char *ulong_to_str(unsigned long i, char str[21]) {
  int j;
  str[20] = 0;
  for (j = 19; i; j--, i /= 10) {
    switch (i % 10) {
    case 0:
      str[j] = '0';
      break;
    case 1:
      str[j] = '1';
      break;
    case 2:
      str[j] = '2';
      break;
    case 3:
      str[j] = '3';
      break;
    case 4:
      str[j] = '4';
      break;
    case 5:
      str[j] = '5';
      break;
    case 6:
      str[j] = '6';
      break;
    case 7:
      str[j] = '7';
      break;
    case 8:
      str[j] = '8';
      break;
    case 9:
      str[j] = '9';
      break;
    }
  }
  return str + j + 1;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<ulong_to_str>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movb   $0x0,0x14(%rax)
movl   $0x13,-0x14(%rbp)
cmpq   $0x0,-0x8(%rbp)
je     123d <ulong_to_str+0x13d>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
movabs $0xcccccccccccccccd,%rcx
cc cc cc
mul    %rcx
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    %rdx,%rcx
shr    $0x2,%rcx
and    $0xfffffffffffffffe,%rcx
lea    (%rcx,%rcx,4),%rcx
sub    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
sub    $0x9,%rax
ja     1218 <ulong_to_str+0x118>
mov    -0x20(%rbp),%rax
lea    0xe96(%rip),%rcx
movslq (%rcx,%rax,4),%rax
add    %rcx,%rax
jmp    *%rax
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
movb   $0x30,(%rax,%rcx,1)
jmp    1218 <ulong_to_str+0x118>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
movb   $0x31,(%rax,%rcx,1)
jmp    1218 <ulong_to_str+0x118>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
movb   $0x32,(%rax,%rcx,1)
jmp    1218 <ulong_to_str+0x118>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
movb   $0x33,(%rax,%rcx,1)
jmp    1218 <ulong_to_str+0x118>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
movb   $0x34,(%rax,%rcx,1)
jmp    1218 <ulong_to_str+0x118>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
movb   $0x35,(%rax,%rcx,1)
jmp    1218 <ulong_to_str+0x118>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
movb   $0x36,(%rax,%rcx,1)
jmp    1218 <ulong_to_str+0x118>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
movb   $0x37,(%rax,%rcx,1)
jmp    1218 <ulong_to_str+0x118>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
movb   $0x38,(%rax,%rcx,1)
jmp    1218 <ulong_to_str+0x118>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
movb   $0x39,(%rax,%rcx,1)
jmp    121d <ulong_to_str+0x11d>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    $0xa,%ecx
xor    %edx,%edx
div    %rcx
mov    %rax,-0x8(%rbp)
jmp    111b <ulong_to_str+0x1b>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
add    %rcx,%rax
add    $0x1,%rax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<ulong_to_str>:
movb   $0x0,0x14(%rsi)
test   %rdi,%rdi
je     1167 <ulong_to_str+0x67>
lea    0x13(%rsi),%rcx
movabs $0x1300000000,%r8
movabs $0xcccccccccccccccd,%r9
cc cc cc
movabs $0xffffffff00000000,%r10
ff ff ff
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    %r10,%r8
mov    %rdi,%rax
mul    %r9
shr    $0x3,%rdx
lea    (%rdx,%rdx,1),%eax
lea    (%rax,%rax,4),%r11d
mov    %edi,%eax
sub    %r11d,%eax
or     $0x30,%al
mov    %al,(%rcx)
add    $0xffffffffffffffff,%rcx
cmp    $0x9,%rdi
mov    %rdx,%rdi
ja     1130 <ulong_to_str+0x30>
sar    $0x20,%r8
lea    (%rsi,%r8,1),%rax
add    $0x1,%rax
ret
mov    $0x13,%r8d
lea    (%rsi,%r8,1),%rax
add    $0x1,%rax
ret

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

LLVM IR (-O2):
define i8* @ulong_to_str(i64 %0, i8* writeonly %1) {
%3 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 20
store i8 0, i8* %3
%4 = icmp eq i64 %0, 0
br i1 %4, label %18, label %5
5: ; preds = %2, %5
%6 = phi i64 [ %13, %5 ], [ 19, %2 ]
%7 = phi i64 [ %8, %5 ], [ %0, %2 ]
%8 = udiv i64 %7, 10
%9 = urem i64 %7, 10
%10 = trunc i64 %9 to i8
%11 = or i8 %10, 48
%12 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 %6
store i8 %11, i8* %12
%13 = add i64 %6, -1
%14 = icmp ult i64 %7, 10
br i1 %14, label %15, label %5
15: ; preds = %5
%16 = shl i64 %13, 32
%17 = ashr exact i64 %16, 32
br label %18
18: ; preds = %15, %2
%19 = phi i64 [ 19, %2 ], [ %17, %15 ]
%20 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 %19
%21 = getelementptr inbounds i8, i8* %20, i64 1
ret i8* %21
}