void to64(char *s, unsigned long v, int n) {
  static unsigned char itoa64[] =
      "./0123456789ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz";
  while (--n >= 0) {
    *s++ = itoa64[v & 0x3f];
    v >>= 6;
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<to64>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
cmp    $0x0,%eax
jl     1155 <to64+0x55>
mov    -0x10(%rbp),%rcx
and    $0x3f,%rcx
lea    0x2f00(%rip),%rax
mov    (%rax,%rcx,1),%cl
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %rax,%rdx
add    $0x1,%rdx
mov    %rdx,-0x8(%rbp)
mov    %cl,(%rax)
mov    -0x10(%rbp),%rax
shr    $0x6,%rax
mov    %rax,-0x10(%rbp)
jmp    110f <to64+0xf>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<to64>:
test   %edx,%edx
jle    11a8 <to64+0xa8>
lea    -0x1(%rdx),%r8d
test   $0x3,%dl
je     114f <to64+0x4f>
mov    %edx,%r10d
and    $0x3,%r10d
xor    %ecx,%ecx
lea    0xedf(%rip),%r9
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %esi,%eax
and    $0x3f,%eax
movzbl (%rax,%r9,1),%eax
mov    %al,(%rdi,%rcx,1)
shr    $0x6,%rsi
add    $0x1,%rcx
cmp    %ecx,%r10d
jne    1130 <to64+0x30>
sub    %ecx,%edx
add    %rcx,%rdi
cmp    $0x3,%r8d
jb     11a8 <to64+0xa8>
add    $0xffffffff,%edx
lea    0xea1(%rip),%rax
nop
mov    %esi,%ecx
and    $0x3f,%ecx
movzbl (%rcx,%rax,1),%ecx
mov    %cl,(%rdi)
mov    %esi,%ecx
shr    $0x6,%ecx
and    $0x3f,%ecx
movzbl (%rcx,%rax,1),%ecx
mov    %cl,0x1(%rdi)
mov    %esi,%ecx
shr    $0xc,%ecx
and    $0x3f,%ecx
movzbl (%rcx,%rax,1),%ecx
mov    %cl,0x2(%rdi)
mov    %esi,%ecx
shr    $0x12,%ecx
and    $0x3f,%ecx
movzbl (%rcx,%rax,1),%ecx
mov    %cl,0x3(%rdi)
shr    $0x18,%rsi
add    $0xfffffffc,%edx
add    $0x4,%rdi
cmp    $0xfffffffe,%edx
jb     1160 <to64+0x60>
ret

LLVM IR (-O0):
@to64.itoa64 = internal global [65 x i8] c"./0123456789ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz\00"
define void @to64(i8* %0, i64 %1, i32 %2) {
%4 = alloca i8*
%5 = alloca i64
%6 = alloca i32
store i8* %0, i8** %4
store i64 %1, i64* %5
store i32 %2, i32* %6
br label %7
7: ; preds = %11, %3
%8 = load i32, i32* %6
%9 = add nsw i32 %8, -1
store i32 %9, i32* %6
%10 = icmp sge i32 %9, 0
br i1 %10, label %11, label %20
11: ; preds = %7
%12 = load i64, i64* %5
%13 = and i64 %12, 63
%14 = getelementptr inbounds [65 x i8], [65 x i8]* @to64.itoa64, i64 0, i64 %13
%15 = load i8, i8* %14
%16 = load i8*, i8** %4
%17 = getelementptr inbounds i8, i8* %16, i32 1
store i8* %17, i8** %4
store i8 %15, i8* %16
%18 = load i64, i64* %5
%19 = lshr i64 %18, 6
store i64 %19, i64* %5
br label %7
20: ; preds = %7
ret void
}

LLVM IR (-O2):
@to64.itoa64 = internal unnamed_addr constant [65 x i8] c"./0123456789ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz\00"
define void @to64(i8* nocapture writeonly %0, i64 %1, i32 %2) {
%4 = icmp sgt i32 %2, 0
br i1 %4, label %5, label %54
5: ; preds = %3
%6 = add i32 %2, -1
%7 = and i32 %2, 3
%8 = icmp eq i32 %7, 0
br i1 %8, label %22, label %9
9: ; preds = %5, %9
%10 = phi i32 [ %14, %9 ], [ %2, %5 ]
%11 = phi i64 [ %19, %9 ], [ %1, %5 ]
%12 = phi i8* [ %18, %9 ], [ %0, %5 ]
%13 = phi i32 [ %20, %9 ], [ 0, %5 ]
%14 = add nsw i32 %10, -1
%15 = and i64 %11, 63
%16 = getelementptr inbounds [65 x i8], [65 x i8]* @to64.itoa64, i64 0, i64 %15
%17 = load i8, i8* %16
%18 = getelementptr inbounds i8, i8* %12, i64 1
store i8 %17, i8* %12
%19 = lshr i64 %11, 6
%20 = add i32 %13, 1
%21 = icmp eq i32 %20, %7
br i1 %21, label %22, label %9
22: ; preds = %9, %5
%23 = phi i32 [ %2, %5 ], [ %14, %9 ]
%24 = phi i64 [ %1, %5 ], [ %19, %9 ]
%25 = phi i8* [ %0, %5 ], [ %18, %9 ]
%26 = icmp ult i32 %6, 3
br i1 %26, label %54, label %27
27: ; preds = %22, %27
%28 = phi i32 [ %46, %27 ], [ %23, %22 ]
%29 = phi i64 [ %51, %27 ], [ %24, %22 ]
%30 = phi i8* [ %50, %27 ], [ %25, %22 ]
%31 = and i64 %29, 63
%32 = getelementptr inbounds [65 x i8], [65 x i8]* @to64.itoa64, i64 0, i64 %31
%33 = load i8, i8* %32
%34 = getelementptr inbounds i8, i8* %30, i64 1
store i8 %33, i8* %30
%35 = lshr i64 %29, 6
%36 = and i64 %35, 63
%37 = getelementptr inbounds [65 x i8], [65 x i8]* @to64.itoa64, i64 0, i64 %36
%38 = load i8, i8* %37
%39 = getelementptr inbounds i8, i8* %30, i64 2
store i8 %38, i8* %34
%40 = lshr i64 %29, 12
%41 = and i64 %40, 63
%42 = getelementptr inbounds [65 x i8], [65 x i8]* @to64.itoa64, i64 0, i64 %41
%43 = load i8, i8* %42
%44 = getelementptr inbounds i8, i8* %30, i64 3
store i8 %43, i8* %39
%45 = lshr i64 %29, 18
%46 = add nsw i32 %28, -4
%47 = and i64 %45, 63
%48 = getelementptr inbounds [65 x i8], [65 x i8]* @to64.itoa64, i64 0, i64 %47
%49 = load i8, i8* %48
%50 = getelementptr inbounds i8, i8* %30, i64 4
store i8 %49, i8* %44
%51 = lshr i64 %29, 24
%52 = add i32 %28, -5
%53 = icmp ult i32 %52, -2
br i1 %53, label %27, label %54
54: ; preds = %22, %27, %3
ret void
}