char *itoa(char *p, unsigned int num, int radix, char first_hex_letter) {
  int i;
  char *q;
  q = p + 32;
  do {
    i = (int)(num % radix);
    if (i >= 10) {
      i += first_hex_letter - 10;
    } else {
      i += '0';
    }
    *--q = i;
  } while ((num = num / radix) != 0);
  i = (int)(p + 32 - q);
  do {
    *p++ = *q++;
  } while (--i);
  return (p);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<itoa>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %cl,%al
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
mov    %al,-0x11(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
add    $0x20,%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
xor    %edx,%edx
divl   -0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x18(%rbp)
cmpl   $0xa,-0x18(%rbp)
jl     1146 <itoa+0x46>
movsbl -0x11(%rbp),%eax
sub    $0xa,%eax
add    -0x18(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    114f <itoa+0x4f>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x30,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    %al,%cl
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %rax,%rdx
add    $0xffffffffffffffff,%rdx
mov    %rdx,-0x20(%rbp)
mov    %cl,-0x1(%rax)
mov    -0xc(%rbp),%eax
xor    %edx,%edx
divl   -0x10(%rbp)
mov    %eax,-0xc(%rbp)
cmp    $0x0,%eax
jne    111f <itoa+0x1f>
mov    -0x8(%rbp),%rax
add    $0x20,%rax
mov    -0x20(%rbp),%rcx
sub    %rcx,%rax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %rax,%rcx
add    $0x1,%rcx
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
mov    (%rax),%cl
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %rax,%rdx
add    $0x1,%rdx
mov    %rdx,-0x8(%rbp)
mov    %cl,(%rax)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
cmp    $0x0,%eax
jne    118c <itoa+0x8c>
mov    -0x8(%rbp),%rax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<itoa>:
push   %r15
push   %r14
push   %rbx
mov    %edx,%r8d
movzbl %cl,%r9d
add    $0xf6,%r9d
mov    $0xfffffffe,%ecx
xor    %r15d,%r15d
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %esi,%eax
xor    %edx,%edx
div    %r8d
cmp    $0xa,%edx
mov    $0x30,%ebx
cmovge %r9d,%ebx
add    %edx,%ebx
mov    %bl,0x1f(%rdi,%r15,1)
add    $0xffffffffffffffff,%r15
add    $0x1,%ecx
cmp    %r8d,%esi
mov    %eax,%esi
jae    1120 <itoa+0x20>
lea    0x1(%rdi),%rax
mov    %bl,(%rdi)
cmp    $0xffffffff,%r15d
je     1381 <itoa+0x281>
mov    %r15,%rbx
not    %rbx
lea    (%rdi,%r15,1),%rdx
add    $0x21,%rdx
mov    $0xfffffffe,%r10d
mov    $0xfffffffe,%r9d
sub    %r15d,%r9d
cmp    $0x1e,%r9d
jbe    12e4 <itoa+0x1e4>
mov    %ecx,%r8d
lea    (%rdi,%r8,1),%rcx
add    %r15,%rcx
add    $0x22,%rcx
cmp    %rcx,%rax
jae    11a6 <itoa+0xa6>
sub    %r15d,%r10d
lea    (%r10,%rdi,1),%rcx
add    $0x2,%rcx
cmp    %rcx,%rdx
jb     12e4 <itoa+0x1e4>
mov    $0xfffffffffffffffe,%r14
sub    %r15,%r14
add    $0x1,%r9
mov    %r9,%r10
and    $0xffffffffffffffe0,%r10
lea    -0x20(%r10),%rcx
mov    %rcx,%r11
shr    $0x5,%r11
add    $0x1,%r11
cmp    $0x60,%rcx
jae    11d7 <itoa+0xd7>
xor    %edx,%edx
jmp    1255 <itoa+0x155>
lea    (%rdi,%r15,1),%rcx
add    $0x91,%rcx
mov    %r14d,%esi
add    $0x1,%rsi
and    $0xffffffffffffffe0,%rsi
add    $0xffffffffffffffe0,%rsi
shr    $0x5,%rsi
add    $0x1,%rsi
and    $0xfffffffffffffffc,%rsi
xor    %edx,%edx
nop
movups -0x70(%rcx),%xmm0
movups -0x60(%rcx),%xmm1
movups %xmm0,0x1(%rdi,%rdx,1)
movups %xmm1,0x11(%rdi,%rdx,1)
movups -0x50(%rcx),%xmm0
movups -0x40(%rcx),%xmm1
movups %xmm0,0x21(%rdi,%rdx,1)
movups %xmm1,0x31(%rdi,%rdx,1)
movups -0x30(%rcx),%xmm0
movups -0x20(%rcx),%xmm1
movups %xmm0,0x41(%rdi,%rdx,1)
movups %xmm1,0x51(%rdi,%rdx,1)
movups -0x10(%rcx),%xmm0
movups (%rcx),%xmm1
movups %xmm0,0x61(%rdi,%rdx,1)
movups %xmm1,0x71(%rdi,%rdx,1)
sub    $0xffffffffffffff80,%rdx
sub    $0xffffffffffffff80,%rcx
add    $0xfffffffffffffffc,%rsi
jne    1200 <itoa+0x100>
test   $0x3,%r11b
je     12b1 <itoa+0x1b1>
lea    (%rdx,%rdi,1),%rcx
add    $0x11,%rcx
add    $0x1,%r14b
and    $0x60,%r14b
add    $0xe0,%r14b
shr    $0x5,%r14b
add    $0x1,%r14b
movzbl %r14b,%r11d
and    $0x3,%r11d
shl    $0x5,%r11
add    %rdi,%rdx
add    $0x31,%rdx
xor    %ebx,%ebx
nopl   0x0(%rax)
lea    (%rdx,%rbx,1),%rsi
movups -0x10(%r15,%rsi,1),%xmm0
movups (%r15,%rsi,1),%xmm1
movups %xmm0,-0x10(%rcx,%rbx,1)
movups %xmm1,(%rcx,%rbx,1)
add    $0x20,%rbx
cmp    %rbx,%r11
jne    1290 <itoa+0x190>
add    %r10,%rax
cmp    %r10,%r9
je     1381 <itoa+0x281>
add    $0x1,%r8
shr    $0x5,%r8
mov    %r8d,%ebx
shl    $0x5,%ebx
xor    $0xffffffe0,%ebx
shl    $0x5,%r8
sub    %r15,%rbx
add    %r8,%rdi
add    $0x1f,%rbx
lea    (%r15,%rdi,1),%rdx
add    $0x21,%rdx
lea    -0x1(%rbx),%r8d
test   $0x7,%bl
je     1317 <itoa+0x217>
mov    %ebx,%esi
and    $0x7,%esi
xor    %edi,%edi
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
movzbl (%rdx,%rdi,1),%ecx
mov    %cl,(%rax,%rdi,1)
add    $0x1,%rdi
cmp    %edi,%esi
jne    1300 <itoa+0x200>
sub    %edi,%ebx
add    %rdi,%rax
add    %rdi,%rdx
cmp    $0x7,%r8d
jb     1381 <itoa+0x281>
mov    %ebx,%esi
xor    %ecx,%ecx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movzbl (%rdx,%rcx,1),%ebx
mov    %bl,(%rax,%rcx,1)
movzbl 0x1(%rdx,%rcx,1),%ebx
mov    %bl,0x1(%rax,%rcx,1)
movzbl 0x2(%rdx,%rcx,1),%ebx
mov    %bl,0x2(%rax,%rcx,1)
movzbl 0x3(%rdx,%rcx,1),%ebx
mov    %bl,0x3(%rax,%rcx,1)
movzbl 0x4(%rdx,%rcx,1),%ebx
mov    %bl,0x4(%rax,%rcx,1)
movzbl 0x5(%rdx,%rcx,1),%ebx
mov    %bl,0x5(%rax,%rcx,1)
movzbl 0x6(%rdx,%rcx,1),%ebx
mov    %bl,0x6(%rax,%rcx,1)
movzbl 0x7(%rdx,%rcx,1),%ebx
mov    %bl,0x7(%rax,%rcx,1)
add    $0x8,%rcx
cmp    %ecx,%esi
jne    1330 <itoa+0x230>
add    %rcx,%rax
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %r15
ret

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

LLVM IR (-O2):
define i8* @itoa(i8* %0, i32 %1, i32 %2, i8 signext %3) {
%5 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 32
%6 = zext i8 %3 to i32
%7 = add nuw nsw i32 %6, 246
br label %8
8: ; preds = %8, %4
%9 = phi i32 [ %1, %4 ], [ %17, %8 ]
%10 = phi i8* [ %5, %4 ], [ %16, %8 ]
%11 = urem i32 %9, %2
%12 = icmp sgt i32 %11, 9
%13 = select i1 %12, i32 %7, i32 48
%14 = add i32 %13, %11
%15 = trunc i32 %14 to i8
%16 = getelementptr inbounds i8, i8* %10, i64 -1
store i8 %15, i8* %16
%17 = udiv i32 %9, %2
%18 = icmp ult i32 %9, %2
br i1 %18, label %19, label %8
19: ; preds = %8
%20 = trunc i32 %14 to i8
%21 = ptrtoint i8* %5 to i64
%22 = ptrtoint i8* %16 to i64
%23 = sub i64 %21, %22
%24 = trunc i64 %23 to i32
%25 = getelementptr i8, i8* %0, i64 1
store i8 %20, i8* %0
%26 = add nsw i32 %24, -1
%27 = icmp eq i32 %26, 0
br i1 %27, label %181, label %28
28: ; preds = %19
%29 = add i64 %21, 4294967294
%30 = sub i64 %29, %22
%31 = and i64 %30, 4294967295
%32 = add nuw nsw i64 %31, 1
%33 = icmp ult i64 %31, 31
br i1 %33, label %127, label %34
34: ; preds = %28
%35 = add i64 %21, 4294967294
%36 = sub i64 %35, %22
%37 = and i64 %36, 4294967295
%38 = add nuw nsw i64 %37, 2
%39 = getelementptr i8, i8* %0, i64 %38
%40 = getelementptr i8, i8* %16, i64 %38
%41 = icmp ult i8* %25, %40
%42 = icmp ult i8* %10, %39
%43 = and i1 %41, %42
br i1 %43, label %127, label %44
44: ; preds = %34
%45 = and i64 %32, 8589934560
%46 = trunc i64 %45 to i32
%47 = sub i32 %26, %46
%48 = getelementptr i8, i8* %25, i64 %45
%49 = getelementptr i8, i8* %10, i64 %45
%50 = add nsw i64 %45, -32
%51 = lshr exact i64 %50, 5
%52 = add nuw nsw i64 %51, 1
%53 = and i64 %52, 3
%54 = icmp ult i64 %50, 96
br i1 %54, label %106, label %55
55: ; preds = %44
%56 = and i64 %52, 1152921504606846972
br label %57
57: ; preds = %57, %55
%58 = phi i64 [ 0, %55 ], [ %103, %57 ]
%59 = phi i64 [ 0, %55 ], [ %104, %57 ]
%60 = getelementptr i8, i8* %25, i64 %58
%61 = getelementptr i8, i8* %10, i64 %58
%62 = bitcast i8* %61 to <16 x i8>*
%63 = load <16 x i8>, <16 x i8>* %62
%64 = getelementptr i8, i8* %61, i64 16
%65 = bitcast i8* %64 to <16 x i8>*
%66 = load <16 x i8>, <16 x i8>* %65
%67 = bitcast i8* %60 to <16 x i8>*
store <16 x i8> %63, <16 x i8>* %67
%68 = getelementptr i8, i8* %60, i64 16
%69 = bitcast i8* %68 to <16 x i8>*
store <16 x i8> %66, <16 x i8>* %69
%70 = or i64 %58, 32
%71 = getelementptr i8, i8* %25, i64 %70
%72 = getelementptr i8, i8* %10, i64 %70
%73 = bitcast i8* %72 to <16 x i8>*
%74 = load <16 x i8>, <16 x i8>* %73
%75 = getelementptr i8, i8* %72, i64 16
%76 = bitcast i8* %75 to <16 x i8>*
%77 = load <16 x i8>, <16 x i8>* %76
%78 = bitcast i8* %71 to <16 x i8>*
store <16 x i8> %74, <16 x i8>* %78
%79 = getelementptr i8, i8* %71, i64 16
%80 = bitcast i8* %79 to <16 x i8>*
store <16 x i8> %77, <16 x i8>* %80
%81 = or i64 %58, 64
%82 = getelementptr i8, i8* %25, i64 %81
%83 = getelementptr i8, i8* %10, i64 %81
%84 = bitcast i8* %83 to <16 x i8>*
%85 = load <16 x i8>, <16 x i8>* %84
%86 = getelementptr i8, i8* %83, i64 16
%87 = bitcast i8* %86 to <16 x i8>*
%88 = load <16 x i8>, <16 x i8>* %87
%89 = bitcast i8* %82 to <16 x i8>*
store <16 x i8> %85, <16 x i8>* %89
%90 = getelementptr i8, i8* %82, i64 16
%91 = bitcast i8* %90 to <16 x i8>*
store <16 x i8> %88, <16 x i8>* %91
%92 = or i64 %58, 96
%93 = getelementptr i8, i8* %25, i64 %92
%94 = getelementptr i8, i8* %10, i64 %92
%95 = bitcast i8* %94 to <16 x i8>*
%96 = load <16 x i8>, <16 x i8>* %95
%97 = getelementptr i8, i8* %94, i64 16
%98 = bitcast i8* %97 to <16 x i8>*
%99 = load <16 x i8>, <16 x i8>* %98
%100 = bitcast i8* %93 to <16 x i8>*
store <16 x i8> %96, <16 x i8>* %100
%101 = getelementptr i8, i8* %93, i64 16
%102 = bitcast i8* %101 to <16 x i8>*
store <16 x i8> %99, <16 x i8>* %102
%103 = add nuw i64 %58, 128
%104 = add i64 %59, 4
%105 = icmp eq i64 %104, %56
br i1 %105, label %106, label %57
106: ; preds = %57, %44
%107 = phi i64 [ 0, %44 ], [ %103, %57 ]
%108 = icmp eq i64 %53, 0
br i1 %108, label %125, label %109
109: ; preds = %106, %109
%110 = phi i64 [ %122, %109 ], [ %107, %106 ]
%111 = phi i64 [ %123, %109 ], [ 0, %106 ]
%112 = getelementptr i8, i8* %25, i64 %110
%113 = getelementptr i8, i8* %10, i64 %110
%114 = bitcast i8* %113 to <16 x i8>*
%115 = load <16 x i8>, <16 x i8>* %114
%116 = getelementptr i8, i8* %113, i64 16
%117 = bitcast i8* %116 to <16 x i8>*
%118 = load <16 x i8>, <16 x i8>* %117
%119 = bitcast i8* %112 to <16 x i8>*
store <16 x i8> %115, <16 x i8>* %119
%120 = getelementptr i8, i8* %112, i64 16
%121 = bitcast i8* %120 to <16 x i8>*
store <16 x i8> %118, <16 x i8>* %121
%122 = add nuw i64 %110, 32
%123 = add i64 %111, 1
%124 = icmp eq i64 %123, %53
br i1 %124, label %125, label %109
125: ; preds = %109, %106
%126 = icmp eq i64 %32, %45
br i1 %126, label %181, label %127
127: ; preds = %34, %28, %125
%128 = phi i32 [ %26, %34 ], [ %26, %28 ], [ %47, %125 ]
%129 = phi i8* [ %25, %34 ], [ %25, %28 ], [ %48, %125 ]
%130 = phi i8* [ %10, %34 ], [ %10, %28 ], [ %49, %125 ]
%131 = add i32 %128, -1
%132 = and i32 %128, 7
%133 = icmp eq i32 %132, 0
br i1 %133, label %145, label %134
134: ; preds = %127, %134
%135 = phi i32 [ %142, %134 ], [ %128, %127 ]
%136 = phi i8* [ %141, %134 ], [ %129, %127 ]
%137 = phi i8* [ %140, %134 ], [ %130, %127 ]
%138 = phi i32 [ %143, %134 ], [ 0, %127 ]
%139 = load i8, i8* %137
%140 = getelementptr inbounds i8, i8* %137, i64 1
%141 = getelementptr inbounds i8, i8* %136, i64 1
store i8 %139, i8* %136
%142 = add nsw i32 %135, -1
%143 = add i32 %138, 1
%144 = icmp eq i32 %143, %132
br i1 %144, label %145, label %134
145: ; preds = %134, %127
%146 = phi i8* [ undef, %127 ], [ %141, %134 ]
%147 = phi i32 [ %128, %127 ], [ %142, %134 ]
%148 = phi i8* [ %129, %127 ], [ %141, %134 ]
%149 = phi i8* [ %130, %127 ], [ %140, %134 ]
%150 = icmp ult i32 %131, 7
br i1 %150, label %181, label %151
151: ; preds = %145, %151
%152 = phi i32 [ %179, %151 ], [ %147, %145 ]
%153 = phi i8* [ %178, %151 ], [ %148, %145 ]
%154 = phi i8* [ %177, %151 ], [ %149, %145 ]
%155 = load i8, i8* %154
%156 = getelementptr inbounds i8, i8* %154, i64 1
%157 = getelementptr inbounds i8, i8* %153, i64 1
store i8 %155, i8* %153
%158 = load i8, i8* %156
%159 = getelementptr inbounds i8, i8* %154, i64 2
%160 = getelementptr inbounds i8, i8* %153, i64 2
store i8 %158, i8* %157
%161 = load i8, i8* %159
%162 = getelementptr inbounds i8, i8* %154, i64 3
%163 = getelementptr inbounds i8, i8* %153, i64 3
store i8 %161, i8* %160
%164 = load i8, i8* %162
%165 = getelementptr inbounds i8, i8* %154, i64 4
%166 = getelementptr inbounds i8, i8* %153, i64 4
store i8 %164, i8* %163
%167 = load i8, i8* %165
%168 = getelementptr inbounds i8, i8* %154, i64 5
%169 = getelementptr inbounds i8, i8* %153, i64 5
store i8 %167, i8* %166
%170 = load i8, i8* %168
%171 = getelementptr inbounds i8, i8* %154, i64 6
%172 = getelementptr inbounds i8, i8* %153, i64 6
store i8 %170, i8* %169
%173 = load i8, i8* %171
%174 = getelementptr inbounds i8, i8* %154, i64 7
%175 = getelementptr inbounds i8, i8* %153, i64 7
store i8 %173, i8* %172
%176 = load i8, i8* %174
%177 = getelementptr inbounds i8, i8* %154, i64 8
%178 = getelementptr inbounds i8, i8* %153, i64 8
store i8 %176, i8* %175
%179 = add nsw i32 %152, -8
%180 = icmp eq i32 %179, 0
br i1 %180, label %181, label %151
181: ; preds = %145, %151, %125, %19
%182 = phi i8* [ %25, %19 ], [ %48, %125 ], [ %146, %145 ], [ %178, %151 ]
ret i8* %182
}