char *ulong_to_binary_string(unsigned long input, char output[]) {
  int num_bits = sizeof(unsigned long) * 8;
  int i;
  char *p;
  p = output;
  for (i = num_bits - 1; i >= 0; i--) {
    *p++ = ((input >> i) & 1) + '0';
    if (((i % 8) == 0) && (i > 0))
      *p++ = '_';
  }
  *p++ = 0;
  return output;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<ulong_to_binary_string>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
movl   $0x40,-0x14(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x18(%rbp)
jl     1196 <ulong_to_binary_string+0x96>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
shr    %cl,%rax
and    $0x1,%rax
add    $0x30,%rax
mov    %al,%cl
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %rax,%rdx
add    $0x1,%rdx
mov    %rdx,-0x20(%rbp)
mov    %cl,(%rax)
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    $0x8,%ecx
cltd
idiv   %ecx
cmp    $0x0,%edx
jne    1183 <ulong_to_binary_string+0x83>
cmpl   $0x0,-0x18(%rbp)
jle    1183 <ulong_to_binary_string+0x83>
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %rax,%rcx
add    $0x1,%rcx
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
movb   $0x5f,(%rax)
jmp    1188 <ulong_to_binary_string+0x88>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    1124 <ulong_to_binary_string+0x24>
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %rax,%rcx
add    $0x1,%rcx
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
movb   $0x0,(%rax)
mov    -0x10(%rbp),%rax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<ulong_to_binary_string>:
mov    %rsi,%rax
mov    $0x3f,%ecx
mov    %rsi,%r8
jmp    1116 <ulong_to_binary_string+0x16>
nopl   (%rax)
sub    $0x1,%rcx
jb     117e <ulong_to_binary_string+0x7e>
mov    %rdi,%rsi
shr    %cl,%rsi
and    $0x1,%sil
or     $0x30,%sil
mov    %sil,(%r8)
test   $0x7,%cl
je     1140 <ulong_to_binary_string+0x40>
add    $0x1,%r8
jmp    1149 <ulong_to_binary_string+0x49>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
movb   $0x5f,0x1(%r8)
add    $0x2,%r8
mov    %r8,%rsi
add    $0xffffffffffffffff,%rcx
mov    %rdi,%rdx
shr    %cl,%rdx
and    $0x1,%dl
or     $0x30,%dl
add    $0x1,%r8
mov    %dl,(%rsi)
test   %rcx,%rcx
je     1110 <ulong_to_binary_string+0x10>
mov    %ecx,%edx
and    $0x7,%edx
test   %rdx,%rdx
jne    1110 <ulong_to_binary_string+0x10>
movb   $0x5f,0x1(%rsi)
add    $0x2,%rsi
mov    %rsi,%r8
jmp    1110 <ulong_to_binary_string+0x10>
movb   $0x0,(%r8)
ret

LLVM IR (-O0):
define i8* @ulong_to_binary_string(i64 %0, i8* %1) {
%3 = alloca i64
%4 = alloca i8*
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i8*
store i64 %0, i64* %3
store i8* %1, i8** %4
store i32 64, i32* %5
%8 = load i8*, i8** %4
store i8* %8, i8** %7
%9 = load i32, i32* %5
%10 = sub nsw i32 %9, 1
store i32 %10, i32* %6
br label %11
11: ; preds = %34, %2
%12 = load i32, i32* %6
%13 = icmp sge i32 %12, 0
br i1 %13, label %14, label %37
14: ; preds = %11
%15 = load i64, i64* %3
%16 = load i32, i32* %6
%17 = zext i32 %16 to i64
%18 = lshr i64 %15, %17
%19 = and i64 %18, 1
%20 = add i64 %19, 48
%21 = trunc i64 %20 to i8
%22 = load i8*, i8** %7
%23 = getelementptr inbounds i8, i8* %22, i32 1
store i8* %23, i8** %7
store i8 %21, i8* %22
%24 = load i32, i32* %6
%25 = srem i32 %24, 8
%26 = icmp eq i32 %25, 0
br i1 %26, label %27, label %33
27: ; preds = %14
%28 = load i32, i32* %6
%29 = icmp sgt i32 %28, 0
br i1 %29, label %30, label %33
30: ; preds = %27
%31 = load i8*, i8** %7
%32 = getelementptr inbounds i8, i8* %31, i32 1
store i8* %32, i8** %7
store i8 95, i8* %31
br label %33
33: ; preds = %30, %27, %14
br label %34
34: ; preds = %33
%35 = load i32, i32* %6
%36 = add nsw i32 %35, -1
store i32 %36, i32* %6
br label %11
37: ; preds = %11
%38 = load i8*, i8** %7
%39 = getelementptr inbounds i8, i8* %38, i32 1
store i8* %39, i8** %7
store i8 0, i8* %38
%40 = load i8*, i8** %4
ret i8* %40
}

LLVM IR (-O2):
define i8* @ulong_to_binary_string(i64 %0, i8* returned writeonly %1) {
br label %3
3: ; preds = %29, %2
%4 = phi i64 [ 63, %2 ], [ %31, %29 ]
%5 = phi i8* [ %1, %2 ], [ %30, %29 ]
%6 = lshr i64 %0, %4
%7 = trunc i64 %6 to i8
%8 = and i8 %7, 1
%9 = or i8 %8, 48
%10 = getelementptr inbounds i8, i8* %5, i64 1
store i8 %9, i8* %5
%11 = and i64 %4, 7
%12 = icmp eq i64 %11, 0
br i1 %12, label %13, label %15
13: ; preds = %3
%14 = getelementptr inbounds i8, i8* %5, i64 2
store i8 95, i8* %10
br label %15
15: ; preds = %3, %13
%16 = phi i8* [ %14, %13 ], [ %10, %3 ]
%17 = add nsw i64 %4, -1
%18 = lshr i64 %0, %17
%19 = trunc i64 %18 to i8
%20 = and i8 %19, 1
%21 = or i8 %20, 48
%22 = getelementptr inbounds i8, i8* %16, i64 1
store i8 %21, i8* %16
%23 = and i64 %17, 7
%24 = icmp eq i64 %23, 0
%25 = icmp ne i64 %17, 0
%26 = and i1 %25, %24
br i1 %26, label %27, label %29
27: ; preds = %15
%28 = getelementptr inbounds i8, i8* %16, i64 2
store i8 95, i8* %22
br label %29
29: ; preds = %27, %15
%30 = phi i8* [ %28, %27 ], [ %22, %15 ]
%31 = add nsw i64 %4, -2
%32 = icmp eq i64 %17, 0
br i1 %32, label %33, label %3
33: ; preds = %29
store i8 0, i8* %30
ret i8* %1
}