#define NULL ((void *)0)
typedef unsigned long size_t; // Customize by platform.
typedef long intptr_t;
typedef unsigned long uintptr_t;
typedef long scalar_t__; // Either arithmetic or pointer type.
/* By default, we understand bool (as a convenience). */
typedef int bool;
#define false 0
#define true 1

/* Forward declarations */

/* Type definitions */
typedef int uint64_t;

/* Variables and functions */
int inverse_factorial(uint64_t f) {
  int p = 1;
  int i = 1;
  if (f == 1) {
    return 0;
  }
  while (p < f) {
    p *= i;
    i++;
  }
  if (p == f) {
    return i - 1;
  }
  return -1;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<inverse_factorial>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x8(%rbp)
movl   $0x1,-0xc(%rbp)
movl   $0x1,-0x10(%rbp)
cmpl   $0x1,-0x8(%rbp)
jne    112b <inverse_factorial+0x2b>
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
jmp    1175 <inverse_factorial+0x75>
jmp    1130 <inverse_factorial+0x30>
mov    -0xc(%rbp),%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
jge    1154 <inverse_factorial+0x54>
mov    -0x10(%rbp),%eax
imul   -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    1130 <inverse_factorial+0x30>
mov    -0xc(%rbp),%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
jne    116e <inverse_factorial+0x6e>
mov    -0x10(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    1175 <inverse_factorial+0x75>
movl   $0xffffffff,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<inverse_factorial>:
xor    %eax,%eax
cmp    $0x1,%edi
je     112d <inverse_factorial+0x2d>
jle    111c <inverse_factorial+0x1c>
mov    $0x1,%eax
xor    %ecx,%ecx
add    $0x1,%ecx
imul   %ecx,%eax
cmp    %edi,%eax
jl     1110 <inverse_factorial+0x10>
jmp    1123 <inverse_factorial+0x23>
xor    %ecx,%ecx
mov    $0x1,%eax
cmp    %edi,%eax
mov    $0xffffffff,%eax
cmove  %ecx,%eax
ret

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

LLVM IR (-O2):
define i32 @inverse_factorial(i32 %0) {
%2 = icmp eq i32 %0, 1
br i1 %2, label %16, label %3
3: ; preds = %1
%4 = icmp sgt i32 %0, 1
br i1 %4, label %5, label %11
5: ; preds = %3, %5
%6 = phi i32 [ %9, %5 ], [ 1, %3 ]
%7 = phi i32 [ %8, %5 ], [ 1, %3 ]
%8 = mul nsw i32 %6, %7
%9 = add nuw nsw i32 %6, 1
%10 = icmp slt i32 %8, %0
br i1 %10, label %5, label %11
11: ; preds = %5, %3
%12 = phi i32 [ 1, %3 ], [ %8, %5 ]
%13 = phi i32 [ 0, %3 ], [ %6, %5 ]
%14 = icmp eq i32 %12, %0
%15 = select i1 %14, i32 %13, i32 -1
br label %16
16: ; preds = %11, %1
%17 = phi i32 [ 0, %1 ], [ %15, %11 ]
ret i32 %17
}