void calculate(int input[], int output[], int size) {
  int product = 1;
  for (int i = 0; i < size; i++) {
    output[i] = product;
    product *= input[i];
  }
  product = 1;
  for (int i = size - 1; i >= 0; i--) {
    output[i] *= product;
    product *= input[i];
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<calculate>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
movl   $0x1,-0x18(%rbp)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    1157 <calculate+0x57>
mov    -0x18(%rbp),%edx
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
imul   -0x18(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    111d <calculate+0x1d>
movl   $0x1,-0x18(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x20(%rbp)
jl     11a3 <calculate+0xa3>
mov    -0x18(%rbp),%edx
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
imul   (%rax,%rcx,4),%edx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
imul   -0x18(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    1167 <calculate+0x67>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<calculate>:
push   %rbx
test   %edx,%edx
jle    11ea <calculate+0xea>
mov    %edx,%r9d
lea    -0x1(%r9),%r8
mov    %r9d,%r10d
and    $0x3,%r10d
cmp    $0x3,%r8
jae    1126 <calculate+0x26>
mov    $0x1,%ecx
xor    %eax,%eax
jmp    116b <calculate+0x6b>
mov    %r9d,%r11d
and    $0xfffffffc,%r11d
mov    $0x1,%ecx
xor    %eax,%eax
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
mov    %ecx,(%rsi,%rax,4)
imul   (%rdi,%rax,4),%ecx
mov    %ecx,0x4(%rsi,%rax,4)
imul   0x4(%rdi,%rax,4),%ecx
mov    %ecx,0x8(%rsi,%rax,4)
imul   0x8(%rdi,%rax,4),%ecx
mov    %ecx,0xc(%rsi,%rax,4)
imul   0xc(%rdi,%rax,4),%ecx
add    $0x4,%rax
cmp    %rax,%r11
jne    1140 <calculate+0x40>
test   %r10,%r10
je     1191 <calculate+0x91>
lea    (%rdi,%rax,4),%r11
lea    (%rsi,%rax,4),%rax
xor    %ebx,%ebx
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %ecx,(%rax,%rbx,4)
imul   (%r11,%rbx,4),%ecx
add    $0x1,%rbx
cmp    %rbx,%r10
jne    1180 <calculate+0x80>
test   %edx,%edx
jle    11ea <calculate+0xea>
mov    $0xffffffff,%r10d
test   %r8,%r8
je     11ec <calculate+0xec>
mov    %r9d,%r8d
and    $0xfffffffe,%r8d
mov    $0x1,%ecx
mov    %r9,%rdx
nop
lea    (%rdx,%r10,1),%ebx
mov    (%rsi,%rbx,4),%eax
imul   %ecx,%eax
mov    %eax,(%rsi,%rbx,4)
imul   (%rdi,%rbx,4),%ecx
add    $0xfffffffffffffffe,%rdx
mov    %edx,%eax
mov    (%rsi,%rax,4),%ebx
imul   %ecx,%ebx
mov    %ebx,(%rsi,%rax,4)
imul   (%rdi,%rax,4),%ecx
add    $0xfffffffffffffffe,%r8
jne    11b0 <calculate+0xb0>
test   $0x1,%r9b
je     11ea <calculate+0xea>
add    %r10d,%edx
imul   (%rsi,%rdx,4),%ecx
mov    %ecx,(%rsi,%rdx,4)
pop    %rbx
ret
mov    $0x1,%ecx
mov    %r9,%rdx
test   $0x1,%r9b
jne    11e0 <calculate+0xe0>
jmp    11ea <calculate+0xea>

LLVM IR (-O0):
define void @calculate(i32* %0, i32* %1, i32 %2) {
%4 = alloca i32*
%5 = alloca i32*
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
store i32* %0, i32** %4
store i32* %1, i32** %5
store i32 %2, i32* %6
store i32 1, i32* %7
store i32 0, i32* %8
br label %10
10: ; preds = %27, %3
%11 = load i32, i32* %8
%12 = load i32, i32* %6
%13 = icmp slt i32 %11, %12
br i1 %13, label %14, label %30
14: ; preds = %10
%15 = load i32, i32* %7
%16 = load i32*, i32** %5
%17 = load i32, i32* %8
%18 = sext i32 %17 to i64
%19 = getelementptr inbounds i32, i32* %16, i64 %18
store i32 %15, i32* %19
%20 = load i32*, i32** %4
%21 = load i32, i32* %8
%22 = sext i32 %21 to i64
%23 = getelementptr inbounds i32, i32* %20, i64 %22
%24 = load i32, i32* %23
%25 = load i32, i32* %7
%26 = mul nsw i32 %25, %24
store i32 %26, i32* %7
br label %27
27: ; preds = %14
%28 = load i32, i32* %8
%29 = add nsw i32 %28, 1
store i32 %29, i32* %8
br label %10
30: ; preds = %10
store i32 1, i32* %7
%31 = load i32, i32* %6
%32 = sub nsw i32 %31, 1
store i32 %32, i32* %9
br label %33
33: ; preds = %51, %30
%34 = load i32, i32* %9
%35 = icmp sge i32 %34, 0
br i1 %35, label %36, label %54
36: ; preds = %33
%37 = load i32, i32* %7
%38 = load i32*, i32** %5
%39 = load i32, i32* %9
%40 = sext i32 %39 to i64
%41 = getelementptr inbounds i32, i32* %38, i64 %40
%42 = load i32, i32* %41
%43 = mul nsw i32 %42, %37
store i32 %43, i32* %41
%44 = load i32*, i32** %4
%45 = load i32, i32* %9
%46 = sext i32 %45 to i64
%47 = getelementptr inbounds i32, i32* %44, i64 %46
%48 = load i32, i32* %47
%49 = load i32, i32* %7
%50 = mul nsw i32 %49, %48
store i32 %50, i32* %7
br label %51
51: ; preds = %36
%52 = load i32, i32* %9
%53 = add nsw i32 %52, -1
store i32 %53, i32* %9
br label %33
54: ; preds = %33
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @calculate(i32* nocapture %0, i32* nocapture %1, i32 %2) {
%4 = icmp sgt i32 %2, 0
br i1 %4, label %5, label %70
5: ; preds = %3
%6 = zext i32 %2 to i64
%7 = add nsw i64 %6, -1
%8 = and i64 %6, 3
%9 = icmp ult i64 %7, 3
br i1 %9, label %12, label %10
10: ; preds = %5
%11 = and i64 %6, 4294967292
br label %34
12: ; preds = %34, %5
%13 = phi i64 [ 0, %5 ], [ %57, %34 ]
%14 = phi i32 [ 1, %5 ], [ %56, %34 ]
%15 = icmp eq i64 %8, 0
br i1 %15, label %27, label %16
16: ; preds = %12, %16
%17 = phi i64 [ %24, %16 ], [ %13, %12 ]
%18 = phi i32 [ %23, %16 ], [ %14, %12 ]
%19 = phi i64 [ %25, %16 ], [ 0, %12 ]
%20 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %17
store i32 %18, i32* %20
%21 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %17
%22 = load i32, i32* %21
%23 = mul nsw i32 %22, %18
%24 = add nuw nsw i64 %17, 1
%25 = add i64 %19, 1
%26 = icmp eq i64 %25, %8
br i1 %26, label %27, label %16
27: ; preds = %16, %12
br i1 %4, label %28, label %70
28: ; preds = %27
%29 = zext i32 %2 to i64
%30 = and i64 %6, 1
%31 = icmp eq i64 %7, 0
br i1 %31, label %60, label %32
32: ; preds = %28
%33 = and i64 %6, 4294967294
br label %71
34: ; preds = %34, %10
%35 = phi i64 [ 0, %10 ], [ %57, %34 ]
%36 = phi i32 [ 1, %10 ], [ %56, %34 ]
%37 = phi i64 [ 0, %10 ], [ %58, %34 ]
%38 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %35
store i32 %36, i32* %38
%39 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %35
%40 = load i32, i32* %39
%41 = mul nsw i32 %40, %36
%42 = or i64 %35, 1
%43 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %42
store i32 %41, i32* %43
%44 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %42
%45 = load i32, i32* %44
%46 = mul nsw i32 %45, %41
%47 = or i64 %35, 2
%48 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %47
store i32 %46, i32* %48
%49 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %47
%50 = load i32, i32* %49
%51 = mul nsw i32 %50, %46
%52 = or i64 %35, 3
%53 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %52
store i32 %51, i32* %53
%54 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %52
%55 = load i32, i32* %54
%56 = mul nsw i32 %55, %51
%57 = add nuw nsw i64 %35, 4
%58 = add i64 %37, 4
%59 = icmp eq i64 %58, %11
br i1 %59, label %12, label %34
60: ; preds = %71, %28
%61 = phi i64 [ %29, %28 ], [ %83, %71 ]
%62 = phi i32 [ 1, %28 ], [ %90, %71 ]
%63 = icmp eq i64 %30, 0
br i1 %63, label %70, label %64
64: ; preds = %60
%65 = add i64 %61, 4294967295
%66 = and i64 %65, 4294967295
%67 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %66
%68 = load i32, i32* %67
%69 = mul nsw i32 %68, %62
store i32 %69, i32* %67
br label %70
70: ; preds = %64, %60, %3, %27
ret void
71: ; preds = %71, %32
%72 = phi i64 [ %29, %32 ], [ %83, %71 ]
%73 = phi i32 [ 1, %32 ], [ %90, %71 ]
%74 = phi i64 [ 0, %32 ], [ %91, %71 ]
%75 = add i64 %72, 4294967295
%76 = and i64 %75, 4294967295
%77 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %76
%78 = load i32, i32* %77
%79 = mul nsw i32 %78, %73
store i32 %79, i32* %77
%80 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %76
%81 = load i32, i32* %80
%82 = mul nsw i32 %81, %73
%83 = add nsw i64 %72, -2
%84 = and i64 %83, 4294967295
%85 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %84
%86 = load i32, i32* %85
%87 = mul nsw i32 %86, %82
store i32 %87, i32* %85
%88 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %84
%89 = load i32, i32* %88
%90 = mul nsw i32 %89, %82
%91 = add i64 %74, 2
%92 = icmp eq i64 %91, %33
br i1 %92, label %60, label %71
}