char *itoa(int val, char *str, int base) {
  char *rc, *ptr, *low;
  if (base < 2 || base > 36) {
    *str = '\0';
    return str;
  }
  rc = ptr = str;
  if (val < 0 && base == 10)
    *ptr++ = '-';
  low = ptr;
  do {
    *ptr++ = "zyxwvutsrqponmlkjihgfedcba9876543210123456789abcdefghijklmno"
             "pqrstuvwxyz"[35 + val % base];
    val /= base;
  } while (val);
  *ptr-- = '\0';
  while (low < ptr) {
    char tmp = *low;
    *low++ = *ptr;
    *ptr-- = tmp;
  }
  return rc;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<itoa>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0xc(%rbp)
mov    %rsi,-0x18(%rbp)
mov    %edx,-0x1c(%rbp)
cmpl   $0x2,-0x1c(%rbp)
jl     1122 <itoa+0x22>
cmpl   $0x24,-0x1c(%rbp)
jle    1136 <itoa+0x36>
mov    -0x18(%rbp),%rax
movb   $0x0,(%rax)
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x8(%rbp)
jmp    120f <itoa+0x10f>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    %rax,-0x28(%rbp)
cmpl   $0x0,-0xc(%rbp)
jge    1168 <itoa+0x68>
cmpl   $0xa,-0x1c(%rbp)
jne    1168 <itoa+0x68>
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    %rax,%rcx
add    $0x1,%rcx
mov    %rcx,-0x30(%rbp)
movb   $0x2d,(%rax)
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
cltd
idivl  -0x1c(%rbp)
add    $0x23,%edx
movslq %edx,%rcx
lea    0xe7c(%rip),%rax
mov    (%rax,%rcx,1),%cl
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    %rax,%rdx
add    $0x1,%rdx
mov    %rdx,-0x30(%rbp)
mov    %cl,(%rax)
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
mov    -0xc(%rbp),%eax
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0xc(%rbp)
cmpl   $0x0,-0xc(%rbp)
jne    1170 <itoa+0x70>
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    %rax,%rcx
add    $0xffffffffffffffff,%rcx
mov    %rcx,-0x30(%rbp)
movb   $0x0,(%rax)
mov    -0x38(%rbp),%rax
cmp    -0x30(%rbp),%rax
jae    1207 <itoa+0x107>
mov    -0x38(%rbp),%rax
mov    (%rax),%al
mov    %al,-0x39(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    (%rax),%cl
mov    -0x38(%rbp),%rax
mov    %rax,%rdx
add    $0x1,%rdx
mov    %rdx,-0x38(%rbp)
mov    %cl,(%rax)
mov    -0x39(%rbp),%cl
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    %rax,%rdx
add    $0xffffffffffffffff,%rdx
mov    %rdx,-0x30(%rbp)
mov    %cl,(%rax)
jmp    11c0 <itoa+0xc0>
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x8(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<itoa>:
mov    %edx,%r9d
mov    %rsi,%r8
lea    -0x25(%r9),%ecx
cmp    $0xffffffdc,%ecx
ja     1117 <itoa+0x17>
movb   $0x0,(%r8)
mov    %r8,%rax
ret
mov    %edi,%eax
mov    %r8,%rdi
test   %eax,%eax
jns    1131 <itoa+0x31>
mov    %r8,%rdi
cmp    $0xa,%r9d
jne    1131 <itoa+0x31>
lea    0x1(%r8),%rdi
movb   $0x2d,(%r8)
mov    $0xffffffffffffffff,%rcx
mov    $0x2,%esi
lea    0xebc(%rip),%r10
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
cltd
idiv   %r9d
add    $0x23,%edx
movzbl (%rdx,%r10,1),%edx
mov    %dl,0x1(%rdi,%rcx,1)
add    $0x1,%rcx
add    $0xffffffffffffffff,%rsi
test   %eax,%eax
jne    1150 <itoa+0x50>
movb   $0x0,0x1(%rdi,%rcx,1)
test   %rcx,%rcx
je     11ac <itoa+0xac>
mov    (%rdi),%al
mov    %dl,(%rdi)
mov    %al,(%rdi,%rcx,1)
cmp    $0x3,%rcx
jb     11ac <itoa+0xac>
mov    %rdi,%rax
sub    %rsi,%rax
add    $0x2,%rdi
nopl   (%rax)
movzbl (%rax),%ecx
movzbl -0x1(%rdi),%edx
mov    %cl,-0x1(%rdi)
mov    %dl,(%rax)
add    $0xffffffffffffffff,%rax
lea    0x1(%rdi),%rcx
cmp    %rax,%rdi
mov    %rcx,%rdi
jb     1190 <itoa+0x90>
mov    %r8,%rax
ret

LLVM IR (-O0):
@.str = [72 x i8] c"zyxwvutsrqponmlkjihgfedcba9876543210123456789abcdefghijklmnopqrstuvwxyz\00"
define i8* @itoa(i32 %0, i8* %1, i32 %2) {
%4 = alloca i8*
%5 = alloca i32
%6 = alloca i8*
%7 = alloca i32
%8 = alloca i8*
%9 = alloca i8*
%10 = alloca i8*
%11 = alloca i8
store i32 %0, i32* %5
store i8* %1, i8** %6
store i32 %2, i32* %7
%12 = load i32, i32* %7
%13 = icmp slt i32 %12, 2
br i1 %13, label %17, label %14
14: ; preds = %3
%15 = load i32, i32* %7
%16 = icmp sgt i32 %15, 36
br i1 %16, label %17, label %20
17: ; preds = %14, %3
%18 = load i8*, i8** %6
store i8 0, i8* %18
%19 = load i8*, i8** %6
store i8* %19, i8** %4
br label %67
20: ; preds = %14
%21 = load i8*, i8** %6
store i8* %21, i8** %9
store i8* %21, i8** %8
%22 = load i32, i32* %5
%23 = icmp slt i32 %22, 0
br i1 %23, label %24, label %30
24: ; preds = %20
%25 = load i32, i32* %7
%26 = icmp eq i32 %25, 10
br i1 %26, label %27, label %30
27: ; preds = %24
%28 = load i8*, i8** %9
%29 = getelementptr inbounds i8, i8* %28, i32 1
store i8* %29, i8** %9
store i8 45, i8* %28
br label %30
30: ; preds = %27, %24, %20
%31 = load i8*, i8** %9
store i8* %31, i8** %10
br label %32
32: ; preds = %45, %30
%33 = load i32, i32* %5
%34 = load i32, i32* %7
%35 = srem i32 %33, %34
%36 = add nsw i32 35, %35
%37 = sext i32 %36 to i64
%38 = getelementptr inbounds [72 x i8], [72 x i8]* @.str, i64 0, i64 %37
%39 = load i8, i8* %38
%40 = load i8*, i8** %9
%41 = getelementptr inbounds i8, i8* %40, i32 1
store i8* %41, i8** %9
store i8 %39, i8* %40
%42 = load i32, i32* %7
%43 = load i32, i32* %5
%44 = sdiv i32 %43, %42
store i32 %44, i32* %5
br label %45
45: ; preds = %32
%46 = load i32, i32* %5
%47 = icmp ne i32 %46, 0
br i1 %47, label %32, label %48
48: ; preds = %45
%49 = load i8*, i8** %9
%50 = getelementptr inbounds i8, i8* %49, i32 -1
store i8* %50, i8** %9
store i8 0, i8* %49
br label %51
51: ; preds = %55, %48
%52 = load i8*, i8** %10
%53 = load i8*, i8** %9
%54 = icmp ult i8* %52, %53
br i1 %54, label %55, label %65
55: ; preds = %51
%56 = load i8*, i8** %10
%57 = load i8, i8* %56
store i8 %57, i8* %11
%58 = load i8*, i8** %9
%59 = load i8, i8* %58
%60 = load i8*, i8** %10
%61 = getelementptr inbounds i8, i8* %60, i32 1
store i8* %61, i8** %10
store i8 %59, i8* %60
%62 = load i8, i8* %11
%63 = load i8*, i8** %9
%64 = getelementptr inbounds i8, i8* %63, i32 -1
store i8* %64, i8** %9
store i8 %62, i8* %63
br label %51
65: ; preds = %51
%66 = load i8*, i8** %8
store i8* %66, i8** %4
br label %67
67: ; preds = %65, %17
%68 = load i8*, i8** %4
ret i8* %68
}

LLVM IR (-O2):
@.str = [72 x i8] c"zyxwvutsrqponmlkjihgfedcba9876543210123456789abcdefghijklmnopqrstuvwxyz\00"
define i8* @itoa(i32 %0, i8* returned %1, i32 %2) {
%4 = add i32 %2, -37
%5 = icmp ult i32 %4, -35
br i1 %5, label %6, label %7
6: ; preds = %3
store i8 0, i8* %1
br label %46
7: ; preds = %3
%8 = icmp slt i32 %0, 0
%9 = icmp eq i32 %2, 10
%10 = and i1 %8, %9
br i1 %10, label %11, label %13
11: ; preds = %7
%12 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 1
store i8 45, i8* %1
br label %13
13: ; preds = %11, %7
%14 = phi i8* [ %12, %11 ], [ %1, %7 ]
br label %15
15: ; preds = %15, %13
%16 = phi i32 [ %0, %13 ], [ %25, %15 ]
%17 = phi i64 [ 0, %13 ], [ %24, %15 ]
%18 = getelementptr inbounds i8, i8* %14, i64 %17
%19 = srem i32 %16, %2
%20 = add nsw i32 %19, 35
%21 = zext i32 %20 to i64
%22 = getelementptr inbounds [72 x i8], [72 x i8]* @.str, i64 0, i64 %21
%23 = load i8, i8* %22
%24 = add nuw nsw i64 %17, 1
store i8 %23, i8* %18
%25 = sdiv i32 %16, %2
%26 = icmp eq i32 %25, 0
br i1 %26, label %27, label %15
27: ; preds = %15
%28 = getelementptr inbounds i8, i8* %14, i64 %17
%29 = getelementptr inbounds i8, i8* %14, i64 %24
store i8 0, i8* %29
%30 = icmp eq i64 %17, 0
br i1 %30, label %46, label %31
31: ; preds = %27
%32 = load i8, i8* %14
store i8 %23, i8* %14
store i8 %32, i8* %28
%33 = icmp ugt i64 %17, 2
br i1 %33, label %34, label %46
34: ; preds = %31
%35 = add nsw i64 %17, -1
%36 = getelementptr inbounds i8, i8* %14, i64 %35
%37 = getelementptr inbounds i8, i8* %14, i64 1
br label %38
38: ; preds = %34, %38
%39 = phi i8* [ %36, %34 ], [ %44, %38 ]
%40 = phi i8* [ %37, %34 ], [ %43, %38 ]
%41 = load i8, i8* %39
%42 = load i8, i8* %40
%43 = getelementptr inbounds i8, i8* %40, i64 1
store i8 %41, i8* %40
%44 = getelementptr inbounds i8, i8* %39, i64 -1
store i8 %42, i8* %39
%45 = icmp ult i8* %43, %44
br i1 %45, label %38, label %46
46: ; preds = %38, %31, %27, %6
ret i8* %1
}