char *itoa(int num) {
  int i, rem = 0, strlen = 0;
  int isNegative = 0;
  int num_cpy;
  if (num < 0) {
    isNegative = 1;
    num = -num;
  }
  for (num_cpy = num; num_cpy != 0; num_cpy /= 10)
    strlen++;
  if (isNegative)
    strlen++;
  static char str[20];
  i = strlen - 1;
  while (num != 0) {
    rem = num % 10;
    str[i--] = rem + '0';
    num = num / 10;
  }
  if (isNegative)
    str[i--] = '-';
  str[strlen] = '\0';
  return str;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<itoa>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
movl   $0x0,-0xc(%rbp)
movl   $0x0,-0x10(%rbp)
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x4(%rbp)
jge    1135 <itoa+0x35>
movl   $0x1,-0x14(%rbp)
xor    %eax,%eax
sub    -0x4(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x18(%rbp)
je     1161 <itoa+0x61>
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    $0xa,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    113b <itoa+0x3b>
cmpl   $0x0,-0x14(%rbp)
je     1174 <itoa+0x74>
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x4(%rbp)
je     11c8 <itoa+0xc8>
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    $0xa,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %edx,-0xc(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x30,%eax
mov    %al,%dl
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    %eax,%ecx
add    $0xffffffff,%ecx
mov    %ecx,-0x8(%rbp)
movslq %eax,%rcx
lea    0x2e7e(%rip),%rax
mov    %dl,(%rax,%rcx,1)
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    $0xa,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    117d <itoa+0x7d>
cmpl   $0x0,-0x14(%rbp)
je     11eb <itoa+0xeb>
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    %eax,%ecx
add    $0xffffffff,%ecx
mov    %ecx,-0x8(%rbp)
movslq %eax,%rcx
lea    0x2e49(%rip),%rax
movb   $0x2d,(%rax,%rcx,1)
movslq -0x10(%rbp),%rcx
lea    0x2e3a(%rip),%rax
movb   $0x0,(%rax,%rcx,1)
lea    0x2e2f(%rip),%rax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<itoa>:
mov    %edi,%ecx
neg    %ecx
cmovs  %edi,%ecx
mov    %edi,%r8d
shr    $0x1f,%r8d
test   %ecx,%ecx
je     11ab <itoa+0xab>
mov    %ecx,%edx
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movslq %edx,%rsi
imul   $0x66666667,%rsi,%rdx
mov    %rdx,%rax
shr    $0x3f,%rax
sar    $0x22,%rdx
add    %eax,%edx
add    $0x9,%esi
add    $0x1,%r8d
cmp    $0x12,%esi
ja     1120 <itoa+0x20>
lea    -0x1(%r8),%r9d
test   %ecx,%ecx
je     1198 <itoa+0x98>
movslq %r9d,%rax
lea    0x2edb(%rip),%rsi
add    %rax,%rsi
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movslq %ecx,%rax
imul   $0x66666667,%rax,%rcx
mov    %rcx,%rdx
shr    $0x3f,%rdx
sar    $0x22,%rcx
add    %edx,%ecx
lea    (%rcx,%rcx,1),%edx
lea    (%rdx,%rdx,4),%r10d
mov    %eax,%edx
sub    %r10d,%edx
add    $0x30,%dl
mov    %dl,(%rsi)
add    $0x9,%eax
add    $0xffffffffffffffff,%rsi
add    $0xffffffff,%r9d
cmp    $0x12,%eax
ja     1160 <itoa+0x60>
test   %edi,%edi
js     11b3 <itoa+0xb3>
mov    %r8d,%ecx
lea    0x2e8a(%rip),%rax
movb   $0x0,(%rcx,%rax,1)
ret
lea    -0x1(%r8),%r9d
test   %edi,%edi
jns    119c <itoa+0x9c>
movslq %r9d,%rax
lea    0x2e73(%rip),%rcx
movb   $0x2d,(%rax,%rcx,1)
jmp    119c <itoa+0x9c>

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

LLVM IR (-O2):
@itoa.str = internal global [20 x i8] zeroinitializer
define i8* @itoa(i32 %0) {
%2 = icmp slt i32 %0, 0
%3 = sub nsw i32 0, %0
%4 = select i1 %2, i32 %3, i32 %0
%5 = icmp eq i32 %4, 0
br i1 %5, label %6, label %9
6: ; preds = %1
%7 = lshr i32 %0, 31
%8 = add nsw i32 %7, -1
br label %35
9: ; preds = %1, %9
%10 = phi i32 [ %13, %9 ], [ %4, %1 ]
%11 = phi i32 [ %12, %9 ], [ 0, %1 ]
%12 = add nuw nsw i32 %11, 1
%13 = sdiv i32 %10, 10
%14 = add i32 %10, 9
%15 = icmp ult i32 %14, 19
br i1 %15, label %16, label %9
16: ; preds = %9
%17 = lshr i32 %0, 31
%18 = add nuw nsw i32 %12, %17
%19 = add nuw i32 %11, %17
br i1 %5, label %35, label %20
20: ; preds = %16
%21 = sext i32 %19 to i64
br label %22
22: ; preds = %20, %22
%23 = phi i64 [ %21, %20 ], [ %30, %22 ]
%24 = phi i32 [ %4, %20 ], [ %29, %22 ]
%25 = srem i32 %24, 10
%26 = trunc i32 %25 to i8
%27 = add nsw i8 %26, 48
%28 = getelementptr inbounds [20 x i8], [20 x i8]* @itoa.str, i64 0, i64 %23
store i8 %27, i8* %28
%29 = sdiv i32 %24, 10
%30 = add i64 %23, -1
%31 = add i32 %24, 9
%32 = icmp ult i32 %31, 19
br i1 %32, label %33, label %22
33: ; preds = %22
%34 = trunc i64 %30 to i32
br label %35
35: ; preds = %6, %33, %16
%36 = phi i32 [ %18, %16 ], [ %18, %33 ], [ %7, %6 ]
%37 = phi i32 [ %19, %16 ], [ %34, %33 ], [ %8, %6 ]
br i1 %2, label %38, label %41
38: ; preds = %35
%39 = sext i32 %37 to i64
%40 = getelementptr inbounds [20 x i8], [20 x i8]* @itoa.str, i64 0, i64 %39
store i8 45, i8* %40
br label %41
41: ; preds = %38, %35
%42 = zext i32 %36 to i64
%43 = getelementptr inbounds [20 x i8], [20 x i8]* @itoa.str, i64 0, i64 %42
store i8 0, i8* %43
ret i8* getelementptr inbounds ([20 x i8], [20 x i8]* @itoa.str, i64 0, i64 0)
}