const char *itoa(int i, char *str, unsigned long length) {
  if (length <= 0)
    return 0;
  str[length - 1] = '\0';
  char *p = str + length - 1;
  if (i >= 0) {
    do {
      *--p = '0' + (i % 10);
      i /= 10;
    } while (i != 0);
    return p;
  } else {
    do {
      *--p = '0' - (i % 10);
      i /= 10;
    } while (i != 0);
    *--p = '-';
  }
  return p;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<itoa>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0xc(%rbp)
mov    %rsi,-0x18(%rbp)
mov    %rdx,-0x20(%rbp)
cmpq   $0x0,-0x20(%rbp)
ja     1127 <itoa+0x27>
movq   $0x0,-0x8(%rbp)
jmp    11fb <itoa+0xfb>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%rcx
sub    $0x1,%rcx
movb   $0x0,(%rax,%rcx,1)
mov    -0x18(%rbp),%rax
add    -0x20(%rbp),%rax
add    $0xffffffffffffffff,%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
cmpl   $0x0,-0xc(%rbp)
jl     119d <itoa+0x9d>
jmp    1156 <itoa+0x56>
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    $0xa,%ecx
cltd
idiv   %ecx
add    $0x30,%edx
mov    %dl,%cl
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    %rax,%rdx
add    $0xffffffffffffffff,%rdx
mov    %rdx,-0x28(%rbp)
mov    %cl,-0x1(%rax)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    $0xa,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0xc(%rbp)
cmpl   $0x0,-0xc(%rbp)
jne    1156 <itoa+0x56>
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x8(%rbp)
jmp    11fb <itoa+0xfb>
jmp    11a2 <itoa+0xa2>
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    $0xa,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    $0x30,%eax
sub    %edx,%eax
mov    %al,%cl
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    %rax,%rdx
add    $0xffffffffffffffff,%rdx
mov    %rdx,-0x28(%rbp)
mov    %cl,-0x1(%rax)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    $0xa,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0xc(%rbp)
cmpl   $0x0,-0xc(%rbp)
jne    11a2 <itoa+0xa2>
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    %rax,%rcx
add    $0xffffffffffffffff,%rcx
mov    %rcx,-0x28(%rbp)
movb   $0x2d,-0x1(%rax)
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x8(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<itoa>:
test   %rdx,%rdx
je     1156 <itoa+0x56>
movb   $0x0,-0x1(%rsi,%rdx,1)
test   %edi,%edi
js     1159 <itoa+0x59>
lea    (%rsi,%rdx,1),%rax
add    $0xffffffffffffffff,%rax
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
movslq %edi,%rcx
imul   $0x66666667,%rcx,%rdi
mov    %rdi,%rdx
shr    $0x3f,%rdx
sar    $0x22,%rdi
add    %edx,%edi
lea    (%rdi,%rdi,1),%edx
lea    (%rdx,%rdx,4),%edx
mov    %ecx,%esi
sub    %edx,%esi
add    $0x30,%sil
mov    %sil,-0x1(%rax)
add    $0xffffffffffffffff,%rax
add    $0x9,%ecx
cmp    $0x13,%ecx
jae    1120 <itoa+0x20>
ret
xor    %eax,%eax
ret
lea    (%rdx,%rsi,1),%rax
add    $0xfffffffffffffffe,%rax
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movslq %edi,%rcx
imul   $0x66666667,%rcx,%rdi
mov    %rdi,%rdx
shr    $0x3f,%rdx
sar    $0x22,%rdi
add    %edx,%edi
lea    (%rdi,%rdi,1),%edx
lea    (%rdx,%rdx,4),%edx
mov    %ecx,%esi
sub    %edx,%esi
mov    $0x30,%dl
sub    %sil,%dl
mov    %dl,(%rax)
add    $0x9,%ecx
add    $0xffffffffffffffff,%rax
cmp    $0x12,%ecx
ja     1170 <itoa+0x70>
movb   $0x2d,(%rax)
ret

LLVM IR (-O0):
define i8* @itoa(i32 %0, i8* %1, i64 %2) {
%4 = alloca i8*
%5 = alloca i32
%6 = alloca i8*
%7 = alloca i64
%8 = alloca i8*
store i32 %0, i32* %5
store i8* %1, i8** %6
store i64 %2, i64* %7
%9 = load i64, i64* %7
%10 = icmp ule i64 %9, 0
br i1 %10, label %11, label %12
11: ; preds = %3
store i8* null, i8** %4
br label %56
12: ; preds = %3
%13 = load i8*, i8** %6
%14 = load i64, i64* %7
%15 = sub i64 %14, 1
%16 = getelementptr inbounds i8, i8* %13, i64 %15
store i8 0, i8* %16
%17 = load i8*, i8** %6
%18 = load i64, i64* %7
%19 = getelementptr inbounds i8, i8* %17, i64 %18
%20 = getelementptr inbounds i8, i8* %19, i64 -1
store i8* %20, i8** %8
%21 = load i32, i32* %5
%22 = icmp sge i32 %21, 0
br i1 %22, label %23, label %38
23: ; preds = %12
br label %24
24: ; preds = %33, %23
%25 = load i32, i32* %5
%26 = srem i32 %25, 10
%27 = add nsw i32 48, %26
%28 = trunc i32 %27 to i8
%29 = load i8*, i8** %8
%30 = getelementptr inbounds i8, i8* %29, i32 -1
store i8* %30, i8** %8
store i8 %28, i8* %30
%31 = load i32, i32* %5
%32 = sdiv i32 %31, 10
store i32 %32, i32* %5
br label %33
33: ; preds = %24
%34 = load i32, i32* %5
%35 = icmp ne i32 %34, 0
br i1 %35, label %24, label %36
36: ; preds = %33
%37 = load i8*, i8** %8
store i8* %37, i8** %4
br label %56
38: ; preds = %12
br label %39
39: ; preds = %48, %38
%40 = load i32, i32* %5
%41 = srem i32 %40, 10
%42 = sub nsw i32 48, %41
%43 = trunc i32 %42 to i8
%44 = load i8*, i8** %8
%45 = getelementptr inbounds i8, i8* %44, i32 -1
store i8* %45, i8** %8
store i8 %43, i8* %45
%46 = load i32, i32* %5
%47 = sdiv i32 %46, 10
store i32 %47, i32* %5
br label %48
48: ; preds = %39
%49 = load i32, i32* %5
%50 = icmp ne i32 %49, 0
br i1 %50, label %39, label %51
51: ; preds = %48
%52 = load i8*, i8** %8
%53 = getelementptr inbounds i8, i8* %52, i32 -1
store i8* %53, i8** %8
store i8 45, i8* %53
br label %54
54: ; preds = %51
%55 = load i8*, i8** %8
store i8* %55, i8** %4
br label %56
56: ; preds = %54, %36, %11
%57 = load i8*, i8** %4
ret i8* %57
}

LLVM IR (-O2):
define i8* @itoa(i32 %0, i8* writeonly %1, i64 %2) {
%4 = icmp eq i64 %2, 0
br i1 %4, label %33, label %5
5: ; preds = %3
%6 = add i64 %2, -1
%7 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 %6
store i8 0, i8* %7
%8 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 %2
%9 = getelementptr inbounds i8, i8* %8, i64 -1
%10 = icmp sgt i32 %0, -1
br i1 %10, label %11, label %21
11: ; preds = %5, %11
%12 = phi i32 [ %18, %11 ], [ %0, %5 ]
%13 = phi i8* [ %17, %11 ], [ %9, %5 ]
%14 = srem i32 %12, 10
%15 = trunc i32 %14 to i8
%16 = add nsw i8 %15, 48
%17 = getelementptr inbounds i8, i8* %13, i64 -1
store i8 %16, i8* %17
%18 = sdiv i32 %12, 10
%19 = add i32 %12, 9
%20 = icmp ult i32 %19, 19
br i1 %20, label %33, label %11
21: ; preds = %5, %21
%22 = phi i32 [ %28, %21 ], [ %0, %5 ]
%23 = phi i8* [ %27, %21 ], [ %9, %5 ]
%24 = srem i32 %22, 10
%25 = trunc i32 %24 to i8
%26 = sub nsw i8 48, %25
%27 = getelementptr inbounds i8, i8* %23, i64 -1
store i8 %26, i8* %27
%28 = sdiv i32 %22, 10
%29 = add i32 %22, 9
%30 = icmp ult i32 %29, 19
br i1 %30, label %31, label %21
31: ; preds = %21
%32 = getelementptr inbounds i8, i8* %23, i64 -2
store i8 45, i8* %32
br label %33
33: ; preds = %11, %31, %3
%34 = phi i8* [ null, %3 ], [ %32, %31 ], [ %17, %11 ]
ret i8* %34
}