char *BIT_str(unsigned x, int bits) {
  static int idx;
  static char buf[8][33];
  char *p = buf[++idx & 7];
  while (bits--) {
    *p++ = "01"[(x >> bits) & 1];
  }
  *p++ = 0;
  return buf[idx & 7];
}


x86 assembly (clang, -O0):
<BIT_str>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %esi,-0x8(%rbp)
mov    0x2f20(%rip),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,0x2f17(%rip)
and    $0x7,%eax
movslq %eax,%rcx
lea    0x2f1a(%rip),%rax
imul   $0x21,%rcx,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x10(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    %eax,%ecx
add    $0xffffffff,%ecx
mov    %ecx,-0x8(%rbp)
cmp    $0x0,%eax
je     1174 <BIT_str+0x74>
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    -0x8(%rbp),%ecx
shr    %cl,%eax
and    $0x1,%eax
mov    %eax,%eax
mov    %eax,%ecx
lea    0xea5(%rip),%rax
mov    (%rax,%rcx,1),%cl
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,%rdx
add    $0x1,%rdx
mov    %rdx,-0x10(%rbp)
mov    %cl,(%rax)
jmp    1131 <BIT_str+0x31>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,%rcx
add    $0x1,%rcx
mov    %rcx,-0x10(%rbp)
movb   $0x0,(%rax)
mov    0x2ea4(%rip),%eax
and    $0x7,%eax
movslq %eax,%rcx
lea    0x2ea7(%rip),%rax
imul   $0x21,%rcx,%rcx
add    %rcx,%rax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<BIT_str>:
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
mov    0x2f21(%rip),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,0x2f18(%rip)
and    $0x7,%eax
mov    %rax,%rcx
shl    $0x5,%rcx
or     %rax,%rcx
lea    0x2f14(%rip),%rax
add    %rcx,%rax
mov    %rax,%r12
test   %esi,%esi
je     1223 <BIT_str+0x123>
mov    %esi,%r15d
lea    -0x1(%r15),%r8d
mov    %esi,%ebx
and    $0x3,%ebx
je     118b <BIT_str+0x8b>
lea    0xeb1(%rip),%r9
mov    %rax,%r12
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
add    $0xffffffff,%r15d
mov    %edi,%esi
mov    %r15d,%ecx
shr    %cl,%esi
and    $0x1,%esi
movzbl (%rsi,%r9,1),%ecx
mov    %cl,(%r12)
add    $0x1,%r12
add    $0xffffffff,%ebx
jne    1160 <BIT_str+0x60>
cmp    $0x3,%r8d
jae    1198 <BIT_str+0x98>
jmp    1223 <BIT_str+0x123>
mov    %rax,%r12
cmp    $0x3,%r8d
jb     1223 <BIT_str+0x123>
mov    %r15d,%r8d
neg    %r8d
lea    -0x4(%r15),%r9d
lea    -0x3(%r15),%r10d
lea    -0x2(%r15),%r11d
add    $0xffffffff,%r15d
xor    %r13d,%r13d
lea    0xe48(%rip),%r14
xor    %esi,%esi
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
lea    (%r15,%rsi,1),%ecx
mov    %edi,%edx
shr    %cl,%edx
and    $0x1,%edx
movzbl (%rdx,%r14,1),%ecx
mov    %cl,(%r12,%r13,1)
lea    (%r11,%rsi,1),%ecx
mov    %edi,%edx
shr    %cl,%edx
and    $0x1,%edx
movzbl (%rdx,%r14,1),%ecx
mov    %cl,0x1(%r12,%r13,1)
lea    (%r10,%rsi,1),%ecx
mov    %edi,%edx
shr    %cl,%edx
and    $0x1,%edx
lea    (%r9,%rsi,1),%ecx
mov    %edi,%ebx
shr    %cl,%ebx
movzbl (%rdx,%r14,1),%ecx
mov    %cl,0x2(%r12,%r13,1)
and    $0x1,%ebx
movzbl (%rbx,%r14,1),%ecx
mov    %cl,0x3(%r12,%r13,1)
add    $0xfffffffffffffffc,%rsi
add    $0x4,%r13
cmp    %esi,%r8d
jne    11c0 <BIT_str+0xc0>
sub    %rsi,%r12
movb   $0x0,(%r12)
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
ret

LLVM IR (-O0):
@BIT_str.idx = internal global i32 0
@BIT_str.buf = internal global [8 x [33 x i8]] zeroinitializer
@.str = [3 x i8] c"01\00"
define i8* @BIT_str(i32 %0, i32 %1) {
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
%5 = alloca i8*
store i32 %0, i32* %3
store i32 %1, i32* %4
%6 = load i32, i32* @BIT_str.idx
%7 = add nsw i32 %6, 1
store i32 %7, i32* @BIT_str.idx
%8 = and i32 %7, 7
%9 = sext i32 %8 to i64
%10 = getelementptr inbounds [8 x [33 x i8]], [8 x [33 x i8]]* @BIT_str.buf, i64 0, i64 %9
%11 = getelementptr inbounds [33 x i8], [33 x i8]* %10, i64 0, i64 0
store i8* %11, i8** %5
br label %12
12: ; preds = %16, %2
%13 = load i32, i32* %4
%14 = add nsw i32 %13, -1
store i32 %14, i32* %4
%15 = icmp ne i32 %13, 0
br i1 %15, label %16, label %26
16: ; preds = %12
%17 = load i32, i32* %3
%18 = load i32, i32* %4
%19 = lshr i32 %17, %18
%20 = and i32 %19, 1
%21 = zext i32 %20 to i64
%22 = getelementptr inbounds [3 x i8], [3 x i8]* @.str, i64 0, i64 %21
%23 = load i8, i8* %22
%24 = load i8*, i8** %5
%25 = getelementptr inbounds i8, i8* %24, i32 1
store i8* %25, i8** %5
store i8 %23, i8* %24
br label %12
26: ; preds = %12
%27 = load i8*, i8** %5
%28 = getelementptr inbounds i8, i8* %27, i32 1
store i8* %28, i8** %5
store i8 0, i8* %27
%29 = load i32, i32* @BIT_str.idx
%30 = and i32 %29, 7
%31 = sext i32 %30 to i64
%32 = getelementptr inbounds [8 x [33 x i8]], [8 x [33 x i8]]* @BIT_str.buf, i64 0, i64 %31
%33 = getelementptr inbounds [33 x i8], [33 x i8]* %32, i64 0, i64 0
ret i8* %33
}

LLVM IR (-O2):
@BIT_str.idx = internal unnamed_addr global i32 0
@BIT_str.buf = internal global [8 x [33 x i8]] zeroinitializer
@.str = [3 x i8] c"01\00"
define i8* @BIT_str(i32 %0, i32 %1) {
%3 = load i32, i32* @BIT_str.idx
%4 = add nsw i32 %3, 1
store i32 %4, i32* @BIT_str.idx
%5 = and i32 %4, 7
%6 = zext i32 %5 to i64
%7 = getelementptr inbounds [8 x [33 x i8]], [8 x [33 x i8]]* @BIT_str.buf, i64 0, i64 %6, i64 0
%8 = icmp eq i32 %1, 0
br i1 %8, label %63, label %9
9: ; preds = %2
%10 = add i32 %1, -1
%11 = and i32 %1, 3
%12 = icmp eq i32 %11, 0
br i1 %12, label %26, label %13
13: ; preds = %9, %13
%14 = phi i32 [ %17, %13 ], [ %1, %9 ]
%15 = phi i8* [ %23, %13 ], [ %7, %9 ]
%16 = phi i32 [ %24, %13 ], [ 0, %9 ]
%17 = add nsw i32 %14, -1
%18 = lshr i32 %0, %17
%19 = and i32 %18, 1
%20 = zext i32 %19 to i64
%21 = getelementptr inbounds [3 x i8], [3 x i8]* @.str, i64 0, i64 %20
%22 = load i8, i8* %21
%23 = getelementptr inbounds i8, i8* %15, i64 1
store i8 %22, i8* %15
%24 = add i32 %16, 1
%25 = icmp eq i32 %24, %11
br i1 %25, label %26, label %13
26: ; preds = %13, %9
%27 = phi i8* [ undef, %9 ], [ %23, %13 ]
%28 = phi i32 [ %1, %9 ], [ %17, %13 ]
%29 = phi i8* [ %7, %9 ], [ %23, %13 ]
%30 = icmp ult i32 %10, 3
br i1 %30, label %63, label %31
31: ; preds = %26, %31
%32 = phi i32 [ %55, %31 ], [ %28, %26 ]
%33 = phi i8* [ %61, %31 ], [ %29, %26 ]
%34 = add nsw i32 %32, -1
%35 = lshr i32 %0, %34
%36 = and i32 %35, 1
%37 = zext i32 %36 to i64
%38 = getelementptr inbounds [3 x i8], [3 x i8]* @.str, i64 0, i64 %37
%39 = load i8, i8* %38
%40 = getelementptr inbounds i8, i8* %33, i64 1
store i8 %39, i8* %33
%41 = add nsw i32 %32, -2
%42 = lshr i32 %0, %41
%43 = and i32 %42, 1
%44 = zext i32 %43 to i64
%45 = getelementptr inbounds [3 x i8], [3 x i8]* @.str, i64 0, i64 %44
%46 = load i8, i8* %45
%47 = getelementptr inbounds i8, i8* %33, i64 2
store i8 %46, i8* %40
%48 = add nsw i32 %32, -3
%49 = lshr i32 %0, %48
%50 = and i32 %49, 1
%51 = zext i32 %50 to i64
%52 = getelementptr inbounds [3 x i8], [3 x i8]* @.str, i64 0, i64 %51
%53 = load i8, i8* %52
%54 = getelementptr inbounds i8, i8* %33, i64 3
store i8 %53, i8* %47
%55 = add nsw i32 %32, -4
%56 = lshr i32 %0, %55
%57 = and i32 %56, 1
%58 = zext i32 %57 to i64
%59 = getelementptr inbounds [3 x i8], [3 x i8]* @.str, i64 0, i64 %58
%60 = load i8, i8* %59
%61 = getelementptr inbounds i8, i8* %33, i64 4
store i8 %60, i8* %54
%62 = icmp eq i32 %55, 0
br i1 %62, label %63, label %31
63: ; preds = %26, %31, %2
%64 = phi i8* [ %7, %2 ], [ %27, %26 ], [ %61, %31 ]
store i8 0, i8* %64
ret i8* %7
}