char *itoa(int num, char *s) {
  int a[100];
  int i = 0;
  char *p = s;
  while (num) {
    a[i] = num % 10;
    num /= 10;
    i++;
  }
  for (; i > 0; i--) {
    *p = a[i - 1] + '0';
    p++;
  }
  *p = '\0';
  char *q = s;
  return q;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<itoa>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x140,%rsp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
movl   $0x0,-0x1a4(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x1b0(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x4(%rbp)
je     116c <itoa+0x6c>
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    $0xa,%ecx
cltd
idiv   %ecx
movslq -0x1a4(%rbp),%rax
mov    %edx,-0x1a0(%rbp,%rax,4)
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    $0xa,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x4(%rbp)
mov    -0x1a4(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1a4(%rbp)
jmp    1127 <itoa+0x27>
jmp    1171 <itoa+0x71>
cmpl   $0x0,-0x1a4(%rbp)
jle    11c4 <itoa+0xc4>
mov    -0x1a4(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
cltq
mov    -0x1a0(%rbp,%rax,4),%eax
add    $0x30,%eax
mov    %al,%cl
mov    -0x1b0(%rbp),%rax
mov    %cl,(%rax)
mov    -0x1b0(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x1b0(%rbp)
mov    -0x1a4(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x1a4(%rbp)
jmp    1171 <itoa+0x71>
mov    -0x1b0(%rbp),%rax
movb   $0x0,(%rax)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x1b8(%rbp)
mov    -0x1b8(%rbp),%rax
add    $0x140,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<itoa>:
sub    $0x118,%rsp
mov    %rsi,%rax
mov    %rsi,%rdx
test   %edi,%edi
je     124c <itoa+0x14c>
xor    %r10d,%r10d
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movslq %edi,%rdx
imul   $0x66666667,%rdx,%rdi
mov    %rdi,%rsi
shr    $0x3f,%rsi
sar    $0x22,%rdi
add    %esi,%edi
lea    (%rdi,%rdi,1),%esi
lea    (%rsi,%rsi,4),%esi
mov    %edx,%ecx
sub    %esi,%ecx
mov    %ecx,-0x80(%rsp,%r10,4)
add    $0x1,%r10
add    $0x9,%edx
cmp    $0x13,%edx
jae    1120 <itoa+0x20>
mov    %rax,%rdx
test   %r10d,%r10d
jle    124c <itoa+0x14c>
mov    %r10d,%edx
cmp    $0x8,%rdx
jb     1224 <itoa+0x124>
lea    -0x1(%rdx),%rsi
lea    -0x1(%r10),%edi
cmp    %esi,%edi
jb     1224 <itoa+0x124>
shr    $0x20,%rsi
jne    1224 <itoa+0x124>
lea    -0x1(%r10),%r9
mov    %r10d,%r8d
and    $0x7,%r10d
sub    %r10,%rdx
add    %rax,%rdx
sub    %r10,%r8
xor    %edi,%edi
movdqa 0xe5d(%rip),%xmm0
movdqa 0xe65(%rip),%xmm1
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %r9d,%esi
movdqu -0x9c(%rsp,%rsi,4),%xmm2
ff ff
movdqu -0x8c(%rsp,%rsi,4),%xmm3
ff ff
pand   %xmm0,%xmm3
pshuflw $0xe8,%xmm3,%xmm3
pshufhw $0xe8,%xmm3,%xmm3
pshufd $0xe8,%xmm3,%xmm3
pshuflw $0x1b,%xmm3,%xmm3
packuswb %xmm3,%xmm3
pand   %xmm0,%xmm2
pshuflw $0xe8,%xmm2,%xmm2
pshufhw $0xe8,%xmm2,%xmm2
pshufd $0xe8,%xmm2,%xmm2
pshuflw $0x1b,%xmm2,%xmm2
packuswb %xmm2,%xmm2
paddb  %xmm1,%xmm3
paddb  %xmm1,%xmm2
movd   %xmm3,(%rax,%rdi,1)
movd   %xmm2,0x4(%rax,%rdi,1)
add    $0x8,%rdi
add    $0xfffffffffffffff8,%r9
cmp    %rdi,%r8
jne    11b0 <itoa+0xb0>
test   %r10,%r10
jne    122a <itoa+0x12a>
jmp    124c <itoa+0x14c>
mov    %rdx,%r10
mov    %rax,%rdx
add    $0x1,%r10
xchg   %ax,%ax
lea    -0x2(%r10),%ecx
movzbl -0x80(%rsp,%rcx,4),%ecx
add    $0x30,%cl
mov    %cl,(%rdx)
add    $0x1,%rdx
add    $0xffffffffffffffff,%r10
cmp    $0x1,%r10
ja     1230 <itoa+0x130>
movb   $0x0,(%rdx)
add    $0x118,%rsp
ret

LLVM IR (-O0):
define i8* @itoa(i32 %0, i8* %1) {
%3 = alloca i32
%4 = alloca i8*
%5 = alloca [100 x i32]
%6 = alloca i32
%7 = alloca i8*
%8 = alloca i8*
store i32 %0, i32* %3
store i8* %1, i8** %4
store i32 0, i32* %6
%9 = load i8*, i8** %4
store i8* %9, i8** %7
br label %10
10: ; preds = %13, %2
%11 = load i32, i32* %3
%12 = icmp ne i32 %11, 0
br i1 %12, label %13, label %23
13: ; preds = %10
%14 = load i32, i32* %3
%15 = srem i32 %14, 10
%16 = load i32, i32* %6
%17 = sext i32 %16 to i64
%18 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %5, i64 0, i64 %17
store i32 %15, i32* %18
%19 = load i32, i32* %3
%20 = sdiv i32 %19, 10
store i32 %20, i32* %3
%21 = load i32, i32* %6
%22 = add nsw i32 %21, 1
store i32 %22, i32* %6
br label %10
23: ; preds = %10
br label %24
24: ; preds = %38, %23
%25 = load i32, i32* %6
%26 = icmp sgt i32 %25, 0
br i1 %26, label %27, label %41
27: ; preds = %24
%28 = load i32, i32* %6
%29 = sub nsw i32 %28, 1
%30 = sext i32 %29 to i64
%31 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %5, i64 0, i64 %30
%32 = load i32, i32* %31
%33 = add nsw i32 %32, 48
%34 = trunc i32 %33 to i8
%35 = load i8*, i8** %7
store i8 %34, i8* %35
%36 = load i8*, i8** %7
%37 = getelementptr inbounds i8, i8* %36, i32 1
store i8* %37, i8** %7
br label %38
38: ; preds = %27
%39 = load i32, i32* %6
%40 = add nsw i32 %39, -1
store i32 %40, i32* %6
br label %24
41: ; preds = %24
%42 = load i8*, i8** %7
store i8 0, i8* %42
%43 = load i8*, i8** %4
store i8* %43, i8** %8
%44 = load i8*, i8** %8
ret i8* %44
}

LLVM IR (-O2):
define i8* @itoa(i32 %0, i8* returned writeonly %1) {
%3 = alloca [100 x i32]
%4 = bitcast [100 x i32]* %3 to i8*
%5 = icmp eq i32 %0, 0
br i1 %5, label %71, label %51
6: ; preds = %51
%7 = trunc i64 %57 to i32
%8 = icmp sgt i32 %7, 0
br i1 %8, label %9, label %71
9: ; preds = %6
%10 = and i64 %57, 4294967295
%11 = icmp ult i64 %10, 8
br i1 %11, label %48, label %12
12: ; preds = %9
%13 = add nsw i64 %10, -1
%14 = add i32 %7, -1
%15 = trunc i64 %13 to i32
%16 = icmp ult i32 %14, %15
%17 = icmp ugt i64 %13, 4294967295
%18 = or i1 %16, %17
br i1 %18, label %48, label %19
19: ; preds = %12
%20 = and i64 %57, 7
%21 = sub nsw i64 %10, %20
%22 = getelementptr i8, i8* %1, i64 %21
br label %23
23: ; preds = %23, %19
%24 = phi i64 [ 0, %19 ], [ %44, %23 ]
%25 = getelementptr i8, i8* %1, i64 %24
%26 = sub i64 %52, %24
%27 = and i64 %26, 4294967295
%28 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %3, i64 0, i64 %27
%29 = getelementptr inbounds i32, i32* %28, i64 -3
%30 = bitcast i32* %29 to <4 x i32>*
%31 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %30
%32 = shufflevector <4 x i32> %31, <4 x i32> poison, <4 x i32> <i32 3, i32 2, i32 1, i32 0>
%33 = getelementptr inbounds i32, i32* %28, i64 -7
%34 = bitcast i32* %33 to <4 x i32>*
%35 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %34
%36 = shufflevector <4 x i32> %35, <4 x i32> poison, <4 x i32> <i32 3, i32 2, i32 1, i32 0>
%37 = trunc <4 x i32> %32 to <4 x i8>
%38 = trunc <4 x i32> %36 to <4 x i8>
%39 = add <4 x i8> %37, <i8 48, i8 48, i8 48, i8 48>
%40 = add <4 x i8> %38, <i8 48, i8 48, i8 48, i8 48>
%41 = bitcast i8* %25 to <4 x i8>*
store <4 x i8> %39, <4 x i8>* %41
%42 = getelementptr i8, i8* %25, i64 4
%43 = bitcast i8* %42 to <4 x i8>*
store <4 x i8> %40, <4 x i8>* %43
%44 = add nuw i64 %24, 8
%45 = icmp eq i64 %44, %21
br i1 %45, label %46, label %23
46: ; preds = %23
%47 = icmp eq i64 %20, 0
br i1 %47, label %71, label %48
48: ; preds = %12, %9, %46
%49 = phi i64 [ %10, %12 ], [ %10, %9 ], [ %20, %46 ]
%50 = phi i8* [ %1, %12 ], [ %1, %9 ], [ %22, %46 ]
br label %60
51: ; preds = %2, %51
%52 = phi i64 [ %57, %51 ], [ 0, %2 ]
%53 = phi i32 [ %56, %51 ], [ %0, %2 ]
%54 = srem i32 %53, 10
%55 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %3, i64 0, i64 %52
store i32 %54, i32* %55
%56 = sdiv i32 %53, 10
%57 = add nuw i64 %52, 1
%58 = add i32 %53, 9
%59 = icmp ult i32 %58, 19
br i1 %59, label %6, label %51
60: ; preds = %48, %60
%61 = phi i64 [ %63, %60 ], [ %49, %48 ]
%62 = phi i8* [ %69, %60 ], [ %50, %48 ]
%63 = add nsw i64 %61, -1
%64 = and i64 %63, 4294967295
%65 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %3, i64 0, i64 %64
%66 = load i32, i32* %65
%67 = trunc i32 %66 to i8
%68 = add i8 %67, 48
store i8 %68, i8* %62
%69 = getelementptr inbounds i8, i8* %62, i64 1
%70 = icmp ugt i64 %61, 1
br i1 %70, label %60, label %71
71: ; preds = %60, %46, %2, %6
%72 = phi i8* [ %1, %6 ], [ %1, %2 ], [ %22, %46 ], [ %69, %60 ]
store i8 0, i8* %72
ret i8* %1
}