool;
#define false 0
#define true 1

/* Forward declarations */

/* Type definitions */
typedef unsigned int int32_t;

/* Variables and functions */
int abs(int);
char *calloc(unsigned int, int);
scalar_t__ ceil(int);
int log(double);
char *int_itoa(int num, int base) {
  char *reference_chars = "0123456789abcdef";
  unsigned int n_chars;
  char *output;
  char *w;
  bool is_negative = (num < 0);
  num = abs(num);
  n_chars = (int32_t)ceil(log((double)num) / log((double)base));
  if (is_negative) {
    n_chars++;
  }
  if (base < 2 || base > 16) {
    return NULL;
  } else if (base == 2 || base == 16) {
    n_chars += 2;
  } else if (base == 8) {
    n_chars++;
  }
  output = calloc(n_chars, sizeof(char));
  w = output + n_chars;
  *(w--) = '\0';
  while (num > 0) {
    int digit = num % base;
    *(w--) = reference_chars[digit];
    num /= base;
  }
  if (base == 2) {
    *(w--) = 'b';
    *(w--) = '0';
  } else if (base == 16) {
    *(w--) = 'x';
    *(w--) = '0';
  } else if (base == 8) {
    *(w--) = '0';
  }
  if (is_negative) {
    *w = '-';
  }
  return output;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<int_itoa>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x40,%rsp
mov    %edi,-0xc(%rbp)
mov    %esi,-0x10(%rbp)
lea    0xeab(%rip),%rax
mov    %rax,-0x18(%rbp)
cmpl   $0x0,-0xc(%rbp)
setl   %al
and    $0x1,%al
movzbl %al,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%edi
call   1030 <abs@plt>
mov    %eax,-0xc(%rbp)
cvtsi2sdl -0xc(%rbp),%xmm0
call   1060 <log@plt>
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
cvtsi2sdl -0x10(%rbp),%xmm0
call   1060 <log@plt>
mov    %eax,%ecx
mov    -0x3c(%rbp),%eax
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%edi
call   1040 <ceil@plt>
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x34(%rbp)
je     11af <int_itoa+0x6f>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
cmpl   $0x2,-0x10(%rbp)
jl     11c3 <int_itoa+0x83>
cmpl   $0x10,-0x10(%rbp)
jle    11d0 <int_itoa+0x90>
movq   $0x0,-0x8(%rbp)
jmp    1326 <int_itoa+0x1e6>
cmpl   $0x2,-0x10(%rbp)
je     11e4 <int_itoa+0xa4>
cmpl   $0x10,-0x10(%rbp)
jne    11f2 <int_itoa+0xb2>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x2,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    120a <int_itoa+0xca>
cmpl   $0x8,-0x10(%rbp)
jne    1205 <int_itoa+0xc5>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    120a <int_itoa+0xca>
jmp    120f <int_itoa+0xcf>
mov    -0x1c(%rbp),%edi
mov    $0x1,%esi
call   1050 <calloc@plt>
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    %rax,%rcx
add    $0xffffffffffffffff,%rcx
mov    %rcx,-0x30(%rbp)
movb   $0x0,(%rax)
cmpl   $0x0,-0xc(%rbp)
jle    1281 <int_itoa+0x141>
mov    -0xc(%rbp),%eax
cltd
idivl  -0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x38(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x38(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,1),%cl
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    %rax,%rdx
add    $0xffffffffffffffff,%rdx
mov    %rdx,-0x30(%rbp)
mov    %cl,(%rax)
mov    -0x10(%rbp),%ecx
mov    -0xc(%rbp),%eax
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0xc(%rbp)
jmp    1240 <int_itoa+0x100>
cmpl   $0x2,-0x10(%rbp)
jne    12b4 <int_itoa+0x174>
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    %rax,%rcx
add    $0xffffffffffffffff,%rcx
mov    %rcx,-0x30(%rbp)
movb   $0x62,(%rax)
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    %rax,%rcx
add    $0xffffffffffffffff,%rcx
mov    %rcx,-0x30(%rbp)
movb   $0x30,(%rax)
jmp    130d <int_itoa+0x1cd>
cmpl   $0x10,-0x10(%rbp)
jne    12e7 <int_itoa+0x1a7>
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    %rax,%rcx
add    $0xffffffffffffffff,%rcx
mov    %rcx,-0x30(%rbp)
movb   $0x78,(%rax)
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    %rax,%rcx
add    $0xffffffffffffffff,%rcx
mov    %rcx,-0x30(%rbp)
movb   $0x30,(%rax)
jmp    1308 <int_itoa+0x1c8>
cmpl   $0x8,-0x10(%rbp)
jne    1303 <int_itoa+0x1c3>
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    %rax,%rcx
add    $0xffffffffffffffff,%rcx
mov    %rcx,-0x30(%rbp)
movb   $0x30,(%rax)
jmp    1308 <int_itoa+0x1c8>
jmp    130d <int_itoa+0x1cd>
cmpl   $0x0,-0x34(%rbp)
je     131e <int_itoa+0x1de>
mov    -0x30(%rbp),%rax
movb   $0x2d,(%rax)
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x8(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
add    $0x40,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<int_itoa>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %rbx
push   %rax
mov    %esi,%ebx
mov    %edi,%r14d
mov    %edi,%ebp
neg    %ebp
cmovs  %edi,%ebp
cvtsi2sd %ebp,%xmm0
call   1050 <log@plt>
mov    %eax,%r15d
xorps  %xmm0,%xmm0
cvtsi2sd %ebx,%xmm0
call   1050 <log@plt>
mov    %eax,%ecx
mov    %r15d,%eax
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%edi
call   1030 <ceil@plt>
lea    -0x11(%rbx),%ecx
cmp    $0xfffffff1,%ecx
jae    1179 <int_itoa+0x49>
xor    %ecx,%ecx
jmp    122d <int_itoa+0xfd>
mov    %r14d,%r15d
shr    $0x1f,%r15d
add    %eax,%r15d
cmp    $0x10,%ebx
je     1192 <int_itoa+0x62>
cmp    $0x8,%ebx
je     1198 <int_itoa+0x68>
cmp    $0x2,%ebx
jne    119c <int_itoa+0x6c>
add    $0x2,%r15d
jmp    119c <int_itoa+0x6c>
add    $0x1,%r15d
mov    %r15d,%edi
mov    $0x1,%esi
call   1040 <calloc@plt>
mov    %rax,%rcx
mov    %r15d,%eax
lea    (%rcx,%rax,1),%rsi
add    $0xffffffffffffffff,%rsi
test   %r14d,%r14d
je     11fc <int_itoa+0xcc>
lea    0xe3d(%rip),%rdi
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
mov    %ebp,%eax
cltd
idiv   %ebx
movzbl (%rdx,%rdi,1),%edx
mov    %dl,(%rsi)
add    $0xffffffffffffffff,%rsi
mov    %eax,%ebp
test   %eax,%eax
jg     11d0 <int_itoa+0xa0>
lea    0x1(%rsi),%rax
cmp    $0x2,%ebx
je     1204 <int_itoa+0xd4>
cmp    $0x8,%ebx
je     1215 <int_itoa+0xe5>
cmp    $0x10,%ebx
jne    1225 <int_itoa+0xf5>
mov    $0x78,%dl
jmp    1206 <int_itoa+0xd6>
add    %rcx,%rax
cmp    $0x2,%ebx
jne    11ee <int_itoa+0xbe>
mov    $0x62,%dl
mov    %dl,(%rsi)
lea    -0x2(%rax),%rsi
mov    $0xfffffffffffffffd,%rdx
jmp    121c <int_itoa+0xec>
mov    $0xfffffffffffffffe,%rdx
add    %rdx,%rax
movb   $0x30,(%rsi)
mov    %rax,%rsi
test   %r14d,%r14d
jns    122d <int_itoa+0xfd>
movb   $0x2d,(%rsi)
mov    %rcx,%rax
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
@.str = [17 x i8] c"0123456789abcdef\00"
define i8* @int_itoa(i32 %0, i32 %1) {
%3 = alloca i8*
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i8*
%7 = alloca i32
%8 = alloca i8*
%9 = alloca i8*
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
store i32 %0, i32* %4
store i32 %1, i32* %5
store i8* getelementptr inbounds ([17 x i8], [17 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i8** %6
%12 = load i32, i32* %4
%13 = icmp slt i32 %12, 0
%14 = zext i1 %13 to i32
store i32 %14, i32* %10
%15 = load i32, i32* %4
%16 = call i32 @abs(i32 %15)
store i32 %16, i32* %4
%17 = load i32, i32* %4
%18 = sitofp i32 %17 to double
%19 = call i32 @log(double %18)
%20 = load i32, i32* %5
%21 = sitofp i32 %20 to double
%22 = call i32 @log(double %21)
%23 = sdiv i32 %19, %22
%24 = call i64 @ceil(i32 %23)
%25 = trunc i64 %24 to i32
store i32 %25, i32* %7
%26 = load i32, i32* %10
%27 = icmp ne i32 %26, 0
br i1 %27, label %28, label %31
28: ; preds = %2
%29 = load i32, i32* %7
%30 = add i32 %29, 1
store i32 %30, i32* %7
br label %31
31: ; preds = %28, %2
%32 = load i32, i32* %5
%33 = icmp slt i32 %32, 2
br i1 %33, label %37, label %34
34: ; preds = %31
%35 = load i32, i32* %5
%36 = icmp sgt i32 %35, 16
br i1 %36, label %37, label %38
37: ; preds = %34, %31
store i8* null, i8** %3
br label %112
38: ; preds = %34
%39 = load i32, i32* %5
%40 = icmp eq i32 %39, 2
br i1 %40, label %44, label %41
41: ; preds = %38
%42 = load i32, i32* %5
%43 = icmp eq i32 %42, 16
br i1 %43, label %44, label %47
44: ; preds = %41, %38
%45 = load i32, i32* %7
%46 = add i32 %45, 2
store i32 %46, i32* %7
br label %54
47: ; preds = %41
%48 = load i32, i32* %5
%49 = icmp eq i32 %48, 8
br i1 %49, label %50, label %53
50: ; preds = %47
%51 = load i32, i32* %7
%52 = add i32 %51, 1
store i32 %52, i32* %7
br label %53
53: ; preds = %50, %47
br label %54
54: ; preds = %53, %44
br label %55
55: ; preds = %54
%56 = load i32, i32* %7
%57 = call i8* @calloc(i32 %56, i32 1)
store i8* %57, i8** %8
%58 = load i8*, i8** %8
%59 = load i32, i32* %7
%60 = zext i32 %59 to i64
%61 = getelementptr inbounds i8, i8* %58, i64 %60
store i8* %61, i8** %9
%62 = load i8*, i8** %9
%63 = getelementptr inbounds i8, i8* %62, i32 -1
store i8* %63, i8** %9
store i8 0, i8* %62
br label %64
64: ; preds = %67, %55
%65 = load i32, i32* %4
%66 = icmp sgt i32 %65, 0
br i1 %66, label %67, label %81
67: ; preds = %64
%68 = load i32, i32* %4
%69 = load i32, i32* %5
%70 = srem i32 %68, %69
store i32 %70, i32* %11
%71 = load i8*, i8** %6
%72 = load i32, i32* %11
%73 = sext i32 %72 to i64
%74 = getelementptr inbounds i8, i8* %71, i64 %73
%75 = load i8, i8* %74
%76 = load i8*, i8** %9
%77 = getelementptr inbounds i8, i8* %76, i32 -1
store i8* %77, i8** %9
store i8 %75, i8* %76
%78 = load i32, i32* %5
%79 = load i32, i32* %4
%80 = sdiv i32 %79, %78
store i32 %80, i32* %4
br label %64
81: ; preds = %64
%82 = load i32, i32* %5
%83 = icmp eq i32 %82, 2
br i1 %83, label %84, label %89
84: ; preds = %81
%85 = load i8*, i8** %9
%86 = getelementptr inbounds i8, i8* %85, i32 -1
store i8* %86, i8** %9
store i8 98, i8* %85
%87 = load i8*, i8** %9
%88 = getelementptr inbounds i8, i8* %87, i32 -1
store i8* %88, i8** %9
store i8 48, i8* %87
br label %105
89: ; preds = %81
%90 = load i32, i32* %5
%91 = icmp eq i32 %90, 16
br i1 %91, label %92, label %97
92: ; preds = %89
%93 = load i8*, i8** %9
%94 = getelementptr inbounds i8, i8* %93, i32 -1
store i8* %94, i8** %9
store i8 120, i8* %93
%95 = load i8*, i8** %9
%96 = getelementptr inbounds i8, i8* %95, i32 -1
store i8* %96, i8** %9
store i8 48, i8* %95
br label %104
97: ; preds = %89
%98 = load i32, i32* %5
%99 = icmp eq i32 %98, 8
br i1 %99, label %100, label %103
100: ; preds = %97
%101 = load i8*, i8** %9
%102 = getelementptr inbounds i8, i8* %101, i32 -1
store i8* %102, i8** %9
store i8 48, i8* %101
br label %103
103: ; preds = %100, %97
br label %104
104: ; preds = %103, %92
br label %105
105: ; preds = %104, %84
%106 = load i32, i32* %10
%107 = icmp ne i32 %106, 0
br i1 %107, label %108, label %110
108: ; preds = %105
%109 = load i8*, i8** %9
store i8 45, i8* %109
br label %110
110: ; preds = %108, %105
%111 = load i8*, i8** %8
store i8* %111, i8** %3
br label %112
112: ; preds = %110, %37
%113 = load i8*, i8** %3
ret i8* %113
}

LLVM IR (-O2):
@.str = [17 x i8] c"0123456789abcdef\00"
define noalias i8* @int_itoa(i32 %0, i32 %1) {
%3 = icmp slt i32 %0, 0
%4 = tail call i32 @llvm.abs.i32(i32 %0, i1 true)
%5 = sitofp i32 %4 to double
%6 = tail call i32 @log(double %5)
%7 = sitofp i32 %1 to double
%8 = tail call i32 @log(double %7)
%9 = sdiv i32 %6, %8
%10 = tail call i64 @ceil(i32 %9)
%11 = trunc i64 %10 to i32
%12 = lshr i32 %0, 31
%13 = add i32 %12, %11
%14 = add i32 %1, -17
%15 = icmp ult i32 %14, -15
br i1 %15, label %52, label %16
16: ; preds = %2
switch i32 %1, label %21 [
i32 16, label %17
i32 2, label %17
i32 8, label %19
]
17: ; preds = %16, %16
%18 = add i32 %13, 2
br label %21
19: ; preds = %16
%20 = add i32 %13, 1
br label %21
21: ; preds = %16, %17, %19
%22 = phi i32 [ %18, %17 ], [ %20, %19 ], [ %13, %16 ]
%23 = tail call i8* @calloc(i32 %22, i32 1)
%24 = zext i32 %22 to i64
%25 = getelementptr inbounds i8, i8* %23, i64 %24
%26 = getelementptr inbounds i8, i8* %25, i64 -1
%27 = icmp eq i32 %0, 0
br i1 %27, label %38, label %28
28: ; preds = %21, %28
%29 = phi i8* [ %36, %28 ], [ %26, %21 ]
%30 = phi i32 [ %35, %28 ], [ %4, %21 ]
%31 = srem i32 %30, %1
%32 = zext i32 %31 to i64
%33 = getelementptr inbounds [17 x i8], [17 x i8]* @.str, i64 0, i64 %32
%34 = load i8, i8* %33
store i8 %34, i8* %29
%35 = sdiv i32 %30, %1
%36 = getelementptr inbounds i8, i8* %29, i64 -1
%37 = icmp sgt i32 %35, 0
br i1 %37, label %28, label %38
38: ; preds = %28, %21
%39 = phi i8* [ %25, %21 ], [ %29, %28 ]
%40 = phi i8* [ %26, %21 ], [ %36, %28 ]
switch i32 %1, label %49 [
i32 2, label %42
i32 16, label %41
i32 8, label %45
]
41: ; preds = %38
br label %42
42: ; preds = %38, %41
%43 = phi i8 [ 120, %41 ], [ 98, %38 ]
%44 = getelementptr inbounds i8, i8* %39, i64 -2
store i8 %43, i8* %40
br label %45
45: ; preds = %42, %38
%46 = phi i64 [ -2, %38 ], [ -3, %42 ]
%47 = phi i8* [ %40, %38 ], [ %44, %42 ]
%48 = getelementptr inbounds i8, i8* %39, i64 %46
store i8 48, i8* %47
br label %49
49: ; preds = %45, %38
%50 = phi i8* [ %40, %38 ], [ %48, %45 ]
br i1 %3, label %51, label %52
51: ; preds = %49
store i8 45, i8* %50
br label %52
52: ; preds = %49, %51, %2
%53 = phi i8* [ null, %2 ], [ %23, %51 ], [ %23, %49 ]
ret i8* %53
}