int factorial(int n) {
  if (n < 0)
    return -1;
  else if (n == 0) {
    return 1;
  } else if (n == 1) {
    return 1;
  } else {
    int i;
    int product = 1;
    for (i = 2; i <= n; i++) {
      product *= i;
    }
    return product;
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<factorial>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x8(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x8(%rbp)
jge    111d <factorial+0x1d>
movl   $0xffffffff,-0x4(%rbp)
jmp    1181 <factorial+0x81>
cmpl   $0x0,-0x8(%rbp)
jne    1133 <factorial+0x33>
movl   $0x1,-0x4(%rbp)
jmp    1181 <factorial+0x81>
cmpl   $0x1,-0x8(%rbp)
jne    1149 <factorial+0x49>
movl   $0x1,-0x4(%rbp)
jmp    1181 <factorial+0x81>
movl   $0x1,-0x10(%rbp)
movl   $0x2,-0xc(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
jg     117b <factorial+0x7b>
mov    -0xc(%rbp),%eax
imul   -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
jmp    1157 <factorial+0x57>
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<factorial>:
test   %edi,%edi
js     112b <factorial+0x2b>
mov    $0x1,%eax
cmp    $0x2,%edi
jb     135a <factorial+0x25a>
lea    -0x1(%rdi),%r8d
cmp    $0x8,%r8d
jae    1131 <factorial+0x31>
mov    $0x2,%ecx
mov    $0x1,%eax
jmp    1345 <factorial+0x245>
mov    $0xffffffff,%eax
ret
mov    %r8d,%ecx
and    $0xfffffff8,%ecx
lea    -0x8(%rcx),%edx
mov    %edx,%esi
shr    $0x3,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,%eax
and    $0x3,%eax
cmp    $0x18,%edx
jae    1165 <factorial+0x65>
movdqa 0xeac(%rip),%xmm0
movdqa 0xeb4(%rip),%xmm1
movdqa %xmm1,%xmm2
jmp    12a1 <factorial+0x1a1>
and    $0xfffffffc,%esi
movdqa 0xe90(%rip),%xmm0
movdqa 0xe98(%rip),%xmm1
movdqa 0xeaf(%rip),%xmm9
movdqa 0xeb6(%rip),%xmm10
movdqa 0xebd(%rip),%xmm11
movdqa 0xec4(%rip),%xmm12
movdqa 0xecb(%rip),%xmm13
movdqa 0xed2(%rip),%xmm14
movdqa 0xed9(%rip),%xmm15
movdqa %xmm1,%xmm2
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movdqa %xmm0,%xmm6
paddd  0xe54(%rip),%xmm6
pshufd $0xf5,%xmm0,%xmm7
pshufd $0xf5,%xmm1,%xmm3
pmuludq %xmm7,%xmm3
pmuludq %xmm0,%xmm1
pshufd $0xf5,%xmm2,%xmm7
pshufd $0xf5,%xmm6,%xmm4
pmuludq %xmm7,%xmm4
pmuludq %xmm2,%xmm6
movdqa %xmm0,%xmm2
paddd  %xmm9,%xmm2
movdqa %xmm0,%xmm7
paddd  %xmm10,%xmm7
pmuludq %xmm2,%xmm1
pshufd $0xf5,%xmm2,%xmm2
pmuludq %xmm3,%xmm2
pmuludq %xmm7,%xmm6
pshufd $0xf5,%xmm7,%xmm3
pmuludq %xmm4,%xmm3
movdqa %xmm0,%xmm4
paddd  %xmm11,%xmm4
movdqa %xmm0,%xmm7
paddd  %xmm12,%xmm7
pshufd $0xf5,%xmm4,%xmm5
pmuludq %xmm2,%xmm5
pmuludq %xmm1,%xmm4
pshufd $0xf5,%xmm7,%xmm8
pmuludq %xmm3,%xmm8
pmuludq %xmm6,%xmm7
movdqa %xmm0,%xmm2
paddd  %xmm13,%xmm2
movdqa %xmm0,%xmm3
paddd  %xmm14,%xmm3
pmuludq %xmm2,%xmm4
pshufd $0xe8,%xmm4,%xmm1
pshufd $0xf5,%xmm2,%xmm2
pmuludq %xmm5,%xmm2
pshufd $0xe8,%xmm2,%xmm2
punpckldq %xmm2,%xmm1
pmuludq %xmm3,%xmm7
pshufd $0xe8,%xmm7,%xmm2
pshufd $0xf5,%xmm3,%xmm3
pmuludq %xmm8,%xmm3
pshufd $0xe8,%xmm3,%xmm3
punpckldq %xmm3,%xmm2
paddd  %xmm15,%xmm0
add    $0xfffffffc,%esi
jne    11c0 <factorial+0xc0>
test   %eax,%eax
je     1311 <factorial+0x211>
movdqa 0xd73(%rip),%xmm3
movdqa 0xd7b(%rip),%xmm4
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
movdqa %xmm0,%xmm5
paddd  %xmm3,%xmm5
pshufd $0xf5,%xmm1,%xmm6
pmuludq %xmm0,%xmm1
pshufd $0xe8,%xmm1,%xmm1
pshufd $0xf5,%xmm0,%xmm7
pmuludq %xmm6,%xmm7
pshufd $0xe8,%xmm7,%xmm6
punpckldq %xmm6,%xmm1
pshufd $0xf5,%xmm2,%xmm6
pmuludq %xmm5,%xmm2
pshufd $0xe8,%xmm2,%xmm2
pshufd $0xf5,%xmm5,%xmm5
pmuludq %xmm6,%xmm5
pshufd $0xe8,%xmm5,%xmm5
punpckldq %xmm5,%xmm2
paddd  %xmm4,%xmm0
add    $0xffffffff,%eax
jne    12c0 <factorial+0x1c0>
pshufd $0xf5,%xmm1,%xmm0
pshufd $0xf5,%xmm2,%xmm3
pmuludq %xmm0,%xmm3
pmuludq %xmm1,%xmm2
pshufd $0xee,%xmm2,%xmm0
pmuludq %xmm2,%xmm0
pshufd $0xaa,%xmm3,%xmm1
pmuludq %xmm3,%xmm1
pmuludq %xmm0,%xmm1
movd   %xmm1,%eax
cmp    %ecx,%r8d
je     135a <factorial+0x25a>
or     $0x2,%ecx
add    $0x1,%edi
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
imul   %ecx,%eax
add    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%edi
jne    1350 <factorial+0x250>
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @factorial(i32 %0) {
%2 = alloca i32
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
store i32 %0, i32* %3
%6 = load i32, i32* %3
%7 = icmp slt i32 %6, 0
br i1 %7, label %8, label %9
8: ; preds = %1
store i32 -1, i32* %2
br label %31
9: ; preds = %1
%10 = load i32, i32* %3
%11 = icmp eq i32 %10, 0
br i1 %11, label %12, label %13
12: ; preds = %9
store i32 1, i32* %2
br label %31
13: ; preds = %9
%14 = load i32, i32* %3
%15 = icmp eq i32 %14, 1
br i1 %15, label %16, label %17
16: ; preds = %13
store i32 1, i32* %2
br label %31
17: ; preds = %13
store i32 1, i32* %5
store i32 2, i32* %4
br label %18
18: ; preds = %26, %17
%19 = load i32, i32* %4
%20 = load i32, i32* %3
%21 = icmp sle i32 %19, %20
br i1 %21, label %22, label %29
22: ; preds = %18
%23 = load i32, i32* %4
%24 = load i32, i32* %5
%25 = mul nsw i32 %24, %23
store i32 %25, i32* %5
br label %26
26: ; preds = %22
%27 = load i32, i32* %4
%28 = add nsw i32 %27, 1
store i32 %28, i32* %4
br label %18
29: ; preds = %18
%30 = load i32, i32* %5
store i32 %30, i32* %2
br label %31
31: ; preds = %29, %16, %12, %8
%32 = load i32, i32* %2
ret i32 %32
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @factorial(i32 %0) {
%2 = icmp slt i32 %0, 0
br i1 %2, label %74, label %3
3: ; preds = %1
%4 = icmp ult i32 %0, 2
br i1 %4, label %74, label %5
5: ; preds = %3
%6 = add i32 %0, -1
%7 = icmp ult i32 %6, 8
br i1 %7, label %65, label %8
8: ; preds = %5
%9 = and i32 %6, -8
%10 = or i32 %9, 2
%11 = add i32 %9, -8
%12 = lshr exact i32 %11, 3
%13 = add nuw nsw i32 %12, 1
%14 = and i32 %13, 3
%15 = icmp ult i32 %11, 24
br i1 %15, label %41, label %16
16: ; preds = %8
%17 = and i32 %13, 1073741820
br label %18
18: ; preds = %18, %16
%19 = phi <4 x i32> [ <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>, %16 ], [ %36, %18 ]
%20 = phi <4 x i32> [ <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>, %16 ], [ %37, %18 ]
%21 = phi <4 x i32> [ <i32 2, i32 3, i32 4, i32 5>, %16 ], [ %38, %18 ]
%22 = phi i32 [ 0, %16 ], [ %39, %18 ]
%23 = add <4 x i32> %21, <i32 4, i32 4, i32 4, i32 4>
%24 = mul <4 x i32> %19, %21
%25 = mul <4 x i32> %20, %23
%26 = add <4 x i32> %21, <i32 8, i32 8, i32 8, i32 8>
%27 = add <4 x i32> %21, <i32 12, i32 12, i32 12, i32 12>
%28 = mul <4 x i32> %24, %26
%29 = mul <4 x i32> %25, %27
%30 = add <4 x i32> %21, <i32 16, i32 16, i32 16, i32 16>
%31 = add <4 x i32> %21, <i32 20, i32 20, i32 20, i32 20>
%32 = mul <4 x i32> %28, %30
%33 = mul <4 x i32> %29, %31
%34 = add <4 x i32> %21, <i32 24, i32 24, i32 24, i32 24>
%35 = add <4 x i32> %21, <i32 28, i32 28, i32 28, i32 28>
%36 = mul <4 x i32> %32, %34
%37 = mul <4 x i32> %33, %35
%38 = add <4 x i32> %21, <i32 32, i32 32, i32 32, i32 32>
%39 = add i32 %22, 4
%40 = icmp eq i32 %39, %17
br i1 %40, label %41, label %18
41: ; preds = %18, %8
%42 = phi <4 x i32> [ undef, %8 ], [ %36, %18 ]
%43 = phi <4 x i32> [ undef, %8 ], [ %37, %18 ]
%44 = phi <4 x i32> [ <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>, %8 ], [ %36, %18 ]
%45 = phi <4 x i32> [ <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>, %8 ], [ %37, %18 ]
%46 = phi <4 x i32> [ <i32 2, i32 3, i32 4, i32 5>, %8 ], [ %38, %18 ]
%47 = icmp eq i32 %14, 0
br i1 %47, label %59, label %48
48: ; preds = %41, %48
%49 = phi <4 x i32> [ %54, %48 ], [ %44, %41 ]
%50 = phi <4 x i32> [ %55, %48 ], [ %45, %41 ]
%51 = phi <4 x i32> [ %56, %48 ], [ %46, %41 ]
%52 = phi i32 [ %57, %48 ], [ 0, %41 ]
%53 = add <4 x i32> %51, <i32 4, i32 4, i32 4, i32 4>
%54 = mul <4 x i32> %49, %51
%55 = mul <4 x i32> %50, %53
%56 = add <4 x i32> %51, <i32 8, i32 8, i32 8, i32 8>
%57 = add i32 %52, 1
%58 = icmp eq i32 %57, %14
br i1 %58, label %59, label %48
59: ; preds = %48, %41
%60 = phi <4 x i32> [ %42, %41 ], [ %54, %48 ]
%61 = phi <4 x i32> [ %43, %41 ], [ %55, %48 ]
%62 = mul <4 x i32> %61, %60
%63 = call i32 @llvm.vector.reduce.mul.v4i32(<4 x i32> %62)
%64 = icmp eq i32 %6, %9
br i1 %64, label %74, label %65
65: ; preds = %5, %59
%66 = phi i32 [ 1, %5 ], [ %63, %59 ]
%67 = phi i32 [ 2, %5 ], [ %10, %59 ]
br label %68
68: ; preds = %65, %68
%69 = phi i32 [ %71, %68 ], [ %66, %65 ]
%70 = phi i32 [ %72, %68 ], [ %67, %65 ]
%71 = mul nsw i32 %69, %70
%72 = add nuw i32 %70, 1
%73 = icmp eq i32 %70, %0
br i1 %73, label %74, label %68
74: ; preds = %68, %59, %3, %1
%75 = phi i32 [ -1, %1 ], [ 1, %3 ], [ %63, %59 ], [ %71, %68 ]
ret i32 %75
}