void itoa(int val, char *buf, int base) {
  static char rbuf[16];
  char *ptr = rbuf;
  int neg = 0;
  if (val < 0) {
    neg = 1;
    val = -val;
  }
  if (val == 0) {
    *ptr++ = '0';
  }
  while (val) {
    int digit = val % base;
    *ptr++ = digit < 10 ? (digit + '0') : (digit - 10 + 'a');
    val /= base;
  }
  if (neg) {
    *ptr++ = '-';
  }
  ptr--;
  while (ptr >= rbuf) {
    *buf++ = *ptr--;
  }
  *buf = 0;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<itoa>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
lea    0x2f1b(%rip),%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x4(%rbp)
jge    1139 <itoa+0x39>
movl   $0x1,-0x24(%rbp)
xor    %eax,%eax
sub    -0x4(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x4(%rbp)
jne    1155 <itoa+0x55>
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %rax,%rcx
add    $0x1,%rcx
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
movb   $0x30,(%rax)
jmp    115a <itoa+0x5a>
cmpl   $0x0,-0x4(%rbp)
je     11b9 <itoa+0xb9>
mov    -0x4(%rbp),%eax
cltd
idivl  -0x14(%rbp)
mov    %edx,-0x28(%rbp)
cmpl   $0xa,-0x28(%rbp)
jge    1186 <itoa+0x86>
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x30,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    1192 <itoa+0x92>
mov    -0x28(%rbp),%eax
sub    $0xa,%eax
add    $0x61,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
mov    %al,%cl
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %rax,%rdx
add    $0x1,%rdx
mov    %rdx,-0x20(%rbp)
mov    %cl,(%rax)
mov    -0x14(%rbp),%ecx
mov    -0x4(%rbp),%eax
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    115a <itoa+0x5a>
cmpl   $0x0,-0x24(%rbp)
je     11d5 <itoa+0xd5>
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %rax,%rcx
add    $0x1,%rcx
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
movb   $0x2d,(%rax)
mov    -0x20(%rbp),%rax
add    $0xffffffffffffffff,%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
lea    0x2e48(%rip),%rax
cmp    %rax,-0x20(%rbp)
jb     1219 <itoa+0x119>
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %rax,%rcx
add    $0xffffffffffffffff,%rcx
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
mov    (%rax),%cl
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,%rdx
add    $0x1,%rdx
mov    %rdx,-0x10(%rbp)
mov    %cl,(%rax)
jmp    11e1 <itoa+0xe1>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movb   $0x0,(%rax)
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<itoa>:
push   %r14
push   %rbx
mov    %edi,%eax
neg    %eax
cmovs  %edi,%eax
test   %eax,%eax
je     1180 <itoa+0x80>
mov    %edx,%r8d
lea    0x2f18(%rip),%r14
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
cltd
idiv   %r8d
lea    0x57(%rdx),%ecx
lea    0x30(%rdx),%ebx
cmp    $0xa,%edx
cmovge %ecx,%ebx
mov    %bl,(%r14)
add    $0x1,%r14
test   %eax,%eax
jne    1120 <itoa+0x20>
test   %edi,%edi
js     1192 <itoa+0x92>
lea    -0x1(%r14),%rax
lea    0x2ee6(%rip),%r10
cmp    %r10,%rax
jae    1157 <itoa+0x57>
mov    %rsi,%rdi
jmp    1292 <itoa+0x192>
lea    -0x2(%r14),%rdi
lea    0x2ecd(%rip),%rdx
cmp    %rdx,%rdi
mov    %rdx,%r8
cmovb  %rdi,%r8
not    %r8
add    %r14,%r8
cmp    $0x20,%r8
jae    119c <itoa+0x9c>
mov    %rsi,%rdi
jmp    1280 <itoa+0x180>
movb   $0x30,0x2ea9(%rip)
lea    0x2ea3(%rip),%r14
test   %edi,%edi
jns    113f <itoa+0x3f>
movb   $0x2d,(%r14)
add    $0x1,%r14
jmp    113f <itoa+0x3f>
cmp    %rdx,%rdi
cmovb  %rdi,%rdx
cmp    %rsi,%r14
jbe    11c5 <itoa+0xc5>
mov    %rdx,%rcx
not    %rcx
add    %r14,%rcx
add    %rsi,%rcx
add    $0x1,%rdx
cmp    %rcx,%rdx
jae    11c5 <itoa+0xc5>
mov    %rsi,%rdi
jmp    1280 <itoa+0x180>
mov    %r8,%r9
and    $0xffffffffffffffe0,%r9
mov    %r9,%r11
neg    %r11
sub    %r9,%rax
lea    (%rsi,%r9,1),%rdi
add    $0x10,%rsi
xor    %edx,%edx
pxor   %xmm0,%xmm0
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
movdqu -0x20(%r14,%rdx,1),%xmm1
movdqu -0x10(%r14,%rdx,1),%xmm2
movdqa %xmm2,%xmm3
punpcklbw %xmm0,%xmm3
pshufd $0x4e,%xmm3,%xmm3
pshuflw $0x1b,%xmm3,%xmm3
pshufhw $0x1b,%xmm3,%xmm3
punpckhbw %xmm0,%xmm2
pshufd $0x4e,%xmm2,%xmm2
pshuflw $0x1b,%xmm2,%xmm2
pshufhw $0x1b,%xmm2,%xmm2
packuswb %xmm3,%xmm2
movdqa %xmm1,%xmm3
punpcklbw %xmm0,%xmm3
pshufd $0x4e,%xmm3,%xmm3
pshuflw $0x1b,%xmm3,%xmm3
pshufhw $0x1b,%xmm3,%xmm3
punpckhbw %xmm0,%xmm1
pshufd $0x4e,%xmm1,%xmm1
pshuflw $0x1b,%xmm1,%xmm1
pshufhw $0x1b,%xmm1,%xmm1
packuswb %xmm3,%xmm1
movdqu %xmm2,-0x10(%rsi)
movdqu %xmm1,(%rsi)
add    $0x20,%rsi
add    $0xffffffffffffffe0,%rdx
cmp    %rdx,%r11
jne    11f0 <itoa+0xf0>
cmp    %r9,%r8
je     1292 <itoa+0x192>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
movzbl (%rax),%ecx
mov    %cl,(%rdi)
add    $0x1,%rdi
add    $0xffffffffffffffff,%rax
cmp    %r10,%rax
jae    1280 <itoa+0x180>
movb   $0x0,(%rdi)
pop    %rbx
pop    %r14
ret

LLVM IR (-O0):
@itoa.rbuf = internal global [16 x i8] zeroinitializer
define void @itoa(i32 %0, i8* %1, i32 %2) {
%4 = alloca i32
%5 = alloca i8*
%6 = alloca i32
%7 = alloca i8*
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
store i32 %0, i32* %4
store i8* %1, i8** %5
store i32 %2, i32* %6
store i8* getelementptr inbounds ([16 x i8], [16 x i8]* @itoa.rbuf, i64 0, i64 0), i8** %7
store i32 0, i32* %8
%10 = load i32, i32* %4
%11 = icmp slt i32 %10, 0
br i1 %11, label %12, label %15
12: ; preds = %3
store i32 1, i32* %8
%13 = load i32, i32* %4
%14 = sub nsw i32 0, %13
store i32 %14, i32* %4
br label %15
15: ; preds = %12, %3
%16 = load i32, i32* %4
%17 = icmp eq i32 %16, 0
br i1 %17, label %18, label %21
18: ; preds = %15
%19 = load i8*, i8** %7
%20 = getelementptr inbounds i8, i8* %19, i32 1
store i8* %20, i8** %7
store i8 48, i8* %19
br label %21
21: ; preds = %18, %15
br label %22
22: ; preds = %38, %21
%23 = load i32, i32* %4
%24 = icmp ne i32 %23, 0
br i1 %24, label %25, label %46
25: ; preds = %22
%26 = load i32, i32* %4
%27 = load i32, i32* %6
%28 = srem i32 %26, %27
store i32 %28, i32* %9
%29 = load i32, i32* %9
%30 = icmp slt i32 %29, 10
br i1 %30, label %31, label %34
31: ; preds = %25
%32 = load i32, i32* %9
%33 = add nsw i32 %32, 48
br label %38
34: ; preds = %25
%35 = load i32, i32* %9
%36 = sub nsw i32 %35, 10
%37 = add nsw i32 %36, 97
br label %38
38: ; preds = %34, %31
%39 = phi i32 [ %33, %31 ], [ %37, %34 ]
%40 = trunc i32 %39 to i8
%41 = load i8*, i8** %7
%42 = getelementptr inbounds i8, i8* %41, i32 1
store i8* %42, i8** %7
store i8 %40, i8* %41
%43 = load i32, i32* %6
%44 = load i32, i32* %4
%45 = sdiv i32 %44, %43
store i32 %45, i32* %4
br label %22
46: ; preds = %22
%47 = load i32, i32* %8
%48 = icmp ne i32 %47, 0
br i1 %48, label %49, label %52
49: ; preds = %46
%50 = load i8*, i8** %7
%51 = getelementptr inbounds i8, i8* %50, i32 1
store i8* %51, i8** %7
store i8 45, i8* %50
br label %52
52: ; preds = %49, %46
%53 = load i8*, i8** %7
%54 = getelementptr inbounds i8, i8* %53, i32 -1
store i8* %54, i8** %7
br label %55
55: ; preds = %58, %52
%56 = load i8*, i8** %7
%57 = icmp uge i8* %56, getelementptr inbounds ([16 x i8], [16 x i8]* @itoa.rbuf, i64 0, i64 0)
br i1 %57, label %58, label %64
58: ; preds = %55
%59 = load i8*, i8** %7
%60 = getelementptr inbounds i8, i8* %59, i32 -1
store i8* %60, i8** %7
%61 = load i8, i8* %59
%62 = load i8*, i8** %5
%63 = getelementptr inbounds i8, i8* %62, i32 1
store i8* %63, i8** %5
store i8 %61, i8* %62
br label %55
64: ; preds = %55
%65 = load i8*, i8** %5
store i8 0, i8* %65
ret void
}

LLVM IR (-O2):
@itoa.rbuf = internal global [16 x i8] zeroinitializer
define void @itoa(i32 %0, i8* nocapture writeonly %1, i32 %2) {
%4 = icmp slt i32 %0, 0
%5 = sub nsw i32 0, %0
%6 = select i1 %4, i32 %5, i32 %0
%7 = icmp eq i32 %6, 0
br i1 %7, label %8, label %9
8: ; preds = %3
store i8 48, i8* getelementptr inbounds ([16 x i8], [16 x i8]* @itoa.rbuf, i64 0, i64 0)
br label %20
9: ; preds = %3, %9
%10 = phi i32 [ %18, %9 ], [ %6, %3 ]
%11 = phi i8* [ %17, %9 ], [ getelementptr inbounds ([16 x i8], [16 x i8]* @itoa.rbuf, i64 0, i64 0), %3 ]
%12 = srem i32 %10, %2
%13 = icmp slt i32 %12, 10
%14 = select i1 %13, i32 48, i32 87
%15 = add nsw i32 %14, %12
%16 = trunc i32 %15 to i8
%17 = getelementptr inbounds i8, i8* %11, i64 1
store i8 %16, i8* %11
%18 = sdiv i32 %10, %2
%19 = icmp eq i32 %18, 0
br i1 %19, label %20, label %9
20: ; preds = %9, %8
%21 = phi i8* [ getelementptr inbounds ([16 x i8], [16 x i8]* @itoa.rbuf, i64 0, i64 1), %8 ], [ %17, %9 ]
br i1 %4, label %22, label %24
22: ; preds = %20
%23 = getelementptr inbounds i8, i8* %21, i64 1
store i8 45, i8* %21
br label %24
24: ; preds = %22, %20
%25 = phi i8* [ %23, %22 ], [ %21, %20 ]
%26 = ptrtoint i8* %25 to i64
%27 = getelementptr inbounds i8, i8* %25, i64 -1
%28 = icmp ult i8* %27, getelementptr inbounds ([16 x i8], [16 x i8]* @itoa.rbuf, i64 0, i64 0)
br i1 %28, label %83, label %29
29: ; preds = %24
%30 = add i64 %26, -2
%31 = call i64 @llvm.umin.i64(i64 %30, i64 add (i64 ptrtoint ([16 x i8]* @itoa.rbuf to i64), i64 -1))
%32 = xor i64 %31, -1
%33 = add i64 %32, %26
%34 = icmp ult i64 %33, 32
br i1 %34, label %73, label %35
35: ; preds = %29
%36 = add i64 %26, -2
%37 = call i64 @llvm.umin.i64(i64 %36, i64 add (i64 ptrtoint ([16 x i8]* @itoa.rbuf to i64), i64 -1))
%38 = xor i64 %37, -1
%39 = add i64 %38, %26
%40 = getelementptr i8, i8* %1, i64 %39
%41 = add i64 %37, 1
%42 = sub i64 %41, %26
%43 = getelementptr i8, i8* %25, i64 %42
%44 = icmp ugt i8* %25, %1
%45 = icmp ult i8* %43, %40
%46 = and i1 %44, %45
br i1 %46, label %73, label %47
47: ; preds = %35
%48 = and i64 %33, -32
%49 = sub i64 0, %48
%50 = getelementptr i8, i8* %27, i64 %49
%51 = getelementptr i8, i8* %1, i64 %48
br label %52
52: ; preds = %52, %47
%53 = phi i64 [ 0, %47 ], [ %69, %52 ]
%54 = sub i64 0, %53
%55 = getelementptr i8, i8* %27, i64 %54
%56 = getelementptr i8, i8* %1, i64 %53
%57 = getelementptr i8, i8* %55, i64 -15
%58 = bitcast i8* %57 to <16 x i8>*
%59 = load <16 x i8>, <16 x i8>* %58
%60 = shufflevector <16 x i8> %59, <16 x i8> poison, <16 x i32> <i32 15, i32 14, i32 13, i32 12, i32 11, i32 10, i32 9, i32 8, i32 7, i32 6, i32 5, i32 4, i32 3, i32 2, i32 1, i32 0>
%61 = getelementptr i8, i8* %55, i64 -16
%62 = getelementptr i8, i8* %61, i64 -15
%63 = bitcast i8* %62 to <16 x i8>*
%64 = load <16 x i8>, <16 x i8>* %63
%65 = shufflevector <16 x i8> %64, <16 x i8> poison, <16 x i32> <i32 15, i32 14, i32 13, i32 12, i32 11, i32 10, i32 9, i32 8, i32 7, i32 6, i32 5, i32 4, i32 3, i32 2, i32 1, i32 0>
%66 = bitcast i8* %56 to <16 x i8>*
store <16 x i8> %60, <16 x i8>* %66
%67 = getelementptr i8, i8* %56, i64 16
%68 = bitcast i8* %67 to <16 x i8>*
store <16 x i8> %65, <16 x i8>* %68
%69 = add nuw i64 %53, 32
%70 = icmp eq i64 %69, %48
br i1 %70, label %71, label %52
71: ; preds = %52
%72 = icmp eq i64 %33, %48
br i1 %72, label %83, label %73
73: ; preds = %35, %29, %71
%74 = phi i8* [ %27, %35 ], [ %27, %29 ], [ %50, %71 ]
%75 = phi i8* [ %1, %35 ], [ %1, %29 ], [ %51, %71 ]
br label %76
76: ; preds = %73, %76
%77 = phi i8* [ %81, %76 ], [ %74, %73 ]
%78 = phi i8* [ %80, %76 ], [ %75, %73 ]
%79 = load i8, i8* %77
%80 = getelementptr inbounds i8, i8* %78, i64 1
store i8 %79, i8* %78
%81 = getelementptr inbounds i8, i8* %77, i64 -1
%82 = icmp ult i8* %81, getelementptr inbounds ([16 x i8], [16 x i8]* @itoa.rbuf, i64 0, i64 0)
br i1 %82, label %83, label %76
83: ; preds = %76, %71, %24
%84 = phi i8* [ %1, %24 ], [ %51, %71 ], [ %80, %76 ]
store i8 0, i8* %84
ret void
}