void setBase(unsigned long long int *nucleotideSequence,
             unsigned int nucleotidePosition, char nucleotide) {
  unsigned long long int mask = 0x3;
  unsigned long long int base;
  unsigned int sequenceIndex = nucleotidePosition / 32;
  unsigned int shift = (31 - (nucleotidePosition % 32)) * 2;
  if (nucleotide == 'A') {
    base = 0x0;
  } else if (nucleotide == 'G') {
    base = 0x1;
  } else if (nucleotide == 'C') {
    base = 0x2;
  } else if (nucleotide == 'T') {
    base = 0x3;
  }
  nucleotideSequence[sequenceIndex] &= ~(mask << shift);
  nucleotideSequence[sequenceIndex] |= (base << shift);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<setBase>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %dl,%al
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %al,-0xd(%rbp)
movq   $0x3,-0x18(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
shr    $0x5,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%ecx
and    $0x1f,%ecx
mov    $0x1f,%eax
sub    %ecx,%eax
shl    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
movsbl -0xd(%rbp),%eax
cmp    $0x41,%eax
jne    114e <setBase+0x4e>
movq   $0x0,-0x20(%rbp)
jmp    11a6 <setBase+0xa6>
movsbl -0xd(%rbp),%eax
cmp    $0x47,%eax
jne    1168 <setBase+0x68>
movq   $0x1,-0x20(%rbp)
jmp    11a1 <setBase+0xa1>
movsbl -0xd(%rbp),%eax
cmp    $0x43,%eax
jne    1182 <setBase+0x82>
movq   $0x2,-0x20(%rbp)
jmp    119c <setBase+0x9c>
movsbl -0xd(%rbp),%eax
cmp    $0x54,%eax
jne    1197 <setBase+0x97>
movq   $0x3,-0x20(%rbp)
jmp    119c <setBase+0x9c>
jmp    11a1 <setBase+0xa1>
jmp    11a6 <setBase+0xa6>
mov    -0x18(%rbp),%rdx
mov    -0x28(%rbp),%eax
mov    %eax,%ecx
shl    %cl,%rdx
xor    $0xffffffffffffffff,%rdx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
and    (%rax,%rcx,8),%rdx
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x20(%rbp),%rdx
mov    -0x28(%rbp),%eax
mov    %eax,%ecx
shl    %cl,%rdx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
or     (%rax,%rcx,8),%rdx
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<setBase>:
cmp    $0x43,%dl
je     1116 <setBase+0x16>
cmp    $0x54,%dl
je     111d <setBase+0x1d>
cmp    $0x47,%dl
jne    1124 <setBase+0x24>
mov    $0x1,%eax
jmp    1126 <setBase+0x26>
mov    $0x2,%eax
jmp    1126 <setBase+0x26>
mov    $0x3,%eax
jmp    1126 <setBase+0x26>
xor    %eax,%eax
lea    (%rsi,%rsi,1),%ecx
shr    $0x5,%esi
not    %cl
and    $0x3e,%cl
mov    $0x3,%edx
shl    %cl,%rdx
not    %rdx
shl    %cl,%rax
and    (%rdi,%rsi,8),%rdx
or     %rdx,%rax
mov    %rax,(%rdi,%rsi,8)
ret

LLVM IR (-O0):
define void @setBase(i64* %0, i32 %1, i8 signext %2) {
%4 = alloca i64*
%5 = alloca i32
%6 = alloca i8
%7 = alloca i64
%8 = alloca i64
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
store i64* %0, i64** %4
store i32 %1, i32* %5
store i8 %2, i8* %6
store i64 3, i64* %7
%11 = load i32, i32* %5
%12 = udiv i32 %11, 32
store i32 %12, i32* %9
%13 = load i32, i32* %5
%14 = urem i32 %13, 32
%15 = sub i32 31, %14
%16 = mul i32 %15, 2
store i32 %16, i32* %10
%17 = load i8, i8* %6
%18 = sext i8 %17 to i32
%19 = icmp eq i32 %18, 65
br i1 %19, label %20, label %21
20: ; preds = %3
store i64 0, i64* %8
br label %39
21: ; preds = %3
%22 = load i8, i8* %6
%23 = sext i8 %22 to i32
%24 = icmp eq i32 %23, 71
br i1 %24, label %25, label %26
25: ; preds = %21
store i64 1, i64* %8
br label %38
26: ; preds = %21
%27 = load i8, i8* %6
%28 = sext i8 %27 to i32
%29 = icmp eq i32 %28, 67
br i1 %29, label %30, label %31
30: ; preds = %26
store i64 2, i64* %8
br label %37
31: ; preds = %26
%32 = load i8, i8* %6
%33 = sext i8 %32 to i32
%34 = icmp eq i32 %33, 84
br i1 %34, label %35, label %36
35: ; preds = %31
store i64 3, i64* %8
br label %36
36: ; preds = %35, %31
br label %37
37: ; preds = %36, %30
br label %38
38: ; preds = %37, %25
br label %39
39: ; preds = %38, %20
%40 = load i64, i64* %7
%41 = load i32, i32* %10
%42 = zext i32 %41 to i64
%43 = shl i64 %40, %42
%44 = xor i64 %43, -1
%45 = load i64*, i64** %4
%46 = load i32, i32* %9
%47 = zext i32 %46 to i64
%48 = getelementptr inbounds i64, i64* %45, i64 %47
%49 = load i64, i64* %48
%50 = and i64 %49, %44
store i64 %50, i64* %48
%51 = load i64, i64* %8
%52 = load i32, i32* %10
%53 = zext i32 %52 to i64
%54 = shl i64 %51, %53
%55 = load i64*, i64** %4
%56 = load i32, i32* %9
%57 = zext i32 %56 to i64
%58 = getelementptr inbounds i64, i64* %55, i64 %57
%59 = load i64, i64* %58
%60 = or i64 %59, %54
store i64 %60, i64* %58
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @setBase(i64* nocapture %0, i32 %1, i8 signext %2) {
switch i8 %2, label %7 [
i8 84, label %6
i8 71, label %4
i8 67, label %5
]
4: ; preds = %3
br label %7
5: ; preds = %3
br label %7
6: ; preds = %3
br label %7
7: ; preds = %3, %4, %6, %5
%8 = phi i64 [ 1, %4 ], [ 2, %5 ], [ 3, %6 ], [ 0, %3 ]
%9 = shl i32 %1, 1
%10 = and i32 %9, 62
%11 = xor i32 %10, 62
%12 = lshr i32 %1, 5
%13 = zext i32 %11 to i64
%14 = shl i64 3, %13
%15 = xor i64 %14, -1
%16 = zext i32 %12 to i64
%17 = getelementptr inbounds i64, i64* %0, i64 %16
%18 = load i64, i64* %17
%19 = and i64 %18, %15
%20 = shl i64 %8, %13
%21 = or i64 %19, %20
store i64 %21, i64* %17
ret void
}