int fill(char *data, int index, int real, int base) {
  char generic, mid, next;
  switch (base) {
  case 1:
    generic = 'I';
    mid = 'V';
    next = 'X';
    break;
  case 10:
    generic = 'X';
    mid = 'L';
    next = 'C';
    break;
  case 100:
    generic = 'C';
    mid = 'D';
    next = 'M';
    break;
  }
  if (real == 4) {
    data[index++] = generic;
    data[index++] = mid;
  } else if (real <= 3) {
    while (real > 0) {
      data[index++] = generic;
      real--;
    }
  } else if (real == 9) {
    data[index++] = generic;
    data[index++] = next;
  } else {
    data[index++] = mid;
    while (real > 5) {
      data[index++] = generic;
      real--;
    }
  }
  return index;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<fill>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
mov    %ecx,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
sub    $0x1,%eax
je     1147 <fill+0x47>
jmp    1125 <fill+0x25>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
sub    $0xa,%eax
je     1158 <fill+0x58>
jmp    1136 <fill+0x36>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
sub    $0x64,%eax
je     1169 <fill+0x69>
jmp    1175 <fill+0x75>
movb   $0x49,-0x15(%rbp)
movb   $0x56,-0x16(%rbp)
movb   $0x58,-0x17(%rbp)
jmp    1175 <fill+0x75>
movb   $0x58,-0x15(%rbp)
movb   $0x4c,-0x16(%rbp)
movb   $0x43,-0x17(%rbp)
jmp    1175 <fill+0x75>
movb   $0x43,-0x15(%rbp)
movb   $0x44,-0x16(%rbp)
movb   $0x4d,-0x17(%rbp)
cmpl   $0x4,-0x10(%rbp)
jne    11b4 <fill+0xb4>
mov    -0x15(%rbp),%dl
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0xc(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %dl,(%rax,%rcx,1)
mov    -0x16(%rbp),%dl
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0xc(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %dl,(%rax,%rcx,1)
jmp    128e <fill+0x18e>
cmpl   $0x3,-0x10(%rbp)
jg     11f8 <fill+0xf8>
jmp    11c3 <fill+0xc3>
cmpl   $0x0,-0x10(%rbp)
jle    11f3 <fill+0xf3>
mov    -0x15(%rbp),%dl
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0xc(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %dl,(%rax,%rcx,1)
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    11c3 <fill+0xc3>
jmp    1289 <fill+0x189>
cmpl   $0x9,-0x10(%rbp)
jne    1237 <fill+0x137>
mov    -0x15(%rbp),%dl
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0xc(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %dl,(%rax,%rcx,1)
mov    -0x17(%rbp),%dl
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0xc(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %dl,(%rax,%rcx,1)
jmp    1284 <fill+0x184>
mov    -0x16(%rbp),%dl
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0xc(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %dl,(%rax,%rcx,1)
cmpl   $0x5,-0x10(%rbp)
jle    127f <fill+0x17f>
mov    -0x15(%rbp),%dl
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0xc(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %dl,(%rax,%rcx,1)
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    124f <fill+0x14f>
jmp    1284 <fill+0x184>
jmp    1289 <fill+0x189>
jmp    128e <fill+0x18e>
mov    -0xc(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<fill>:
push   %r14
push   %rbx
push   %rax
mov    %edx,%r14d
mov    %esi,%ebx
cmp    $0x64,%ecx
je     1131 <fill+0x21>
cmp    $0xa,%ecx
jne    115d <fill+0x4d>
mov    $0x43,%cl
mov    $0x4c,%dl
mov    $0x58,%al
cmp    $0x4,%r14d
jne    113d <fill+0x2d>
jmp    1169 <fill+0x59>
mov    $0x4d,%cl
mov    $0x44,%dl
mov    $0x43,%al
cmp    $0x4,%r14d
je     1169 <fill+0x59>
jge    1178 <fill+0x68>
test   %r14d,%r14d
jle    11b4 <fill+0xa4>
movslq %ebx,%rcx
add    %rcx,%rdi
mov    %r14d,%edx
movzbl %al,%esi
call   1030 <memset@plt>
add    %ebx,%r14d
mov    %r14d,%ebx
jmp    11b4 <fill+0xa4>
mov    $0x58,%cl
mov    $0x56,%dl
mov    $0x49,%al
cmp    $0x4,%r14d
jne    113d <fill+0x2d>
movslq %ebx,%rcx
mov    %al,(%rdi,%rcx,1)
add    $0x2,%ebx
mov    %dl,0x1(%rdi,%rcx,1)
jmp    11b4 <fill+0xa4>
cmp    $0x9,%r14d
jne    118d <fill+0x7d>
movslq %ebx,%rdx
mov    %al,(%rdi,%rdx,1)
add    $0x2,%ebx
mov    %cl,0x1(%rdi,%rdx,1)
jmp    11b4 <fill+0xa4>
movslq %ebx,%rbx
mov    %dl,(%rdi,%rbx,1)
add    $0x1,%ebx
cmp    $0x6,%r14d
jb     11b4 <fill+0xa4>
movslq %ebx,%rbx
add    %rbx,%rdi
lea    -0x5(%r14),%edx
movzbl %al,%esi
call   1030 <memset@plt>
add    %r14d,%ebx
add    $0xfffffffb,%ebx
mov    %ebx,%eax
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r14
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @fill(i8* %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3) {
%5 = alloca i8*
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i8
%10 = alloca i8
%11 = alloca i8
store i8* %0, i8** %5
store i32 %1, i32* %6
store i32 %2, i32* %7
store i32 %3, i32* %8
%12 = load i32, i32* %8
switch i32 %12, label %16 [
i32 1, label %13
i32 10, label %14
i32 100, label %15
]
13: ; preds = %4
store i8 73, i8* %9
store i8 86, i8* %10
store i8 88, i8* %11
br label %16
14: ; preds = %4
store i8 88, i8* %9
store i8 76, i8* %10
store i8 67, i8* %11
br label %16
15: ; preds = %4
store i8 67, i8* %9
store i8 68, i8* %10
store i8 77, i8* %11
br label %16
16: ; preds = %4, %15, %14, %13
%17 = load i32, i32* %7
%18 = icmp eq i32 %17, 4
br i1 %18, label %19, label %32
19: ; preds = %16
%20 = load i8, i8* %9
%21 = load i8*, i8** %5
%22 = load i32, i32* %6
%23 = add nsw i32 %22, 1
store i32 %23, i32* %6
%24 = sext i32 %22 to i64
%25 = getelementptr inbounds i8, i8* %21, i64 %24
store i8 %20, i8* %25
%26 = load i8, i8* %10
%27 = load i8*, i8** %5
%28 = load i32, i32* %6
%29 = add nsw i32 %28, 1
store i32 %29, i32* %6
%30 = sext i32 %28 to i64
%31 = getelementptr inbounds i8, i8* %27, i64 %30
store i8 %26, i8* %31
br label %87
32: ; preds = %16
%33 = load i32, i32* %7
%34 = icmp sle i32 %33, 3
br i1 %34, label %35, label %49
35: ; preds = %32
br label %36
36: ; preds = %39, %35
%37 = load i32, i32* %7
%38 = icmp sgt i32 %37, 0
br i1 %38, label %39, label %48
39: ; preds = %36
%40 = load i8, i8* %9
%41 = load i8*, i8** %5
%42 = load i32, i32* %6
%43 = add nsw i32 %42, 1
store i32 %43, i32* %6
%44 = sext i32 %42 to i64
%45 = getelementptr inbounds i8, i8* %41, i64 %44
store i8 %40, i8* %45
%46 = load i32, i32* %7
%47 = add nsw i32 %46, -1
store i32 %47, i32* %7
br label %36
48: ; preds = %36
br label %86
49: ; preds = %32
%50 = load i32, i32* %7
%51 = icmp eq i32 %50, 9
br i1 %51, label %52, label %65
52: ; preds = %49
%53 = load i8, i8* %9
%54 = load i8*, i8** %5
%55 = load i32, i32* %6
%56 = add nsw i32 %55, 1
store i32 %56, i32* %6
%57 = sext i32 %55 to i64
%58 = getelementptr inbounds i8, i8* %54, i64 %57
store i8 %53, i8* %58
%59 = load i8, i8* %11
%60 = load i8*, i8** %5
%61 = load i32, i32* %6
%62 = add nsw i32 %61, 1
store i32 %62, i32* %6
%63 = sext i32 %61 to i64
%64 = getelementptr inbounds i8, i8* %60, i64 %63
store i8 %59, i8* %64
br label %85
65: ; preds = %49
%66 = load i8, i8* %10
%67 = load i8*, i8** %5
%68 = load i32, i32* %6
%69 = add nsw i32 %68, 1
store i32 %69, i32* %6
%70 = sext i32 %68 to i64
%71 = getelementptr inbounds i8, i8* %67, i64 %70
store i8 %66, i8* %71
br label %72
72: ; preds = %75, %65
%73 = load i32, i32* %7
%74 = icmp sgt i32 %73, 5
br i1 %74, label %75, label %84
75: ; preds = %72
%76 = load i8, i8* %9
%77 = load i8*, i8** %5
%78 = load i32, i32* %6
%79 = add nsw i32 %78, 1
store i32 %79, i32* %6
%80 = sext i32 %78 to i64
%81 = getelementptr inbounds i8, i8* %77, i64 %80
store i8 %76, i8* %81
%82 = load i32, i32* %7
%83 = add nsw i32 %82, -1
store i32 %83, i32* %7
br label %72
84: ; preds = %72
br label %85
85: ; preds = %84, %52
br label %86
86: ; preds = %85, %48
br label %87
87: ; preds = %86, %19
%88 = load i32, i32* %6
ret i32 %88
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @fill(i8* nocapture writeonly %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3) {
switch i32 %3, label %7 [
i32 100, label %6
i32 10, label %5
]
5: ; preds = %4
br label %7
6: ; preds = %4
br label %7
7: ; preds = %4, %6, %5
%8 = phi i8 [ 67, %6 ], [ 88, %5 ], [ 73, %4 ]
%9 = phi i8 [ 68, %6 ], [ 76, %5 ], [ 86, %4 ]
%10 = phi i8 [ 77, %6 ], [ 67, %5 ], [ 88, %4 ]
%11 = icmp eq i32 %2, 4
br i1 %11, label %12, label %19
12: ; preds = %7
%13 = add nsw i32 %1, 1
%14 = sext i32 %1 to i64
%15 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %14
store i8 %8, i8* %15
%16 = add nsw i32 %1, 2
%17 = sext i32 %13 to i64
%18 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %17
store i8 %9, i8* %18
br label %50
19: ; preds = %7
%20 = icmp slt i32 %2, 4
br i1 %20, label %21, label %28
21: ; preds = %19
%22 = icmp sgt i32 %2, 0
br i1 %22, label %23, label %50
23: ; preds = %21
%24 = sext i32 %1 to i64
%25 = getelementptr i8, i8* %0, i64 %24
%26 = zext i32 %2 to i64
%27 = add i32 %2, %1
br label %50
28: ; preds = %19
%29 = icmp eq i32 %2, 9
br i1 %29, label %30, label %37
30: ; preds = %28
%31 = add nsw i32 %1, 1
%32 = sext i32 %1 to i64
%33 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %32
store i8 %8, i8* %33
%34 = add nsw i32 %1, 2
%35 = sext i32 %31 to i64
%36 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %35
store i8 %10, i8* %36
br label %50
37: ; preds = %28
%38 = sext i32 %1 to i64
%39 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %38
store i8 %9, i8* %39
%40 = add i32 %1, 1
%41 = icmp ugt i32 %2, 5
br i1 %41, label %42, label %50
42: ; preds = %37
%43 = sext i32 %40 to i64
%44 = getelementptr i8, i8* %0, i64 %43
%45 = add nsw i32 %2, -5
%46 = zext i32 %45 to i64
%47 = add nsw i32 %2, -6
%48 = add i32 %40, %47
%49 = add i32 %48, 1
br label %50
50: ; preds = %42, %23, %37, %21, %30, %12
%51 = phi i32 [ %16, %12 ], [ %34, %30 ], [ %1, %21 ], [ %40, %37 ], [ %27, %23 ], [ %49, %42 ]
ret i32 %51
}