void base64encode(const unsigned char *in, char *out, int len) {
  char alphabet[] =
      "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/";
  int shift = 0;
  int accum = 0;
  while (len > 0) {
    len--;
    accum <<= 8;
    shift += 8;
    accum |= *in++;
    while (shift >= 6) {
      shift -= 6;
      *out++ = alphabet[(accum >> shift) & 0x3F];
    }
  }
  if (shift == 4) {
    *out++ = alphabet[(accum & 0xF) << 2];
    *out++ = '=';
  } else if (shift == 2) {
    *out++ = alphabet[(accum & 0x3) << 4];
    *out++ = '=';
    *out++ = '=';
  }
  *out++ = 0;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<base64encode>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x70,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
lea    -0x60(%rbp),%rdi
lea    0xed2(%rip),%rsi
mov    $0x41,%edx
call   1030 <memcpy@plt>
movl   $0x0,-0x64(%rbp)
movl   $0x0,-0x68(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x14(%rbp)
jle    11c2 <base64encode+0xb2>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x68(%rbp),%eax
shl    $0x8,%eax
mov    %eax,-0x68(%rbp)
mov    -0x64(%rbp),%eax
add    $0x8,%eax
mov    %eax,-0x64(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %rax,%rcx
add    $0x1,%rcx
mov    %rcx,-0x8(%rbp)
movzbl (%rax),%eax
or     -0x68(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x68(%rbp)
cmpl   $0x6,-0x64(%rbp)
jl     11bd <base64encode+0xad>
mov    -0x64(%rbp),%eax
sub    $0x6,%eax
mov    %eax,-0x64(%rbp)
mov    -0x68(%rbp),%eax
mov    -0x64(%rbp),%ecx
sar    %cl,%eax
and    $0x3f,%eax
cltq
mov    -0x60(%rbp,%rax,1),%cl
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,%rdx
add    $0x1,%rdx
mov    %rdx,-0x10(%rbp)
mov    %cl,(%rax)
jmp    1183 <base64encode+0x73>
jmp    1146 <base64encode+0x36>
cmpl   $0x4,-0x64(%rbp)
jne    1203 <base64encode+0xf3>
mov    -0x68(%rbp),%eax
and    $0xf,%eax
shl    $0x2,%eax
cltq
mov    -0x60(%rbp,%rax,1),%cl
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,%rdx
add    $0x1,%rdx
mov    %rdx,-0x10(%rbp)
mov    %cl,(%rax)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,%rcx
add    $0x1,%rcx
mov    %rcx,-0x10(%rbp)
movb   $0x3d,(%rax)
jmp    1256 <base64encode+0x146>
cmpl   $0x2,-0x64(%rbp)
jne    1251 <base64encode+0x141>
mov    -0x68(%rbp),%eax
and    $0x3,%eax
shl    $0x4,%eax
cltq
mov    -0x60(%rbp,%rax,1),%cl
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,%rdx
add    $0x1,%rdx
mov    %rdx,-0x10(%rbp)
mov    %cl,(%rax)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,%rcx
add    $0x1,%rcx
mov    %rcx,-0x10(%rbp)
movb   $0x3d,(%rax)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,%rcx
add    $0x1,%rcx
mov    %rcx,-0x10(%rbp)
movb   $0x3d,(%rax)
jmp    1256 <base64encode+0x146>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,%rcx
add    $0x1,%rcx
mov    %rcx,-0x10(%rbp)
movb   $0x0,(%rax)
add    $0x70,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<base64encode>:
test   %edx,%edx
jle    11b9 <base64encode+0xb9>
xor    %r10d,%r10d
lea    0xeee(%rip),%r9
xor    %r11d,%r11d
jmp    1132 <base64encode+0x32>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x8,%r11d
lea    -0x1(%rdx),%ecx
add    $0x1,%rdi
cmp    $0x2,%edx
mov    %ecx,%edx
jl     1177 <base64encode+0x77>
shl    $0x8,%r10d
movzbl (%rdi),%r8d
or     %r8d,%r10d
cmp    $0xfffffffe,%r11d
jl     1120 <base64encode+0x20>
add    $0xe,%r11d
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
lea    -0xc(%r11),%ecx
mov    %r10d,%eax
sar    %cl,%eax
and    $0x3f,%eax
movzbl (%rax,%r9,1),%eax
mov    %al,(%rsi)
add    $0x1,%rsi
add    $0xfffffffa,%r11d
cmp    $0xb,%r11d
ja     1150 <base64encode+0x50>
add    $0xfffffffa,%r11d
jmp    1124 <base64encode+0x24>
cmp    $0x2,%r11d
je     1198 <base64encode+0x98>
cmp    $0x4,%r11d
jne    11b9 <base64encode+0xb9>
and    $0xf,%r8d
mov    (%r9,%r8,4),%cl
lea    0x1(%rsi),%rax
mov    %cl,(%rsi)
mov    $0x2,%ecx
jmp    11b3 <base64encode+0xb3>
shl    $0x4,%r8d
and    $0x30,%r8d
mov    (%r8,%r9,1),%al
mov    %al,(%rsi)
lea    0x2(%rsi),%rax
movb   $0x3d,0x1(%rsi)
mov    $0x3,%ecx
add    %rcx,%rsi
movb   $0x3d,(%rax)
movb   $0x0,(%rsi)
ret

LLVM IR (-O0):
@__const.base64encode.alphabet = [65 x i8] c"ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/\00"
define void @base64encode(i8* %0, i8* %1, i32 %2) {
%4 = alloca i8*
%5 = alloca i8*
%6 = alloca i32
%7 = alloca [65 x i8]
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
store i8* %0, i8** %4
store i8* %1, i8** %5
store i32 %2, i32* %6
%10 = bitcast [65 x i8]* %7 to i8*
store i32 0, i32* %8
store i32 0, i32* %9
br label %11
11: ; preds = %42, %3
%12 = load i32, i32* %6
%13 = icmp sgt i32 %12, 0
br i1 %13, label %14, label %43
14: ; preds = %11
%15 = load i32, i32* %6
%16 = add nsw i32 %15, -1
store i32 %16, i32* %6
%17 = load i32, i32* %9
%18 = shl i32 %17, 8
store i32 %18, i32* %9
%19 = load i32, i32* %8
%20 = add nsw i32 %19, 8
store i32 %20, i32* %8
%21 = load i8*, i8** %4
%22 = getelementptr inbounds i8, i8* %21, i32 1
store i8* %22, i8** %4
%23 = load i8, i8* %21
%24 = zext i8 %23 to i32
%25 = load i32, i32* %9
%26 = or i32 %25, %24
store i32 %26, i32* %9
br label %27
27: ; preds = %30, %14
%28 = load i32, i32* %8
%29 = icmp sge i32 %28, 6
br i1 %29, label %30, label %42
30: ; preds = %27
%31 = load i32, i32* %8
%32 = sub nsw i32 %31, 6
store i32 %32, i32* %8
%33 = load i32, i32* %9
%34 = load i32, i32* %8
%35 = ashr i32 %33, %34
%36 = and i32 %35, 63
%37 = sext i32 %36 to i64
%38 = getelementptr inbounds [65 x i8], [65 x i8]* %7, i64 0, i64 %37
%39 = load i8, i8* %38
%40 = load i8*, i8** %5
%41 = getelementptr inbounds i8, i8* %40, i32 1
store i8* %41, i8** %5
store i8 %39, i8* %40
br label %27
42: ; preds = %27
br label %11
43: ; preds = %11
%44 = load i32, i32* %8
%45 = icmp eq i32 %44, 4
br i1 %45, label %46, label %57
46: ; preds = %43
%47 = load i32, i32* %9
%48 = and i32 %47, 15
%49 = shl i32 %48, 2
%50 = sext i32 %49 to i64
%51 = getelementptr inbounds [65 x i8], [65 x i8]* %7, i64 0, i64 %50
%52 = load i8, i8* %51
%53 = load i8*, i8** %5
%54 = getelementptr inbounds i8, i8* %53, i32 1
store i8* %54, i8** %5
store i8 %52, i8* %53
%55 = load i8*, i8** %5
%56 = getelementptr inbounds i8, i8* %55, i32 1
store i8* %56, i8** %5
store i8 61, i8* %55
br label %74
57: ; preds = %43
%58 = load i32, i32* %8
%59 = icmp eq i32 %58, 2
br i1 %59, label %60, label %73
60: ; preds = %57
%61 = load i32, i32* %9
%62 = and i32 %61, 3
%63 = shl i32 %62, 4
%64 = sext i32 %63 to i64
%65 = getelementptr inbounds [65 x i8], [65 x i8]* %7, i64 0, i64 %64
%66 = load i8, i8* %65
%67 = load i8*, i8** %5
%68 = getelementptr inbounds i8, i8* %67, i32 1
store i8* %68, i8** %5
store i8 %66, i8* %67
%69 = load i8*, i8** %5
%70 = getelementptr inbounds i8, i8* %69, i32 1
store i8* %70, i8** %5
store i8 61, i8* %69
%71 = load i8*, i8** %5
%72 = getelementptr inbounds i8, i8* %71, i32 1
store i8* %72, i8** %5
store i8 61, i8* %71
br label %73
73: ; preds = %60, %57
br label %74
74: ; preds = %73, %46
%75 = load i8*, i8** %5
%76 = getelementptr inbounds i8, i8* %75, i32 1
store i8* %76, i8** %5
store i8 0, i8* %75
ret void
}

LLVM IR (-O2):
@__const.base64encode.alphabet = [65 x i8] c"ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/\00"
define void @base64encode(i8* nocapture %0, i8* nocapture writeonly %1, i32 %2) {
%4 = icmp sgt i32 %2, 0
br i1 %4, label %9, label %55
5: ; preds = %23, %9
%6 = phi i8* [ %13, %9 ], [ %32, %23 ]
%7 = phi i32 [ %17, %9 ], [ %26, %23 ]
%8 = icmp sgt i32 %12, 1
br i1 %8, label %9, label %34
9: ; preds = %3, %5
%10 = phi i32 [ %21, %5 ], [ 0, %3 ]
%11 = phi i32 [ %7, %5 ], [ 0, %3 ]
%12 = phi i32 [ %15, %5 ], [ %2, %3 ]
%13 = phi i8* [ %6, %5 ], [ %1, %3 ]
%14 = phi i8* [ %18, %5 ], [ %0, %3 ]
%15 = add nsw i32 %12, -1
%16 = shl i32 %10, 8
%17 = add nsw i32 %11, 8
%18 = getelementptr inbounds i8, i8* %14, i64 1
%19 = load i8, i8* %14
%20 = zext i8 %19 to i32
%21 = or i32 %16, %20
%22 = icmp sgt i32 %11, -3
br i1 %22, label %23, label %5
23: ; preds = %9, %23
%24 = phi i32 [ %26, %23 ], [ %17, %9 ]
%25 = phi i8* [ %32, %23 ], [ %13, %9 ]
%26 = add nsw i32 %24, -6
%27 = ashr i32 %21, %26
%28 = and i32 %27, 63
%29 = zext i32 %28 to i64
%30 = getelementptr inbounds [65 x i8], [65 x i8]* @__const.base64encode.alphabet, i64 0, i64 %29
%31 = load i8, i8* %30
%32 = getelementptr inbounds i8, i8* %25, i64 1
store i8 %31, i8* %25
%33 = icmp ugt i32 %24, 11
br i1 %33, label %23, label %5
34: ; preds = %5
%35 = zext i8 %19 to i32
switch i32 %7, label %55 [
i32 4, label %36
i32 2, label %43
]
36: ; preds = %34
%37 = shl nuw nsw i32 %35, 2
%38 = and i32 %37, 60
%39 = zext i32 %38 to i64
%40 = getelementptr inbounds [65 x i8], [65 x i8]* @__const.base64encode.alphabet, i64 0, i64 %39
%41 = load i8, i8* %40
%42 = getelementptr inbounds i8, i8* %6, i64 1
store i8 %41, i8* %6
br label %51
43: ; preds = %34
%44 = shl nuw nsw i32 %35, 4
%45 = and i32 %44, 48
%46 = zext i32 %45 to i64
%47 = getelementptr inbounds [65 x i8], [65 x i8]* @__const.base64encode.alphabet, i64 0, i64 %46
%48 = load i8, i8* %47
%49 = getelementptr inbounds i8, i8* %6, i64 1
store i8 %48, i8* %6
%50 = getelementptr inbounds i8, i8* %6, i64 2
store i8 61, i8* %49
br label %51
51: ; preds = %36, %43
%52 = phi i64 [ 3, %43 ], [ 2, %36 ]
%53 = phi i8* [ %50, %43 ], [ %42, %36 ]
%54 = getelementptr inbounds i8, i8* %6, i64 %52
store i8 61, i8* %53
br label %55
55: ; preds = %51, %3, %34
%56 = phi i8* [ %6, %34 ], [ %1, %3 ], [ %54, %51 ]
store i8 0, i8* %56
ret void
}