void base64_encode(const unsigned char *in_bytes, int length, char *out_bytes) {
  static const char *encoding_table = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ"
                                      "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz"
                                      "0123456789+/";
  for (int i = 0, j = 0; i < length;) {
    unsigned int c0 = i < length ? in_bytes[i++] : 0;
    unsigned int c1 = i < length ? in_bytes[i++] : 0;
    unsigned int c2 = i < length ? in_bytes[i++] : 0;
    unsigned int triple = (c0 << 0x10) + (c1 << 0x08) + c2;
    out_bytes[j++] = encoding_table[(triple >> 3 * 6) & 0x3F];
    out_bytes[j++] = encoding_table[(triple >> 2 * 6) & 0x3F];
    out_bytes[j++] = encoding_table[(triple >> 1 * 6) & 0x3F];
    out_bytes[j++] = encoding_table[(triple >> 0 * 6) & 0x3F];
  }
  int encoded_length = 4 * ((length + 2) / 3);
  int remaining_bytes = (3 - ((length + 2) % 3)) - 1;
  for (int i = 0; i < remaining_bytes; i++)
    out_bytes[encoded_length - 1 - i] = '=';
  out_bytes[encoded_length] = 0;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<base64_encode>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
movl   $0x0,-0x20(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    1298 <base64_encode+0x198>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    1153 <base64_encode+0x53>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x1c(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
movzbl (%rax,%rcx,1),%eax
mov    %eax,-0x40(%rbp)
jmp    115d <base64_encode+0x5d>
xor    %eax,%eax
mov    %eax,-0x40(%rbp)
jmp    115d <base64_encode+0x5d>
mov    -0x40(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    118d <base64_encode+0x8d>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x1c(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
movzbl (%rax,%rcx,1),%eax
mov    %eax,-0x44(%rbp)
jmp    1197 <base64_encode+0x97>
xor    %eax,%eax
mov    %eax,-0x44(%rbp)
jmp    1197 <base64_encode+0x97>
mov    -0x44(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    11c7 <base64_encode+0xc7>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x1c(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
movzbl (%rax,%rcx,1),%eax
mov    %eax,-0x48(%rbp)
jmp    11d1 <base64_encode+0xd1>
xor    %eax,%eax
mov    %eax,-0x48(%rbp)
jmp    11d1 <base64_encode+0xd1>
mov    -0x48(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
shl    $0x10,%eax
mov    -0x28(%rbp),%ecx
shl    $0x8,%ecx
add    %ecx,%eax
add    -0x2c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
mov    0x2e2e(%rip),%rax
mov    -0x30(%rbp),%ecx
shr    $0x12,%ecx
and    $0x3f,%ecx
mov    %ecx,%ecx
mov    (%rax,%rcx,1),%dl
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x20(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %dl,(%rax,%rcx,1)
mov    0x2e04(%rip),%rax
mov    -0x30(%rbp),%ecx
shr    $0xc,%ecx
and    $0x3f,%ecx
mov    %ecx,%ecx
mov    (%rax,%rcx,1),%dl
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x20(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %dl,(%rax,%rcx,1)
mov    0x2dda(%rip),%rax
mov    -0x30(%rbp),%ecx
shr    $0x6,%ecx
and    $0x3f,%ecx
mov    %ecx,%ecx
mov    (%rax,%rcx,1),%dl
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x20(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %dl,(%rax,%rcx,1)
mov    0x2db0(%rip),%rax
mov    -0x30(%rbp),%ecx
shr    $0x0,%ecx
and    $0x3f,%ecx
mov    %ecx,%ecx
mov    (%rax,%rcx,1),%dl
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x20(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %dl,(%rax,%rcx,1)
jmp    111d <base64_encode+0x1d>
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x2,%eax
mov    $0x3,%ecx
cltd
idiv   %ecx
shl    $0x2,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x2,%eax
mov    $0x3,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    $0x3,%eax
sub    %edx,%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x38(%rbp)
movl   $0x0,-0x3c(%rbp)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
cmp    -0x38(%rbp),%eax
jge    12fc <base64_encode+0x1fc>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x34(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
sub    -0x3c(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movb   $0x3d,(%rax,%rcx,1)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
jmp    12ce <base64_encode+0x1ce>
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x34(%rbp),%rcx
movb   $0x0,(%rax,%rcx,1)
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<base64_encode>:
push   %r14
push   %rbx
test   %esi,%esi
jle    11aa <base64_encode+0xaa>
lea    0x3(%rdx),%r14
xor    %eax,%eax
lea    0xee8(%rip),%r8
jmp    1175 <base64_encode+0x75>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
movzbl (%rdi,%r11,1),%ebx
mov    %ebx,%eax
shl    $0x10,%eax
shl    $0x8,%ecx
or     %ecx,%eax
or     %r10d,%ecx
shr    $0x2,%rbx
movzbl (%rbx,%r8,1),%ebx
mov    %bl,-0x3(%r14)
shr    $0xc,%eax
and    $0x3f,%eax
movzbl (%rax,%r8,1),%eax
mov    %al,-0x2(%r14)
shr    $0x6,%ecx
and    $0x3f,%ecx
movzbl (%rcx,%r8,1),%eax
mov    %al,-0x1(%r14)
and    $0x3f,%r10d
movzbl (%r10,%r8,1),%eax
mov    %al,(%r14)
add    $0x4,%r14
mov    %r9d,%eax
cmp    %esi,%r9d
jge    11aa <base64_encode+0xaa>
movslq %eax,%r11
lea    0x1(%r11),%r9
mov    $0x0,%ecx
cmp    %esi,%r9d
jge    1191 <base64_encode+0x91>
add    $0x2,%eax
movzbl (%rdi,%r9,1),%ecx
mov    %eax,%r9d
xor    %r10d,%r10d
cmp    %esi,%r9d
jge    1120 <base64_encode+0x20>
movslq %r9d,%rax
add    $0x1,%r9d
movzbl (%rdi,%rax,1),%r10d
jmp    1120 <base64_encode+0x20>
add    $0x2,%esi
movslq %esi,%rax
imul   $0x55555556,%rax,%rcx
mov    %rcx,%rsi
shr    $0x3f,%rsi
shr    $0x20,%rcx
add    %esi,%ecx
movslq %ecx,%rsi
lea    0x0(,%rsi,4),%rcx
lea    (%rsi,%rsi,2),%esi
sub    %esi,%eax
cmp    $0x2,%eax
jge    121f <base64_encode+0x11f>
lea    -0x1(%rcx),%esi
movslq %esi,%rsi
movb   $0x3d,(%rdx,%rsi,1)
cmp    $0x1,%eax
je     121f <base64_encode+0x11f>
lea    -0x2(%rcx),%esi
movslq %esi,%rsi
movb   $0x3d,(%rdx,%rsi,1)
test   %eax,%eax
je     121f <base64_encode+0x11f>
lea    -0x3(%rcx),%esi
movslq %esi,%rsi
movb   $0x3d,(%rdx,%rsi,1)
cmp    $0xffffffff,%eax
je     121f <base64_encode+0x11f>
lea    -0x4(%rcx),%esi
movslq %esi,%rsi
movb   $0x3d,(%rdx,%rsi,1)
cmp    $0xfffffffe,%eax
je     121f <base64_encode+0x11f>
lea    -0x6(%rcx),%eax
cltq
movw   $0x3d3d,(%rdx,%rax,1)
movb   $0x0,(%rdx,%rcx,1)
pop    %rbx
pop    %r14
ret

LLVM IR (-O0):
@base64_encode.encoding_table = internal global i8* getelementptr inbounds ([65 x i8], [65 x i8]* @.str, i32 0, i32 0)
@.str = [65 x i8] c"ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/\00"
define void @base64_encode(i8* %0, i32 %1, i8* %2) {
%4 = alloca i8*
%5 = alloca i32
%6 = alloca i8*
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
%13 = alloca i32
%14 = alloca i32
%15 = alloca i32
store i8* %0, i8** %4
store i32 %1, i32* %5
store i8* %2, i8** %6
store i32 0, i32* %7
store i32 0, i32* %8
br label %16
16: ; preds = %61, %3
%17 = load i32, i32* %7
%18 = load i32, i32* %5
%19 = icmp slt i32 %17, %18
br i1 %19, label %20, label %118
20: ; preds = %16
%21 = load i32, i32* %7
%22 = load i32, i32* %5
%23 = icmp slt i32 %21, %22
br i1 %23, label %24, label %32
24: ; preds = %20
%25 = load i8*, i8** %4
%26 = load i32, i32* %7
%27 = add nsw i32 %26, 1
store i32 %27, i32* %7
%28 = sext i32 %26 to i64
%29 = getelementptr inbounds i8, i8* %25, i64 %28
%30 = load i8, i8* %29
%31 = zext i8 %30 to i32
br label %33
32: ; preds = %20
br label %33
33: ; preds = %32, %24
%34 = phi i32 [ %31, %24 ], [ 0, %32 ]
store i32 %34, i32* %9
%35 = load i32, i32* %7
%36 = load i32, i32* %5
%37 = icmp slt i32 %35, %36
br i1 %37, label %38, label %46
38: ; preds = %33
%39 = load i8*, i8** %4
%40 = load i32, i32* %7
%41 = add nsw i32 %40, 1
store i32 %41, i32* %7
%42 = sext i32 %40 to i64
%43 = getelementptr inbounds i8, i8* %39, i64 %42
%44 = load i8, i8* %43
%45 = zext i8 %44 to i32
br label %47
46: ; preds = %33
br label %47
47: ; preds = %46, %38
%48 = phi i32 [ %45, %38 ], [ 0, %46 ]
store i32 %48, i32* %10
%49 = load i32, i32* %7
%50 = load i32, i32* %5
%51 = icmp slt i32 %49, %50
br i1 %51, label %52, label %60
52: ; preds = %47
%53 = load i8*, i8** %4
%54 = load i32, i32* %7
%55 = add nsw i32 %54, 1
store i32 %55, i32* %7
%56 = sext i32 %54 to i64
%57 = getelementptr inbounds i8, i8* %53, i64 %56
%58 = load i8, i8* %57
%59 = zext i8 %58 to i32
br label %61
60: ; preds = %47
br label %61
61: ; preds = %60, %52
%62 = phi i32 [ %59, %52 ], [ 0, %60 ]
store i32 %62, i32* %11
%63 = load i32, i32* %9
%64 = shl i32 %63, 16
%65 = load i32, i32* %10
%66 = shl i32 %65, 8
%67 = add i32 %64, %66
%68 = load i32, i32* %11
%69 = add i32 %67, %68
store i32 %69, i32* %12
%70 = load i8*, i8** @base64_encode.encoding_table
%71 = load i32, i32* %12
%72 = lshr i32 %71, 18
%73 = and i32 %72, 63
%74 = zext i32 %73 to i64
%75 = getelementptr inbounds i8, i8* %70, i64 %74
%76 = load i8, i8* %75
%77 = load i8*, i8** %6
%78 = load i32, i32* %8
%79 = add nsw i32 %78, 1
store i32 %79, i32* %8
%80 = sext i32 %78 to i64
%81 = getelementptr inbounds i8, i8* %77, i64 %80
store i8 %76, i8* %81
%82 = load i8*, i8** @base64_encode.encoding_table
%83 = load i32, i32* %12
%84 = lshr i32 %83, 12
%85 = and i32 %84, 63
%86 = zext i32 %85 to i64
%87 = getelementptr inbounds i8, i8* %82, i64 %86
%88 = load i8, i8* %87
%89 = load i8*, i8** %6
%90 = load i32, i32* %8
%91 = add nsw i32 %90, 1
store i32 %91, i32* %8
%92 = sext i32 %90 to i64
%93 = getelementptr inbounds i8, i8* %89, i64 %92
store i8 %88, i8* %93
%94 = load i8*, i8** @base64_encode.encoding_table
%95 = load i32, i32* %12
%96 = lshr i32 %95, 6
%97 = and i32 %96, 63
%98 = zext i32 %97 to i64
%99 = getelementptr inbounds i8, i8* %94, i64 %98
%100 = load i8, i8* %99
%101 = load i8*, i8** %6
%102 = load i32, i32* %8
%103 = add nsw i32 %102, 1
store i32 %103, i32* %8
%104 = sext i32 %102 to i64
%105 = getelementptr inbounds i8, i8* %101, i64 %104
store i8 %100, i8* %105
%106 = load i8*, i8** @base64_encode.encoding_table
%107 = load i32, i32* %12
%108 = lshr i32 %107, 0
%109 = and i32 %108, 63
%110 = zext i32 %109 to i64
%111 = getelementptr inbounds i8, i8* %106, i64 %110
%112 = load i8, i8* %111
%113 = load i8*, i8** %6
%114 = load i32, i32* %8
%115 = add nsw i32 %114, 1
store i32 %115, i32* %8
%116 = sext i32 %114 to i64
%117 = getelementptr inbounds i8, i8* %113, i64 %116
store i8 %112, i8* %117
br label %16
118: ; preds = %16
%119 = load i32, i32* %5
%120 = add nsw i32 %119, 2
%121 = sdiv i32 %120, 3
%122 = mul nsw i32 4, %121
store i32 %122, i32* %13
%123 = load i32, i32* %5
%124 = add nsw i32 %123, 2
%125 = srem i32 %124, 3
%126 = sub nsw i32 3, %125
%127 = sub nsw i32 %126, 1
store i32 %127, i32* %14
store i32 0, i32* %15
br label %128
128: ; preds = %140, %118
%129 = load i32, i32* %15
%130 = load i32, i32* %14
%131 = icmp slt i32 %129, %130
br i1 %131, label %132, label %143
132: ; preds = %128
%133 = load i8*, i8** %6
%134 = load i32, i32* %13
%135 = sub nsw i32 %134, 1
%136 = load i32, i32* %15
%137 = sub nsw i32 %135, %136
%138 = sext i32 %137 to i64
%139 = getelementptr inbounds i8, i8* %133, i64 %138
store i8 61, i8* %139
br label %140
140: ; preds = %132
%141 = load i32, i32* %15
%142 = add nsw i32 %141, 1
store i32 %142, i32* %15
br label %128
143: ; preds = %128
%144 = load i8*, i8** %6
%145 = load i32, i32* %13
%146 = sext i32 %145 to i64
%147 = getelementptr inbounds i8, i8* %144, i64 %146
store i8 0, i8* %147
ret void
}

LLVM IR (-O2):
@.str = [65 x i8] c"ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/\00"
define void @base64_encode(i8* nocapture %0, i32 %1, i8* nocapture writeonly %2) {
%4 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %4, label %11, label %5
5: ; preds = %36, %3
%6 = add nsw i32 %1, 2
%7 = sdiv i32 %6, 3
%8 = shl nsw i32 %7, 2
%9 = srem i32 %6, 3
%10 = icmp slt i32 %9, 2
br i1 %10, label %73, label %70
11: ; preds = %3, %36
%12 = phi i64 [ %67, %36 ], [ 0, %3 ]
%13 = phi i32 [ %37, %36 ], [ 0, %3 ]
%14 = add nsw i32 %13, 1
%15 = sext i32 %13 to i64
%16 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %15
%17 = load i8, i8* %16
%18 = zext i8 %17 to i32
%19 = icmp slt i32 %14, %1
br i1 %19, label %20, label %26
20: ; preds = %11
%21 = add nsw i32 %13, 2
%22 = sext i32 %14 to i64
%23 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %22
%24 = load i8, i8* %23
%25 = zext i8 %24 to i32
br label %26
26: ; preds = %11, %20
%27 = phi i32 [ %21, %20 ], [ %14, %11 ]
%28 = phi i32 [ %25, %20 ], [ 0, %11 ]
%29 = icmp slt i32 %27, %1
br i1 %29, label %30, label %36
30: ; preds = %26
%31 = add nsw i32 %27, 1
%32 = sext i32 %27 to i64
%33 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %32
%34 = load i8, i8* %33
%35 = zext i8 %34 to i32
br label %36
36: ; preds = %26, %30
%37 = phi i32 [ %31, %30 ], [ %27, %26 ]
%38 = phi i32 [ %35, %30 ], [ 0, %26 ]
%39 = shl nuw nsw i32 %18, 16
%40 = shl nuw nsw i32 %28, 8
%41 = or i32 %40, %39
%42 = or i32 %38, %40
%43 = lshr i32 %18, 2
%44 = zext i32 %43 to i64
%45 = getelementptr inbounds [65 x i8], [65 x i8]* @.str, i64 0, i64 %44
%46 = load i8, i8* %45
%47 = or i64 %12, 1
%48 = getelementptr inbounds i8, i8* %2, i64 %12
store i8 %46, i8* %48
%49 = lshr i32 %41, 12
%50 = and i32 %49, 63
%51 = zext i32 %50 to i64
%52 = getelementptr inbounds [65 x i8], [65 x i8]* @.str, i64 0, i64 %51
%53 = load i8, i8* %52
%54 = or i64 %12, 2
%55 = getelementptr inbounds i8, i8* %2, i64 %47
store i8 %53, i8* %55
%56 = lshr i32 %42, 6
%57 = and i32 %56, 63
%58 = zext i32 %57 to i64
%59 = getelementptr inbounds [65 x i8], [65 x i8]* @.str, i64 0, i64 %58
%60 = load i8, i8* %59
%61 = or i64 %12, 3
%62 = getelementptr inbounds i8, i8* %2, i64 %54
store i8 %60, i8* %62
%63 = and i32 %38, 63
%64 = zext i32 %63 to i64
%65 = getelementptr inbounds [65 x i8], [65 x i8]* @.str, i64 0, i64 %64
%66 = load i8, i8* %65
%67 = add nuw i64 %12, 4
%68 = getelementptr inbounds i8, i8* %2, i64 %61
store i8 %66, i8* %68
%69 = icmp slt i32 %37, %1
br i1 %69, label %11, label %5
70: ; preds = %73, %78, %83, %88, %93, %5
%71 = sext i32 %8 to i64
%72 = getelementptr inbounds i8, i8* %2, i64 %71
store i8 0, i8* %72
ret void
73: ; preds = %5
%74 = add i32 %8, -1
%75 = sext i32 %74 to i64
%76 = getelementptr inbounds i8, i8* %2, i64 %75
store i8 61, i8* %76
%77 = icmp eq i32 %9, 1
br i1 %77, label %70, label %78
78: ; preds = %73
%79 = add i32 %8, -2
%80 = sext i32 %79 to i64
%81 = getelementptr inbounds i8, i8* %2, i64 %80
store i8 61, i8* %81
%82 = icmp eq i32 %9, 0
br i1 %82, label %70, label %83
83: ; preds = %78
%84 = add i32 %8, -3
%85 = sext i32 %84 to i64
%86 = getelementptr inbounds i8, i8* %2, i64 %85
store i8 61, i8* %86
%87 = icmp eq i32 %9, -1
br i1 %87, label %70, label %88
88: ; preds = %83
%89 = add i32 %8, -4
%90 = sext i32 %89 to i64
%91 = getelementptr inbounds i8, i8* %2, i64 %90
store i8 61, i8* %91
%92 = icmp eq i32 %9, -2
br i1 %92, label %70, label %93
93: ; preds = %88
%94 = add i32 %8, -5
%95 = sext i32 %94 to i64
%96 = getelementptr inbounds i8, i8* %2, i64 %95
store i8 61, i8* %96
%97 = add i32 %8, -6
%98 = sext i32 %97 to i64
%99 = getelementptr inbounds i8, i8* %2, i64 %98
store i8 61, i8* %99
br label %70
}