void xtoa(unsigned long val, char *str, int base, int negative) {
  int i;
  char *oStr = str;
  char c;
  if (negative) {
    val = -val;
  }
  if (base < 10 && base > 16) {
    *str = '0';
    return;
  }
  i = 0;
  do {
    str[i++] = "0123456789abcdef"[val % base];
  } while ((val /= base) > 0);
  if (negative) {
    str[i++] = '-';
  }
  str[i] = '\0';
  str = &str[i] - 1;
  while (str > oStr) {
    c = *str;
    *str-- = *oStr;
    *oStr++ = c;
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<xtoa>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
mov    %ecx,-0x18(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x18(%rbp)
je     112e <xtoa+0x2e>
xor    %eax,%eax
sub    -0x8(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x8(%rbp)
cmpl   $0xa,-0x14(%rbp)
jge    114e <xtoa+0x4e>
cmpl   $0x10,-0x14(%rbp)
jle    114e <xtoa+0x4e>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movb   $0x30,(%rax)
jmp    1222 <xtoa+0x122>
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
xor    %edx,%edx
div    %rcx
lea    0xe97(%rip),%rax
mov    (%rax,%rdx,1),%dl
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x1c(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %dl,(%rax,%rcx,1)
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    -0x8(%rbp),%rax
xor    %edx,%edx
div    %rcx
mov    %rax,-0x8(%rbp)
cmp    $0x0,%rax
ja     1155 <xtoa+0x55>
cmpl   $0x0,-0x18(%rbp)
je     11bc <xtoa+0xbc>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x1c(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
movb   $0x2d,(%rax,%rcx,1)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
movb   $0x0,(%rax,%rcx,1)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
add    %rcx,%rax
add    $0xffffffffffffffff,%rax
mov    %rax,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
cmp    -0x28(%rbp),%rax
jbe    1222 <xtoa+0x122>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    (%rax),%al
mov    %al,-0x29(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    (%rax),%cl
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,%rdx
add    $0xffffffffffffffff,%rdx
mov    %rdx,-0x10(%rbp)
mov    %cl,(%rax)
mov    -0x29(%rbp),%cl
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    %rax,%rdx
add    $0x1,%rdx
mov    %rdx,-0x28(%rbp)
mov    %cl,(%rax)
jmp    11db <xtoa+0xdb>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<xtoa>:
mov    %rdi,%r9
neg    %r9
test   %ecx,%ecx
cmove  %rdi,%r9
mov    %edx,%r8d
movslq %edx,%r10
xor    %edi,%edi
lea    0xee5(%rip),%r11
jmp    113c <xtoa+0x3c>
nopl   (%rax)
mov    %r9,%rax
xor    %edx,%edx
div    %r10
movzbl (%rdx,%r11,1),%edx
mov    %dl,(%rsi,%rdi,1)
add    $0x1,%rdi
cmp    %r10,%r9
mov    %rax,%r9
jb     1152 <xtoa+0x52>
mov    %r9,%rax
or     %r10,%rax
shr    $0x20,%rax
jne    1120 <xtoa+0x20>
mov    %r9d,%eax
xor    %edx,%edx
div    %r8d
jmp    1128 <xtoa+0x28>
test   %ecx,%ecx
je     1160 <xtoa+0x60>
mov    %edi,%eax
add    $0x1,%rdi
movb   $0x2d,(%rsi,%rax,1)
movslq %edi,%rax
movb   $0x0,(%rsi,%rax,1)
add    %rsi,%rax
add    $0xffffffffffffffff,%rax
cmp    %rsi,%rax
jbe    119c <xtoa+0x9c>
add    $0x1,%rsi
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
movzbl (%rax),%ecx
movzbl -0x1(%rsi),%edx
mov    %dl,(%rax)
mov    %cl,-0x1(%rsi)
add    $0xffffffffffffffff,%rax
lea    0x1(%rsi),%rcx
cmp    %rsi,%rax
mov    %rcx,%rsi
ja     1180 <xtoa+0x80>
ret

LLVM IR (-O0):
@.str = [17 x i8] c"0123456789abcdef\00"
define void @xtoa(i64 %0, i8* %1, i32 %2, i32 %3) {
%5 = alloca i64
%6 = alloca i8*
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i8*
%11 = alloca i8
store i64 %0, i64* %5
store i8* %1, i8** %6
store i32 %2, i32* %7
store i32 %3, i32* %8
%12 = load i8*, i8** %6
store i8* %12, i8** %10
%13 = load i32, i32* %8
%14 = icmp ne i32 %13, 0
br i1 %14, label %15, label %18
15: ; preds = %4
%16 = load i64, i64* %5
%17 = sub i64 0, %16
store i64 %17, i64* %5
br label %18
18: ; preds = %15, %4
%19 = load i32, i32* %7
%20 = icmp slt i32 %19, 10
br i1 %20, label %21, label %26
21: ; preds = %18
%22 = load i32, i32* %7
%23 = icmp sgt i32 %22, 16
br i1 %23, label %24, label %26
24: ; preds = %21
%25 = load i8*, i8** %6
store i8 48, i8* %25
br label %78
26: ; preds = %21, %18
store i32 0, i32* %9
br label %27
27: ; preds = %39, %26
%28 = load i64, i64* %5
%29 = load i32, i32* %7
%30 = sext i32 %29 to i64
%31 = urem i64 %28, %30
%32 = getelementptr inbounds [17 x i8], [17 x i8]* @.str, i64 0, i64 %31
%33 = load i8, i8* %32
%34 = load i8*, i8** %6
%35 = load i32, i32* %9
%36 = add nsw i32 %35, 1
store i32 %36, i32* %9
%37 = sext i32 %35 to i64
%38 = getelementptr inbounds i8, i8* %34, i64 %37
store i8 %33, i8* %38
br label %39
39: ; preds = %27
%40 = load i32, i32* %7
%41 = sext i32 %40 to i64
%42 = load i64, i64* %5
%43 = udiv i64 %42, %41
store i64 %43, i64* %5
%44 = icmp ugt i64 %43, 0
br i1 %44, label %27, label %45
45: ; preds = %39
%46 = load i32, i32* %8
%47 = icmp ne i32 %46, 0
br i1 %47, label %48, label %54
48: ; preds = %45
%49 = load i8*, i8** %6
%50 = load i32, i32* %9
%51 = add nsw i32 %50, 1
store i32 %51, i32* %9
%52 = sext i32 %50 to i64
%53 = getelementptr inbounds i8, i8* %49, i64 %52
store i8 45, i8* %53
br label %54
54: ; preds = %48, %45
%55 = load i8*, i8** %6
%56 = load i32, i32* %9
%57 = sext i32 %56 to i64
%58 = getelementptr inbounds i8, i8* %55, i64 %57
store i8 0, i8* %58
%59 = load i8*, i8** %6
%60 = load i32, i32* %9
%61 = sext i32 %60 to i64
%62 = getelementptr inbounds i8, i8* %59, i64 %61
%63 = getelementptr inbounds i8, i8* %62, i64 -1
store i8* %63, i8** %6
br label %64
64: ; preds = %68, %54
%65 = load i8*, i8** %6
%66 = load i8*, i8** %10
%67 = icmp ugt i8* %65, %66
br i1 %67, label %68, label %78
68: ; preds = %64
%69 = load i8*, i8** %6
%70 = load i8, i8* %69
store i8 %70, i8* %11
%71 = load i8*, i8** %10
%72 = load i8, i8* %71
%73 = load i8*, i8** %6
%74 = getelementptr inbounds i8, i8* %73, i32 -1
store i8* %74, i8** %6
store i8 %72, i8* %73
%75 = load i8, i8* %11
%76 = load i8*, i8** %10
%77 = getelementptr inbounds i8, i8* %76, i32 1
store i8* %77, i8** %10
store i8 %75, i8* %76
br label %64
78: ; preds = %24, %64
ret void
}

LLVM IR (-O2):
@.str = [17 x i8] c"0123456789abcdef\00"
define void @xtoa(i64 %0, i8* %1, i32 %2, i32 %3) {
%5 = icmp eq i32 %3, 0
%6 = sub i64 0, %0
%7 = select i1 %5, i64 %0, i64 %6
%8 = sext i32 %2 to i64
br label %9
9: ; preds = %9, %4
%10 = phi i64 [ %15, %9 ], [ 0, %4 ]
%11 = phi i64 [ %17, %9 ], [ %7, %4 ]
%12 = urem i64 %11, %8
%13 = getelementptr inbounds [17 x i8], [17 x i8]* @.str, i64 0, i64 %12
%14 = load i8, i8* %13
%15 = add nuw i64 %10, 1
%16 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 %10
store i8 %14, i8* %16
%17 = udiv i64 %11, %8
%18 = icmp ult i64 %11, %8
br i1 %18, label %19, label %9
19: ; preds = %9
br i1 %5, label %24, label %20
20: ; preds = %19
%21 = add i64 %10, 2
%22 = and i64 %15, 4294967295
%23 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 %22
store i8 45, i8* %23
br label %24
24: ; preds = %20, %19
%25 = phi i64 [ %21, %20 ], [ %15, %19 ]
%26 = shl i64 %25, 32
%27 = ashr exact i64 %26, 32
%28 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 %27
store i8 0, i8* %28
%29 = getelementptr inbounds i8, i8* %28, i64 -1
%30 = icmp ugt i8* %29, %1
br i1 %30, label %31, label %39
31: ; preds = %24, %31
%32 = phi i8* [ %37, %31 ], [ %29, %24 ]
%33 = phi i8* [ %36, %31 ], [ %1, %24 ]
%34 = load i8, i8* %32
%35 = load i8, i8* %33
store i8 %35, i8* %32
%36 = getelementptr inbounds i8, i8* %33, i64 1
store i8 %34, i8* %33
%37 = getelementptr inbounds i8, i8* %32, i64 -1
%38 = icmp ugt i8* %37, %36
br i1 %38, label %31, label %39
39: ; preds = %31, %24
ret void
}