void byte_to_base64(char *dest, const unsigned char *src, unsigned len) {
  static const char *tail = "0123456789+/";
  unsigned shift = 0;
  unsigned char word;
  const unsigned char *e = src + len;
  while (src < e) {
    if (shift > 2) {
      word = (*src & (0xFF >> shift));
      shift = (shift + 6) % 8;
      word <<= shift;
      if (src + 1 < e)
        word |= *(src + 1) >> (8 - shift);
      ++src;
    } else {
      shift = (shift + 6) % 8;
      word = (*src >> ((8 - shift) & 7)) & 0x3F;
      if (shift == 0)
        src++;
    }
    *dest++ = (word < 52 ? (word < 26 ? word + 'A' : word - 26 + 'a')
                         : tail[word - 52]);
  }
  if (shift > 0) {
    *dest++ = '=';
    if (shift == 6)
      *dest++ = '=';
  }
  *dest = '\0';
}


x86 assembly (clang, -O0):
<byte_to_base64>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
cmp    -0x28(%rbp),%rax
jae    1261 <byte_to_base64+0x161>
cmpl   $0x2,-0x18(%rbp)
jbe    11ac <byte_to_base64+0xac>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movzbl (%rax),%eax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
mov    $0xff,%edx
sar    %cl,%edx
mov    %edx,%ecx
and    %ecx,%eax
mov    %al,-0x19(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x6,%eax
and    $0x7,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%ecx
movzbl -0x19(%rbp),%eax
shl    %cl,%eax
mov    %al,-0x19(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
cmp    -0x28(%rbp),%rax
jae    119b <byte_to_base64+0x9b>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movzbl 0x1(%rax),%eax
mov    $0x8,%ecx
sub    -0x18(%rbp),%ecx
sar    %cl,%eax
mov    %eax,%ecx
movzbl -0x19(%rbp),%eax
or     %ecx,%eax
mov    %al,-0x19(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x10(%rbp)
jmp    11ed <byte_to_base64+0xed>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x6,%eax
and    $0x7,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movzbl (%rax),%eax
mov    $0x8,%ecx
sub    -0x18(%rbp),%ecx
and    $0x7,%ecx
sar    %cl,%eax
and    $0x3f,%eax
mov    %al,-0x19(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x18(%rbp)
jne    11e8 <byte_to_base64+0xe8>
mov    -0x10(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x10(%rbp)
jmp    11ed <byte_to_base64+0xed>
movzbl -0x19(%rbp),%eax
cmp    $0x34,%eax
jge    122e <byte_to_base64+0x12e>
movzbl -0x19(%rbp),%eax
cmp    $0x1a,%eax
jge    1216 <byte_to_base64+0x116>
movzbl -0x19(%rbp),%eax
add    $0x41,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    1223 <byte_to_base64+0x123>
movzbl -0x19(%rbp),%eax
sub    $0x1a,%eax
add    $0x61,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
jmp    1246 <byte_to_base64+0x146>
mov    0x2deb(%rip),%rax
movzbl -0x19(%rbp),%ecx
sub    $0x34,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsbl (%rax,%rcx,1),%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%eax
mov    %al,%cl
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %rax,%rdx
add    $0x1,%rdx
mov    %rdx,-0x8(%rbp)
mov    %cl,(%rax)
jmp    1124 <byte_to_base64+0x24>
cmpl   $0x0,-0x18(%rbp)
jbe    129e <byte_to_base64+0x19e>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %rax,%rcx
add    $0x1,%rcx
mov    %rcx,-0x8(%rbp)
movb   $0x3d,(%rax)
cmpl   $0x6,-0x18(%rbp)
jne    1299 <byte_to_base64+0x199>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %rax,%rcx
add    $0x1,%rcx
mov    %rcx,-0x8(%rbp)
movb   $0x3d,(%rax)
jmp    129e <byte_to_base64+0x19e>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movb   $0x0,(%rax)
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<byte_to_base64>:
test   %edx,%edx
je     11b9 <byte_to_base64+0xb9>
mov    %edx,%r9d
add    %rsi,%r9
xor    %eax,%eax
lea    0xee9(%rip),%r8
jmp    1136 <byte_to_base64+0x36>
nopl   0x0(%rax)
movzbl %dl,%ecx
add    $0xffffffcc,%ecx
movzbl (%rcx,%r8,1),%edx
mov    %dl,(%rdi)
add    $0x1,%rdi
cmp    %r9,%rsi
jae    11a5 <byte_to_base64+0xa5>
cmp    $0x3,%eax
jb     1170 <byte_to_base64+0x70>
mov    $0xff,%edx
mov    %eax,%ecx
shr    %cl,%edx
and    (%rsi),%dl
movzbl %dl,%edx
add    $0x6,%eax
and    $0x7,%eax
mov    %eax,%ecx
shl    %cl,%edx
add    $0x1,%rsi
cmp    %r9,%rsi
jae    118a <byte_to_base64+0x8a>
movzbl (%rsi),%r10d
mov    $0x8,%cl
sub    %al,%cl
shr    %cl,%r10d
or     %r10d,%edx
jmp    118a <byte_to_base64+0x8a>
nopl   0x0(%rax)
mov    $0x2,%cl
sub    %al,%cl
add    $0x6,%eax
movzbl (%rsi),%edx
shr    %cl,%edx
and    $0x3f,%dl
xor    %ecx,%ecx
and    $0x7,%eax
sete   %cl
add    %rcx,%rsi
cmp    $0x33,%dl
ja     1120 <byte_to_base64+0x20>
cmp    $0x19,%dl
ja     11a0 <byte_to_base64+0xa0>
add    $0x41,%dl
jmp    112b <byte_to_base64+0x2b>
nopl   0x0(%rax)
add    $0x47,%dl
jmp    112b <byte_to_base64+0x2b>
test   %eax,%eax
je     11b9 <byte_to_base64+0xb9>
movb   $0x3d,(%rdi)
cmp    $0x6,%eax
jne    11bd <byte_to_base64+0xbd>
movb   $0x3d,0x1(%rdi)
add    $0x2,%rdi
movb   $0x0,(%rdi)
ret
add    $0x1,%rdi
movb   $0x0,(%rdi)
ret

LLVM IR (-O0):
@byte_to_base64.tail = internal global i8* getelementptr inbounds ([13 x i8], [13 x i8]* @.str, i32 0, i32 0)
@.str = [13 x i8] c"0123456789+/\00"
define void @byte_to_base64(i8* %0, i8* %1, i32 %2) {
%4 = alloca i8*
%5 = alloca i8*
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i8
%9 = alloca i8*
store i8* %0, i8** %4
store i8* %1, i8** %5
store i32 %2, i32* %6
store i32 0, i32* %7
%10 = load i8*, i8** %5
%11 = load i32, i32* %6
%12 = zext i32 %11 to i64
%13 = getelementptr inbounds i8, i8* %10, i64 %12
store i8* %13, i8** %9
br label %14
14: ; preds = %103, %3
%15 = load i8*, i8** %5
%16 = load i8*, i8** %9
%17 = icmp ult i8* %15, %16
br i1 %17, label %18, label %108
18: ; preds = %14
%19 = load i32, i32* %7
%20 = icmp ugt i32 %19, 2
br i1 %20, label %21, label %56
21: ; preds = %18
%22 = load i8*, i8** %5
%23 = load i8, i8* %22
%24 = zext i8 %23 to i32
%25 = load i32, i32* %7
%26 = ashr i32 255, %25
%27 = and i32 %24, %26
%28 = trunc i32 %27 to i8
store i8 %28, i8* %8
%29 = load i32, i32* %7
%30 = add i32 %29, 6
%31 = urem i32 %30, 8
store i32 %31, i32* %7
%32 = load i32, i32* %7
%33 = load i8, i8* %8
%34 = zext i8 %33 to i32
%35 = shl i32 %34, %32
%36 = trunc i32 %35 to i8
store i8 %36, i8* %8
%37 = load i8*, i8** %5
%38 = getelementptr inbounds i8, i8* %37, i64 1
%39 = load i8*, i8** %9
%40 = icmp ult i8* %38, %39
br i1 %40, label %41, label %53
41: ; preds = %21
%42 = load i8*, i8** %5
%43 = getelementptr inbounds i8, i8* %42, i64 1
%44 = load i8, i8* %43
%45 = zext i8 %44 to i32
%46 = load i32, i32* %7
%47 = sub i32 8, %46
%48 = ashr i32 %45, %47
%49 = load i8, i8* %8
%50 = zext i8 %49 to i32
%51 = or i32 %50, %48
%52 = trunc i32 %51 to i8
store i8 %52, i8* %8
br label %53
53: ; preds = %41, %21
%54 = load i8*, i8** %5
%55 = getelementptr inbounds i8, i8* %54, i32 1
store i8* %55, i8** %5
br label %75
56: ; preds = %18
%57 = load i32, i32* %7
%58 = add i32 %57, 6
%59 = urem i32 %58, 8
store i32 %59, i32* %7
%60 = load i8*, i8** %5
%61 = load i8, i8* %60
%62 = zext i8 %61 to i32
%63 = load i32, i32* %7
%64 = sub i32 8, %63
%65 = and i32 %64, 7
%66 = ashr i32 %62, %65
%67 = and i32 %66, 63
%68 = trunc i32 %67 to i8
store i8 %68, i8* %8
%69 = load i32, i32* %7
%70 = icmp eq i32 %69, 0
br i1 %70, label %71, label %74
71: ; preds = %56
%72 = load i8*, i8** %5
%73 = getelementptr inbounds i8, i8* %72, i32 1
store i8* %73, i8** %5
br label %74
74: ; preds = %71, %56
br label %75
75: ; preds = %74, %53
%76 = load i8, i8* %8
%77 = zext i8 %76 to i32
%78 = icmp slt i32 %77, 52
br i1 %78, label %79, label %94
79: ; preds = %75
%80 = load i8, i8* %8
%81 = zext i8 %80 to i32
%82 = icmp slt i32 %81, 26
br i1 %82, label %83, label %87
83: ; preds = %79
%84 = load i8, i8* %8
%85 = zext i8 %84 to i32
%86 = add nsw i32 %85, 65
br label %92
87: ; preds = %79
%88 = load i8, i8* %8
%89 = zext i8 %88 to i32
%90 = sub nsw i32 %89, 26
%91 = add nsw i32 %90, 97
br label %92
92: ; preds = %87, %83
%93 = phi i32 [ %86, %83 ], [ %91, %87 ]
br label %103
94: ; preds = %75
%95 = load i8*, i8** @byte_to_base64.tail
%96 = load i8, i8* %8
%97 = zext i8 %96 to i32
%98 = sub nsw i32 %97, 52
%99 = sext i32 %98 to i64
%100 = getelementptr inbounds i8, i8* %95, i64 %99
%101 = load i8, i8* %100
%102 = sext i8 %101 to i32
br label %103
103: ; preds = %94, %92
%104 = phi i32 [ %93, %92 ], [ %102, %94 ]
%105 = trunc i32 %104 to i8
%106 = load i8*, i8** %4
%107 = getelementptr inbounds i8, i8* %106, i32 1
store i8* %107, i8** %4
store i8 %105, i8* %106
br label %14
108: ; preds = %14
%109 = load i32, i32* %7
%110 = icmp ugt i32 %109, 0
br i1 %110, label %111, label %120
111: ; preds = %108
%112 = load i8*, i8** %4
%113 = getelementptr inbounds i8, i8* %112, i32 1
store i8* %113, i8** %4
store i8 61, i8* %112
%114 = load i32, i32* %7
%115 = icmp eq i32 %114, 6
br i1 %115, label %116, label %119
116: ; preds = %111
%117 = load i8*, i8** %4
%118 = getelementptr inbounds i8, i8* %117, i32 1
store i8* %118, i8** %4
store i8 61, i8* %117
br label %119
119: ; preds = %116, %111
br label %120
120: ; preds = %119, %108
%121 = load i8*, i8** %4
store i8 0, i8* %121
ret void
}

LLVM IR (-O2):
@.str = [13 x i8] c"0123456789+/\00"
define void @byte_to_base64(i8* nocapture writeonly %0, i8* %1, i32 %2) {
%4 = zext i32 %2 to i64
%5 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 %4
%6 = icmp eq i32 %2, 0
br i1 %6, label %72, label %7
7: ; preds = %3, %61
%8 = phi i8* [ %63, %61 ], [ %0, %3 ]
%9 = phi i32 [ %46, %61 ], [ 0, %3 ]
%10 = phi i8* [ %45, %61 ], [ %1, %3 ]
%11 = icmp ugt i32 %9, 2
br i1 %11, label %12, label %32
12: ; preds = %7
%13 = load i8, i8* %10
%14 = lshr i32 255, %9
%15 = trunc i32 %14 to i8
%16 = and i8 %13, %15
%17 = add nsw i32 %9, 6
%18 = and i32 %17, 7
%19 = zext i8 %16 to i32
%20 = shl nuw nsw i32 %19, %18
%21 = getelementptr inbounds i8, i8* %10, i64 1
%22 = icmp ult i8* %21, %5
br i1 %22, label %23, label %29
23: ; preds = %12
%24 = load i8, i8* %21
%25 = zext i8 %24 to i32
%26 = sub nuw nsw i32 8, %18
%27 = lshr i32 %25, %26
%28 = or i32 %27, %20
br label %29
29: ; preds = %23, %12
%30 = phi i32 [ %28, %23 ], [ %20, %12 ]
%31 = trunc i32 %30 to i8
br label %44
32: ; preds = %7
%33 = add nuw nsw i32 %9, 6
%34 = and i32 %33, 7
%35 = load i8, i8* %10
%36 = zext i8 %35 to i32
%37 = sub nuw nsw i32 2, %9
%38 = lshr i32 %36, %37
%39 = trunc i32 %38 to i8
%40 = and i8 %39, 63
%41 = icmp eq i32 %34, 0
%42 = zext i1 %41 to i64
%43 = getelementptr i8, i8* %10, i64 %42
br label %44
44: ; preds = %32, %29
%45 = phi i8* [ %21, %29 ], [ %43, %32 ]
%46 = phi i32 [ %18, %29 ], [ %34, %32 ]
%47 = phi i8 [ %31, %29 ], [ %40, %32 ]
%48 = icmp ult i8 %47, 52
br i1 %48, label %49, label %55
49: ; preds = %44
%50 = icmp ult i8 %47, 26
br i1 %50, label %51, label %53
51: ; preds = %49
%52 = add nuw nsw i8 %47, 65
br label %61
53: ; preds = %49
%54 = add nuw nsw i8 %47, 71
br label %61
55: ; preds = %44
%56 = zext i8 %47 to i64
%57 = add nuw nsw i64 %56, 4294967244
%58 = and i64 %57, 4294967295
%59 = getelementptr inbounds [13 x i8], [13 x i8]* @.str, i64 0, i64 %58
%60 = load i8, i8* %59
br label %61
61: ; preds = %51, %53, %55
%62 = phi i8 [ %60, %55 ], [ %52, %51 ], [ %54, %53 ]
%63 = getelementptr inbounds i8, i8* %8, i64 1
store i8 %62, i8* %8
%64 = icmp ult i8* %45, %5
br i1 %64, label %7, label %65
65: ; preds = %61
%66 = icmp eq i32 %46, 0
br i1 %66, label %72, label %67
67: ; preds = %65
%68 = getelementptr inbounds i8, i8* %8, i64 2
store i8 61, i8* %63
%69 = icmp eq i32 %46, 6
br i1 %69, label %70, label %72
70: ; preds = %67
%71 = getelementptr inbounds i8, i8* %8, i64 3
store i8 61, i8* %68
br label %72
72: ; preds = %3, %67, %70, %65
%73 = phi i8* [ %71, %70 ], [ %68, %67 ], [ %63, %65 ], [ %0, %3 ]
store i8 0, i8* %73
ret void
}