unsigned int number_to_binary(char buf[], unsigned long long number,
                              unsigned int ndigits) {
  unsigned int pos;
  if (!ndigits == 0) {
    if (number) {
      unsigned long long tmp = number;
      while (tmp) {
        ndigits += 1;
        tmp = tmp >> 1;
      }
    } else {
      ndigits = 1;
    }
  } else if (ndigits > 64) {
    ndigits = 64;
  }
  buf[ndigits + 1] = 0;
  pos = ndigits;
  while (pos) {
    buf[pos] = '0' + (char)(number & 1);
    number = number >> 1;
    pos -= 1;
  }
  return ndigits;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<number_to_binary>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x14(%rbp)
setne  %al
xor    $0xff,%al
and    $0x1,%al
movzbl %al,%eax
cmp    $0x0,%eax
jne    116f <number_to_binary+0x6f>
cmpq   $0x0,-0x10(%rbp)
je     1163 <number_to_binary+0x63>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
cmpq   $0x0,-0x20(%rbp)
je     115e <number_to_binary+0x5e>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
shr    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
jmp    1139 <number_to_binary+0x39>
jmp    116a <number_to_binary+0x6a>
movl   $0x1,-0x14(%rbp)
jmp    1185 <number_to_binary+0x85>
cmpl   $0x40,-0x14(%rbp)
jbe    1180 <number_to_binary+0x80>
movl   $0x40,-0x14(%rbp)
jmp    1185 <number_to_binary+0x85>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
mov    %ecx,%ecx
movb   $0x0,(%rax,%rcx,1)
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x18(%rbp)
je     11d9 <number_to_binary+0xd9>
mov    -0x10(%rbp),%rax
and    $0x1,%rax
movsbl %al,%eax
add    $0x30,%eax
mov    %al,%dl
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
mov    %dl,(%rax,%rcx,1)
mov    -0x10(%rbp),%rax
shr    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x10(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    119b <number_to_binary+0x9b>
mov    -0x14(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<number_to_binary>:
test   %edx,%edx
je     1145 <number_to_binary+0x45>
test   %rsi,%rsi
je     114c <number_to_binary+0x4c>
xor    %ecx,%ecx
mov    %rsi,%r8
mov    %rsi,%rax
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
shr    %rax
add    $0xffffffff,%ecx
cmp    $0x1,%r8
mov    %rax,%r8
ja     1120 <number_to_binary+0x20>
mov    %edx,%r8d
sub    %ecx,%r8d
add    $0x1,%r8d
xor    %eax,%eax
movb   $0x0,(%rdi,%r8,1)
sub    %ecx,%edx
jne    1155 <number_to_binary+0x55>
ret
movb   $0x0,0x1(%rdi)
xor    %eax,%eax
ret
movb   $0x0,0x2(%rdi)
mov    $0x1,%edx
mov    %edx,%eax
lea    -0x1(%rdx),%r8d
mov    %edx,%r9d
and    $0x3,%r9d
je     1188 <number_to_binary+0x88>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
mov    %esi,%ecx
and    $0x1,%cl
or     $0x30,%cl
mov    %cl,(%rdi,%rax,1)
shr    %rsi
add    $0xffffffffffffffff,%rax
add    $0xffffffff,%r9d
jne    1170 <number_to_binary+0x70>
cmp    $0x3,%r8d
jb     11d3 <number_to_binary+0xd3>
xchg   %ax,%ax
mov    %esi,%ecx
and    $0x1,%cl
or     $0x30,%cl
mov    %cl,(%rdi,%rax,1)
mov    %esi,%ecx
shr    %cl
and    $0x1,%cl
or     $0x30,%cl
mov    %cl,-0x1(%rdi,%rax,1)
mov    %esi,%ecx
shr    $0x2,%cl
and    $0x1,%cl
or     $0x30,%cl
mov    %cl,-0x2(%rdi,%rax,1)
mov    %esi,%ecx
shr    $0x3,%cl
and    $0x1,%cl
or     $0x30,%cl
mov    %cl,-0x3(%rdi,%rax,1)
shr    $0x4,%rsi
add    $0xfffffffffffffffc,%rax
test   %eax,%eax
jne    1190 <number_to_binary+0x90>
mov    %edx,%eax
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @number_to_binary(i8* %0, i64 %1, i32 %2) {
%4 = alloca i8*
%5 = alloca i64
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i64
store i8* %0, i8** %4
store i64 %1, i64* %5
store i32 %2, i32* %6
%9 = load i32, i32* %6
%10 = icmp ne i32 %9, 0
%11 = xor i1 %10, true
%12 = zext i1 %11 to i32
%13 = icmp eq i32 %12, 0
br i1 %13, label %14, label %30
14: ; preds = %3
%15 = load i64, i64* %5
%16 = icmp ne i64 %15, 0
br i1 %16, label %17, label %28
17: ; preds = %14
%18 = load i64, i64* %5
store i64 %18, i64* %8
br label %19
19: ; preds = %22, %17
%20 = load i64, i64* %8
%21 = icmp ne i64 %20, 0
br i1 %21, label %22, label %27
22: ; preds = %19
%23 = load i32, i32* %6
%24 = add i32 %23, 1
store i32 %24, i32* %6
%25 = load i64, i64* %8
%26 = lshr i64 %25, 1
store i64 %26, i64* %8
br label %19
27: ; preds = %19
br label %29
28: ; preds = %14
store i32 1, i32* %6
br label %29
29: ; preds = %28, %27
br label %35
30: ; preds = %3
%31 = load i32, i32* %6
%32 = icmp ugt i32 %31, 64
br i1 %32, label %33, label %34
33: ; preds = %30
store i32 64, i32* %6
br label %34
34: ; preds = %33, %30
br label %35
35: ; preds = %34, %29
%36 = load i8*, i8** %4
%37 = load i32, i32* %6
%38 = add i32 %37, 1
%39 = zext i32 %38 to i64
%40 = getelementptr inbounds i8, i8* %36, i64 %39
store i8 0, i8* %40
%41 = load i32, i32* %6
store i32 %41, i32* %7
br label %42
42: ; preds = %45, %35
%43 = load i32, i32* %7
%44 = icmp ne i32 %43, 0
br i1 %44, label %45, label %60
45: ; preds = %42
%46 = load i64, i64* %5
%47 = and i64 %46, 1
%48 = trunc i64 %47 to i8
%49 = sext i8 %48 to i32
%50 = add nsw i32 48, %49
%51 = trunc i32 %50 to i8
%52 = load i8*, i8** %4
%53 = load i32, i32* %7
%54 = zext i32 %53 to i64
%55 = getelementptr inbounds i8, i8* %52, i64 %54
store i8 %51, i8* %55
%56 = load i64, i64* %5
%57 = lshr i64 %56, 1
store i64 %57, i64* %5
%58 = load i32, i32* %7
%59 = sub i32 %58, 1
store i32 %59, i32* %7
br label %42
60: ; preds = %42
%61 = load i32, i32* %6
ret i32 %61
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @number_to_binary(i8* nocapture writeonly %0, i64 %1, i32 %2) {
%4 = icmp eq i32 %2, 0
br i1 %4, label %5, label %7
5: ; preds = %3
%6 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 1
store i8 0, i8* %6
br label %73
7: ; preds = %3
%8 = icmp eq i64 %1, 0
br i1 %8, label %9, label %11
9: ; preds = %7
%10 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 2
store i8 0, i8* %10
br label %22
11: ; preds = %7, %11
%12 = phi i64 [ %15, %11 ], [ %1, %7 ]
%13 = phi i32 [ %14, %11 ], [ %2, %7 ]
%14 = add i32 %13, 1
%15 = lshr i64 %12, 1
%16 = icmp ult i64 %12, 2
br i1 %16, label %17, label %11
17: ; preds = %11
%18 = add i32 %13, 2
%19 = zext i32 %18 to i64
%20 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %19
store i8 0, i8* %20
%21 = icmp eq i32 %14, 0
br i1 %21, label %73, label %22
22: ; preds = %9, %17
%23 = phi i32 [ 1, %9 ], [ %14, %17 ]
%24 = zext i32 %23 to i64
%25 = add i32 %23, -1
%26 = and i32 %23, 3
%27 = icmp eq i32 %26, 0
br i1 %27, label %40, label %28
28: ; preds = %22, %28
%29 = phi i64 [ %37, %28 ], [ %24, %22 ]
%30 = phi i64 [ %36, %28 ], [ %1, %22 ]
%31 = phi i32 [ %38, %28 ], [ 0, %22 ]
%32 = trunc i64 %30 to i8
%33 = and i8 %32, 1
%34 = or i8 %33, 48
%35 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %29
store i8 %34, i8* %35
%36 = lshr i64 %30, 1
%37 = add nsw i64 %29, -1
%38 = add i32 %31, 1
%39 = icmp eq i32 %38, %26
br i1 %39, label %40, label %28
40: ; preds = %28, %22
%41 = phi i64 [ %24, %22 ], [ %37, %28 ]
%42 = phi i64 [ %1, %22 ], [ %36, %28 ]
%43 = icmp ult i32 %25, 3
br i1 %43, label %73, label %44
44: ; preds = %40, %44
%45 = phi i64 [ %70, %44 ], [ %41, %40 ]
%46 = phi i64 [ %69, %44 ], [ %42, %40 ]
%47 = trunc i64 %46 to i8
%48 = and i8 %47, 1
%49 = or i8 %48, 48
%50 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %45
store i8 %49, i8* %50
%51 = add nsw i64 %45, -1
%52 = trunc i64 %46 to i8
%53 = lshr i8 %52, 1
%54 = and i8 %53, 1
%55 = or i8 %54, 48
%56 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %51
store i8 %55, i8* %56
%57 = add nsw i64 %45, -2
%58 = trunc i64 %46 to i8
%59 = lshr i8 %58, 2
%60 = and i8 %59, 1
%61 = or i8 %60, 48
%62 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %57
store i8 %61, i8* %62
%63 = add nsw i64 %45, -3
%64 = trunc i64 %46 to i8
%65 = lshr i8 %64, 3
%66 = and i8 %65, 1
%67 = or i8 %66, 48
%68 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %63
store i8 %67, i8* %68
%69 = lshr i64 %46, 4
%70 = add nsw i64 %45, -4
%71 = trunc i64 %70 to i32
%72 = icmp eq i32 %71, 0
br i1 %72, label %73, label %44
73: ; preds = %40, %44, %5, %17
%74 = phi i32 [ 0, %5 ], [ 0, %17 ], [ %23, %44 ], [ %23, %40 ]
ret i32 %74
}