char *itoa(int value, char *str, int base) {
  char *start, *digits = "0123456789ABCDEF";
  int exp = 1;
  start = str;
  if (value < 0) {
    *str++ = '-';
    value = -value;
  } else if (value == 0) {
    str[0] = '0';
    str[1] = '\0';
    return start;
  }
  while (exp < value / base)
    exp *= base;
  while (exp) {
    *str++ = digits[value / exp];
    value %= exp;
    exp /= base;
  }
  *str = '\0';
  return start;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<itoa>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0xc(%rbp)
mov    %rsi,-0x18(%rbp)
mov    %edx,-0x1c(%rbp)
lea    0xeeb(%rip),%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
movl   $0x1,-0x34(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
cmpl   $0x0,-0xc(%rbp)
jge    1151 <itoa+0x51>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %rax,%rcx
add    $0x1,%rcx
mov    %rcx,-0x18(%rbp)
movb   $0x2d,(%rax)
xor    %eax,%eax
sub    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
jmp    117c <itoa+0x7c>
cmpl   $0x0,-0xc(%rbp)
jne    1177 <itoa+0x77>
mov    -0x18(%rbp),%rax
movb   $0x30,(%rax)
mov    -0x18(%rbp),%rax
movb   $0x0,0x1(%rax)
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x8(%rbp)
jmp    1211 <itoa+0x111>
jmp    117c <itoa+0x7c>
jmp    1181 <itoa+0x81>
mov    -0x34(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x38(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
cltd
idivl  -0x1c(%rbp)
mov    %eax,%ecx
mov    -0x38(%rbp),%eax
cmp    %ecx,%eax
jge    11aa <itoa+0xaa>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
imul   -0x34(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
jmp    1181 <itoa+0x81>
jmp    11af <itoa+0xaf>
cmpl   $0x0,-0x34(%rbp)
je     1202 <itoa+0x102>
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
cltd
idivl  -0x34(%rbp)
mov    %eax,%ecx
mov    -0x40(%rbp),%rax
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,1),%cl
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %rax,%rdx
add    $0x1,%rdx
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %cl,(%rax)
mov    -0x34(%rbp),%ecx
mov    -0xc(%rbp),%eax
cltd
idiv   %ecx
mov    %edx,-0xc(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
mov    -0x34(%rbp),%eax
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x34(%rbp)
jmp    11af <itoa+0xaf>
mov    -0x18(%rbp),%rax
movb   $0x0,(%rax)
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
test   %edi,%edi
js     1119 <itoa+0x19>
mov    %r8,%rcx
jne    1123 <itoa+0x23>
movb   $0x30,(%r8)
lea    0x1(%r8),%rcx
jmp    1180 <itoa+0x80>
lea    0x1(%r8),%rcx
movb   $0x2d,(%r8)
neg    %edi
mov    %edi,%eax
cltd
idiv   %r9d
mov    $0x1,%esi
cmp    $0x2,%eax
jl     114c <itoa+0x4c>
mov    $0x1,%esi
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
imul   %r9d,%esi
cmp    %eax,%esi
jl     1140 <itoa+0x40>
test   %esi,%esi
je     1180 <itoa+0x80>
lea    0xead(%rip),%r10
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
mov    %edi,%eax
cltd
idiv   %esi
cltq
movzbl (%rax,%r10,1),%eax
mov    %al,(%rcx)
add    $0x1,%rcx
mov    %edx,%edi
mov    %esi,%eax
cltd
idiv   %r9d
mov    %eax,%esi
test   %eax,%eax
jne    1160 <itoa+0x60>
movb   $0x0,(%rcx)
mov    %r8,%rax
ret

LLVM IR (-O0):
@.str = [17 x i8] c"0123456789ABCDEF\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 i32
store i32 %0, i32* %5
store i8* %1, i8** %6
store i32 %2, i32* %7
store i8* getelementptr inbounds ([17 x i8], [17 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i8** %9
store i32 1, i32* %10
%11 = load i8*, i8** %6
store i8* %11, i8** %8
%12 = load i32, i32* %5
%13 = icmp slt i32 %12, 0
br i1 %13, label %14, label %19
14: ; preds = %3
%15 = load i8*, i8** %6
%16 = getelementptr inbounds i8, i8* %15, i32 1
store i8* %16, i8** %6
store i8 45, i8* %15
%17 = load i32, i32* %5
%18 = sub nsw i32 0, %17
store i32 %18, i32* %5
br label %29
19: ; preds = %3
%20 = load i32, i32* %5
%21 = icmp eq i32 %20, 0
br i1 %21, label %22, label %28
22: ; preds = %19
%23 = load i8*, i8** %6
%24 = getelementptr inbounds i8, i8* %23, i64 0
store i8 48, i8* %24
%25 = load i8*, i8** %6
%26 = getelementptr inbounds i8, i8* %25, i64 1
store i8 0, i8* %26
%27 = load i8*, i8** %8
store i8* %27, i8** %4
br label %63
28: ; preds = %19
br label %29
29: ; preds = %28, %14
br label %30
30: ; preds = %36, %29
%31 = load i32, i32* %10
%32 = load i32, i32* %5
%33 = load i32, i32* %7
%34 = sdiv i32 %32, %33
%35 = icmp slt i32 %31, %34
br i1 %35, label %36, label %40
36: ; preds = %30
%37 = load i32, i32* %7
%38 = load i32, i32* %10
%39 = mul nsw i32 %38, %37
store i32 %39, i32* %10
br label %30
40: ; preds = %30
br label %41
41: ; preds = %44, %40
%42 = load i32, i32* %10
%43 = icmp ne i32 %42, 0
br i1 %43, label %44, label %60
44: ; preds = %41
%45 = load i8*, i8** %9
%46 = load i32, i32* %5
%47 = load i32, i32* %10
%48 = sdiv i32 %46, %47
%49 = sext i32 %48 to i64
%50 = getelementptr inbounds i8, i8* %45, i64 %49
%51 = load i8, i8* %50
%52 = load i8*, i8** %6
%53 = getelementptr inbounds i8, i8* %52, i32 1
store i8* %53, i8** %6
store i8 %51, i8* %52
%54 = load i32, i32* %10
%55 = load i32, i32* %5
%56 = srem i32 %55, %54
store i32 %56, i32* %5
%57 = load i32, i32* %7
%58 = load i32, i32* %10
%59 = sdiv i32 %58, %57
store i32 %59, i32* %10
br label %41
60: ; preds = %41
%61 = load i8*, i8** %6
store i8 0, i8* %61
%62 = load i8*, i8** %8
store i8* %62, i8** %4
br label %63
63: ; preds = %60, %22
%64 = load i8*, i8** %4
ret i8* %64
}

LLVM IR (-O2):
@.str = [17 x i8] c"0123456789ABCDEF\00"
define i8* @itoa(i32 %0, i8* returned writeonly %1, i32 %2) {
%4 = icmp slt i32 %0, 0
br i1 %4, label %5, label %8
5: ; preds = %3
%6 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 1
store i8 45, i8* %1
%7 = sub nsw i32 0, %0
br label %12
8: ; preds = %3
%9 = icmp eq i32 %0, 0
br i1 %9, label %10, label %12
10: ; preds = %8
store i8 48, i8* %1
%11 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 1
br label %37
12: ; preds = %8, %5
%13 = phi i8* [ %6, %5 ], [ %1, %8 ]
%14 = phi i32 [ %7, %5 ], [ %0, %8 ]
%15 = sdiv i32 %14, %2
%16 = icmp sgt i32 %15, 1
br i1 %16, label %21, label %19
17: ; preds = %21
%18 = icmp eq i32 %23, 0
br i1 %18, label %37, label %19
19: ; preds = %12, %17
%20 = phi i32 [ 1, %12 ], [ %23, %17 ]
br label %25
21: ; preds = %12, %21
%22 = phi i32 [ %23, %21 ], [ 1, %12 ]
%23 = mul nsw i32 %22, %2
%24 = icmp slt i32 %23, %15
br i1 %24, label %21, label %17
25: ; preds = %19, %25
%26 = phi i32 [ %35, %25 ], [ %20, %19 ]
%27 = phi i32 [ %34, %25 ], [ %14, %19 ]
%28 = phi i8* [ %33, %25 ], [ %13, %19 ]
%29 = sdiv i32 %27, %26
%30 = sext i32 %29 to i64
%31 = getelementptr inbounds [17 x i8], [17 x i8]* @.str, i64 0, i64 %30
%32 = load i8, i8* %31
%33 = getelementptr inbounds i8, i8* %28, i64 1
store i8 %32, i8* %28
%34 = srem i32 %27, %26
%35 = sdiv i32 %26, %2
%36 = icmp eq i32 %35, 0
br i1 %36, label %37, label %25
37: ; preds = %25, %17, %10
%38 = phi i8* [ %11, %10 ], [ %13, %17 ], [ %33, %25 ]
store i8 0, i8* %38
ret i8* %1
}