void itoa(int n, char *out) {
  int len = 0, negative = 0;
  if (n == 0) {
    out[len++] = '0';
    out[len++] = 0;
    return;
  }
  if (n < 0) {
    negative = 1;
    n *= -1;
  }
  while (n) {
    out[len++] = '0' + (n % 10);
    n /= 10;
  }
  if (negative) {
    out[len++] = '-';
  }
  out[len] = 0;
  for (int i = 0; i < len / 2; i++) {
    int j = len - i - 1;
    char c = out[j];
    out[j] = out[i];
    out[i] = c;
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<itoa>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x4(%rbp)
jne    1154 <itoa+0x54>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x14(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
movb   $0x30,(%rax,%rcx,1)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x14(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
movb   $0x0,(%rax,%rcx,1)
jmp    124e <itoa+0x14e>
cmpl   $0x0,-0x4(%rbp)
jge    116c <itoa+0x6c>
movl   $0x1,-0x18(%rbp)
imul   $0xffffffff,-0x4(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    1171 <itoa+0x71>
cmpl   $0x0,-0x4(%rbp)
je     11b1 <itoa+0xb1>
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    $0xa,%ecx
cltd
idiv   %ecx
add    $0x30,%edx
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x14(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %dl,(%rax,%rcx,1)
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    $0xa,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    1171 <itoa+0x71>
cmpl   $0x0,-0x18(%rbp)
je     11d1 <itoa+0xd1>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x14(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
movb   $0x2d,(%rax,%rcx,1)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
movb   $0x0,(%rax,%rcx,1)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%ecx
mov    -0x28(%rbp),%eax
cmp    %ecx,%eax
jge    124e <itoa+0x14e>
mov    -0x14(%rbp),%eax
sub    -0x1c(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,1),%al
mov    %al,-0x21(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,1),%dl
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    %dl,(%rax,%rcx,1)
mov    -0x21(%rbp),%dl
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    %dl,(%rax,%rcx,1)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    11e4 <itoa+0xe4>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<itoa>:
test   %edi,%edi
je     1174 <itoa+0x74>
mov    %edi,%ecx
neg    %ecx
cmovs  %edi,%ecx
xor    %r9d,%r9d
xchg   %ax,%ax
movslq %ecx,%rdx
imul   $0x66666667,%rdx,%rcx
mov    %rcx,%rax
shr    $0x3f,%rax
sar    $0x22,%rcx
add    %eax,%ecx
lea    (%rcx,%rcx,1),%eax
lea    (%rax,%rax,4),%r8d
mov    %edx,%eax
sub    %r8d,%eax
add    $0x30,%al
mov    %al,(%rsi,%r9,1)
add    $0x1,%r9
add    $0x9,%edx
cmp    $0x12,%edx
ja     1110 <itoa+0x10>
test   %edi,%edi
jns    1154 <itoa+0x54>
mov    %r9d,%eax
add    $0x1,%r9d
movb   $0x2d,(%rsi,%rax,1)
movslq %r9d,%rax
movb   $0x0,(%rsi,%rax,1)
cmp    $0x2,%eax
jl     11e4 <itoa+0xe4>
mov    %r9d,%r8d
shr    %r8d
cmp    $0x1,%r8d
jne    117a <itoa+0x7a>
xor    %edx,%edx
jmp    11c6 <itoa+0xc6>
movw   $0x30,(%rsi)
ret
mov    %r8d,%r11d
and    $0xfffffffe,%r11d
lea    -0x2(%r9),%ecx
xor    %edx,%edx
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
lea    0x1(%rcx),%eax
movslq %eax,%rdi
movzbl (%rsi,%rdi,1),%r10d
movzbl (%rsi,%rdx,1),%eax
mov    %al,(%rsi,%rdi,1)
mov    %r10b,(%rsi,%rdx,1)
movslq %ecx,%rcx
movzbl (%rsi,%rcx,1),%edi
movzbl 0x1(%rsi,%rdx,1),%eax
mov    %al,(%rsi,%rcx,1)
mov    %dil,0x1(%rsi,%rdx,1)
add    $0x2,%rdx
add    $0xfffffffe,%ecx
cmp    %rdx,%r11
jne    1190 <itoa+0x90>
test   $0x1,%r8b
je     11e4 <itoa+0xe4>
mov    %edx,%eax
not    %eax
add    %eax,%r9d
movslq %r9d,%rax
mov    (%rsi,%rax,1),%dil
mov    (%rsi,%rdx,1),%cl
mov    %cl,(%rsi,%rax,1)
mov    %dil,(%rsi,%rdx,1)
ret

LLVM IR (-O0):
define void @itoa(i32 %0, i8* %1) {
%3 = alloca i32
%4 = alloca i8*
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i8
store i32 %0, i32* %3
store i8* %1, i8** %4
store i32 0, i32* %5
store i32 0, i32* %6
%10 = load i32, i32* %3
%11 = icmp eq i32 %10, 0
br i1 %11, label %12, label %23
12: ; preds = %2
%13 = load i8*, i8** %4
%14 = load i32, i32* %5
%15 = add nsw i32 %14, 1
store i32 %15, i32* %5
%16 = sext i32 %14 to i64
%17 = getelementptr inbounds i8, i8* %13, i64 %16
store i8 48, i8* %17
%18 = load i8*, i8** %4
%19 = load i32, i32* %5
%20 = add nsw i32 %19, 1
store i32 %20, i32* %5
%21 = sext i32 %19 to i64
%22 = getelementptr inbounds i8, i8* %18, i64 %21
store i8 0, i8* %22
br label %91
23: ; preds = %2
%24 = load i32, i32* %3
%25 = icmp slt i32 %24, 0
br i1 %25, label %26, label %29
26: ; preds = %23
store i32 1, i32* %6
%27 = load i32, i32* %3
%28 = mul nsw i32 %27, -1
store i32 %28, i32* %3
br label %29
29: ; preds = %26, %23
br label %30
30: ; preds = %33, %29
%31 = load i32, i32* %3
%32 = icmp ne i32 %31, 0
br i1 %32, label %33, label %45
33: ; preds = %30
%34 = load i32, i32* %3
%35 = srem i32 %34, 10
%36 = add nsw i32 48, %35
%37 = trunc i32 %36 to i8
%38 = load i8*, i8** %4
%39 = load i32, i32* %5
%40 = add nsw i32 %39, 1
store i32 %40, i32* %5
%41 = sext i32 %39 to i64
%42 = getelementptr inbounds i8, i8* %38, i64 %41
store i8 %37, i8* %42
%43 = load i32, i32* %3
%44 = sdiv i32 %43, 10
store i32 %44, i32* %3
br label %30
45: ; preds = %30
%46 = load i32, i32* %6
%47 = icmp ne i32 %46, 0
br i1 %47, label %48, label %54
48: ; preds = %45
%49 = load i8*, i8** %4
%50 = load i32, i32* %5
%51 = add nsw i32 %50, 1
store i32 %51, i32* %5
%52 = sext i32 %50 to i64
%53 = getelementptr inbounds i8, i8* %49, i64 %52
store i8 45, i8* %53
br label %54
54: ; preds = %48, %45
%55 = load i8*, i8** %4
%56 = load i32, i32* %5
%57 = sext i32 %56 to i64
%58 = getelementptr inbounds i8, i8* %55, i64 %57
store i8 0, i8* %58
store i32 0, i32* %7
br label %59
59: ; preds = %88, %54
%60 = load i32, i32* %7
%61 = load i32, i32* %5
%62 = sdiv i32 %61, 2
%63 = icmp slt i32 %60, %62
br i1 %63, label %64, label %91
64: ; preds = %59
%65 = load i32, i32* %5
%66 = load i32, i32* %7
%67 = sub nsw i32 %65, %66
%68 = sub nsw i32 %67, 1
store i32 %68, i32* %8
%69 = load i8*, i8** %4
%70 = load i32, i32* %8
%71 = sext i32 %70 to i64
%72 = getelementptr inbounds i8, i8* %69, i64 %71
%73 = load i8, i8* %72
store i8 %73, i8* %9
%74 = load i8*, i8** %4
%75 = load i32, i32* %7
%76 = sext i32 %75 to i64
%77 = getelementptr inbounds i8, i8* %74, i64 %76
%78 = load i8, i8* %77
%79 = load i8*, i8** %4
%80 = load i32, i32* %8
%81 = sext i32 %80 to i64
%82 = getelementptr inbounds i8, i8* %79, i64 %81
store i8 %78, i8* %82
%83 = load i8, i8* %9
%84 = load i8*, i8** %4
%85 = load i32, i32* %7
%86 = sext i32 %85 to i64
%87 = getelementptr inbounds i8, i8* %84, i64 %86
store i8 %83, i8* %87
br label %88
88: ; preds = %64
%89 = load i32, i32* %7
%90 = add nsw i32 %89, 1
store i32 %90, i32* %7
br label %59
91: ; preds = %12, %59
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @itoa(i32 %0, i8* nocapture %1) {
%3 = icmp eq i32 %0, 0
br i1 %3, label %4, label %6
4: ; preds = %2
store i8 48, i8* %1
%5 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 1
store i8 0, i8* %5
br label %74
6: ; preds = %2
%7 = icmp slt i32 %0, 0
%8 = sub nsw i32 0, %0
%9 = select i1 %7, i32 %8, i32 %0
br label %10
10: ; preds = %6, %10
%11 = phi i64 [ 0, %6 ], [ %16, %10 ]
%12 = phi i32 [ %9, %6 ], [ %18, %10 ]
%13 = srem i32 %12, 10
%14 = trunc i32 %13 to i8
%15 = add nsw i8 %14, 48
%16 = add nuw i64 %11, 1
%17 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 %11
store i8 %15, i8* %17
%18 = sdiv i32 %12, 10
%19 = add i32 %12, 9
%20 = icmp ult i32 %19, 19
br i1 %20, label %21, label %10
21: ; preds = %10
%22 = trunc i64 %16 to i32
br i1 %7, label %23, label %27
23: ; preds = %21
%24 = add nuw nsw i32 %22, 1
%25 = and i64 %16, 4294967295
%26 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 %25
store i8 45, i8* %26
br label %27
27: ; preds = %23, %21
%28 = phi i32 [ %24, %23 ], [ %22, %21 ]
%29 = sext i32 %28 to i64
%30 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 %29
store i8 0, i8* %30
%31 = icmp sgt i32 %28, 1
br i1 %31, label %32, label %74
32: ; preds = %27
%33 = lshr i32 %28, 1
%34 = zext i32 %33 to i64
%35 = and i64 %34, 1
%36 = icmp eq i32 %33, 1
br i1 %36, label %62, label %37
37: ; preds = %32
%38 = and i64 %34, 2147483646
br label %39
39: ; preds = %39, %37
%40 = phi i64 [ 0, %37 ], [ %59, %39 ]
%41 = phi i64 [ 0, %37 ], [ %60, %39 ]
%42 = trunc i64 %40 to i32
%43 = xor i32 %42, -1
%44 = add i32 %28, %43
%45 = sext i32 %44 to i64
%46 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 %45
%47 = load i8, i8* %46
%48 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 %40
%49 = load i8, i8* %48
store i8 %49, i8* %46
store i8 %47, i8* %48
%50 = or i64 %40, 1
%51 = trunc i64 %50 to i32
%52 = xor i32 %51, -1
%53 = add i32 %28, %52
%54 = sext i32 %53 to i64
%55 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 %54
%56 = load i8, i8* %55
%57 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 %50
%58 = load i8, i8* %57
store i8 %58, i8* %55
store i8 %56, i8* %57
%59 = add nuw nsw i64 %40, 2
%60 = add i64 %41, 2
%61 = icmp eq i64 %60, %38
br i1 %61, label %62, label %39
62: ; preds = %39, %32
%63 = phi i64 [ 0, %32 ], [ %59, %39 ]
%64 = icmp eq i64 %35, 0
br i1 %64, label %74, label %65
65: ; preds = %62
%66 = trunc i64 %63 to i32
%67 = xor i32 %66, -1
%68 = add i32 %28, %67
%69 = sext i32 %68 to i64
%70 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 %69
%71 = load i8, i8* %70
%72 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 %63
%73 = load i8, i8* %72
store i8 %73, i8* %70
store i8 %71, i8* %72
br label %74
74: ; preds = %65, %62, %27, %4
ret void
}