void itoa(int num, char num_str[]) {
  int i;
  if (num / 10 == 0) {
    num_str[0] = num % 10 + '0';
    num_str[1] = '\0';
  } else {
    itoa(num / 10, num_str);
    i = 0;
    while (num_str[i] != '\0') {
      i++;
    }
    num_str[i] = num % 10 + '0';
    num_str[i + 1] = '\0';
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<itoa>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x20,%rsp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    $0xa,%ecx
cltd
idiv   %ecx
cmp    $0x0,%eax
jne    1156 <itoa+0x46>
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    $0xa,%ecx
cltd
idiv   %ecx
add    $0x30,%edx
mov    %dl,%cl
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %cl,(%rax)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movb   $0x0,0x1(%rax)
jmp    11c0 <itoa+0xb0>
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    $0xa,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%edi
mov    -0x10(%rbp),%rsi
call   1030 <itoa@plt>
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
movsbl (%rax,%rcx,1),%eax
cmp    $0x0,%eax
je     1196 <itoa+0x86>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1173 <itoa+0x63>
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    $0xa,%ecx
cltd
idiv   %ecx
add    $0x30,%edx
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    %dl,(%rax,%rcx,1)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movb   $0x0,(%rax,%rcx,1)
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<itoa>:
push   %r14
push   %rbx
push   %rax
mov    %rsi,%rbx
mov    %edi,%r14d
lea    0x9(%r14),%eax
cmp    $0x12,%eax
ja     1151 <itoa+0x41>
movsbl %r14b,%eax
imul   $0x67,%eax,%eax
movzwl %ax,%eax
movswl %ax,%ecx
shr    $0xf,%eax
shr    $0xa,%ecx
add    %al,%cl
movzbl %cl,%eax
add    %eax,%eax
lea    (%rax,%rax,4),%eax
sub    %al,%r14b
add    $0x30,%r14b
mov    %r14b,(%rbx)
mov    $0x1,%eax
jmp    1197 <itoa+0x87>
movslq %r14d,%rax
imul   $0x66666667,%rax,%rdi
mov    %rdi,%rax
shr    $0x3f,%rax
sar    $0x22,%rdi
add    %eax,%edi
lea    (%rdi,%rdi,1),%eax
lea    (%rax,%rax,4),%eax
sub    %eax,%r14d
mov    %rbx,%rsi
call   1030 <itoa@plt>
xor    %eax,%eax
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
cmpb   $0x0,(%rbx,%rax,1)
lea    0x1(%rax),%rax
jne    1180 <itoa+0x70>
lea    -0x1(%rax),%ecx
add    $0x30,%r14b
mov    %r14b,(%rbx,%rcx,1)
mov    %eax,%eax
movb   $0x0,(%rbx,%rax,1)
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r14
ret

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

LLVM IR (-O2):
define void @itoa(i32 %0, i8* nocapture %1) {
%3 = add i32 %0, 9
%4 = icmp ult i32 %3, 19
br i1 %4, label %5, label %9
5: ; preds = %2
%6 = trunc i32 %0 to i8
%7 = srem i8 %6, 10
%8 = add nsw i8 %7, 48
store i8 %8, i8* %1
br label %25
9: ; preds = %2
%10 = sdiv i32 %0, 10
%11 = srem i32 %0, 10
tail call void @itoa(i32 %10, i8* %1)
br label %12
12: ; preds = %12, %9
%13 = phi i64 [ %17, %12 ], [ 0, %9 ]
%14 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 %13
%15 = load i8, i8* %14
%16 = icmp eq i8 %15, 0
%17 = add nuw i64 %13, 1
br i1 %16, label %18, label %12
18: ; preds = %12
%19 = and i64 %13, 4294967295
%20 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 %19
%21 = trunc i32 %11 to i8
%22 = add nsw i8 %21, 48
store i8 %22, i8* %20
%23 = add i64 %13, 1
%24 = and i64 %23, 4294967295
br label %25
25: ; preds = %18, %5
%26 = phi i64 [ %24, %18 ], [ 1, %5 ]
%27 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 %26
store i8 0, i8* %27
ret void
}