double factorial(int n) {
  if (n < 0) {
    return 0;
  }
  double f = 1;
  while (n > 1) {
    f *= --n;
  }
  return f;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<factorial>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0xc(%rbp)
cmpl   $0x0,-0xc(%rbp)
jge    111e <factorial+0x1e>
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x8(%rbp)
jmp    115b <factorial+0x5b>
movsd  0xeda(%rip),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x18(%rbp)
cmpl   $0x1,-0xc(%rbp)
jle    1151 <factorial+0x51>
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
cvtsi2sd %eax,%xmm0
mulsd  -0x18(%rbp),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x18(%rbp)
jmp    112b <factorial+0x2b>
movsd  -0x18(%rbp),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x8(%rbp)
movsd  -0x8(%rbp),%xmm0
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<factorial>:
test   %edi,%edi
js     11c6 <factorial+0xc6>
cmp    $0x2,%edi
jb     11ca <factorial+0xca>
lea    -0x1(%rdi),%ecx
lea    -0x2(%rdi),%eax
movsd  0xee1(%rip),%xmm0
and    $0x7,%ecx
je     1143 <factorial+0x43>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
add    $0xffffffff,%edi
xorps  %xmm1,%xmm1
cvtsi2sd %edi,%xmm1
mulsd  %xmm1,%xmm0
add    $0xffffffff,%ecx
jne    1130 <factorial+0x30>
cmp    $0x7,%eax
jb     11c5 <factorial+0xc5>
add    $0xfffffff8,%edi
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
lea    0x7(%rdi),%eax
xorps  %xmm1,%xmm1
cvtsi2sd %eax,%xmm1
mulsd  %xmm0,%xmm1
lea    0x6(%rdi),%eax
xorps  %xmm0,%xmm0
cvtsi2sd %eax,%xmm0
mulsd  %xmm1,%xmm0
lea    0x5(%rdi),%eax
xorps  %xmm1,%xmm1
cvtsi2sd %eax,%xmm1
mulsd  %xmm0,%xmm1
lea    0x4(%rdi),%eax
xorps  %xmm0,%xmm0
cvtsi2sd %eax,%xmm0
mulsd  %xmm1,%xmm0
lea    0x3(%rdi),%eax
xorps  %xmm1,%xmm1
cvtsi2sd %eax,%xmm1
mulsd  %xmm0,%xmm1
lea    0x2(%rdi),%eax
xorps  %xmm2,%xmm2
cvtsi2sd %eax,%xmm2
mulsd  %xmm1,%xmm2
lea    0x1(%rdi),%eax
xorps  %xmm1,%xmm1
cvtsi2sd %eax,%xmm1
xorps  %xmm0,%xmm0
cvtsi2sd %edi,%xmm0
mulsd  %xmm2,%xmm1
mulsd  %xmm1,%xmm0
add    $0xfffffff8,%edi
cmp    $0x2,%eax
ja     1150 <factorial+0x50>
ret
xorps  %xmm0,%xmm0
ret
movsd  0xe2e(%rip),%xmm0
ret

LLVM IR (-O0):
define double @factorial(i32 %0) {
%2 = alloca double
%3 = alloca i32
%4 = alloca double
store i32 %0, i32* %3
%5 = load i32, i32* %3
%6 = icmp slt i32 %5, 0
br i1 %6, label %7, label %8
7: ; preds = %1
store double 0.000000e+00, double* %2
br label %20
8: ; preds = %1
store double 1.000000e+00, double* %4
br label %9
9: ; preds = %12, %8
%10 = load i32, i32* %3
%11 = icmp sgt i32 %10, 1
br i1 %11, label %12, label %18
12: ; preds = %9
%13 = load i32, i32* %3
%14 = add nsw i32 %13, -1
store i32 %14, i32* %3
%15 = sitofp i32 %14 to double
%16 = load double, double* %4
%17 = fmul double %16, %15
store double %17, double* %4
br label %9
18: ; preds = %9
%19 = load double, double* %4
store double %19, double* %2
br label %20
20: ; preds = %18, %7
%21 = load double, double* %2
ret double %21
}

LLVM IR (-O2):
define double @factorial(i32 %0) {
%2 = icmp slt i32 %0, 0
br i1 %2, label %52, label %3
3: ; preds = %1
%4 = icmp ugt i32 %0, 1
br i1 %4, label %5, label %52
5: ; preds = %3
%6 = add i32 %0, 7
%7 = add i32 %0, -2
%8 = and i32 %6, 7
%9 = icmp eq i32 %8, 0
br i1 %9, label %19, label %10
10: ; preds = %5, %10
%11 = phi double [ %16, %10 ], [ 1.000000e+00, %5 ]
%12 = phi i32 [ %14, %10 ], [ %0, %5 ]
%13 = phi i32 [ %17, %10 ], [ 0, %5 ]
%14 = add nsw i32 %12, -1
%15 = sitofp i32 %14 to double
%16 = fmul double %11, %15
%17 = add i32 %13, 1
%18 = icmp eq i32 %17, %8
br i1 %18, label %19, label %10
19: ; preds = %10, %5
%20 = phi double [ 1.000000e+00, %5 ], [ %16, %10 ]
%21 = phi i32 [ %0, %5 ], [ %14, %10 ]
%22 = phi double [ undef, %5 ], [ %16, %10 ]
%23 = icmp ult i32 %7, 7
br i1 %23, label %52, label %24
24: ; preds = %19, %24
%25 = phi double [ %50, %24 ], [ %20, %19 ]
%26 = phi i32 [ %48, %24 ], [ %21, %19 ]
%27 = add nsw i32 %26, -1
%28 = sitofp i32 %27 to double
%29 = fmul double %25, %28
%30 = add nsw i32 %26, -2
%31 = sitofp i32 %30 to double
%32 = fmul double %29, %31
%33 = add nsw i32 %26, -3
%34 = sitofp i32 %33 to double
%35 = fmul double %32, %34
%36 = add nsw i32 %26, -4
%37 = sitofp i32 %36 to double
%38 = fmul double %35, %37
%39 = add nsw i32 %26, -5
%40 = sitofp i32 %39 to double
%41 = fmul double %38, %40
%42 = add nsw i32 %26, -6
%43 = sitofp i32 %42 to double
%44 = fmul double %41, %43
%45 = add nsw i32 %26, -7
%46 = sitofp i32 %45 to double
%47 = fmul double %44, %46
%48 = add nsw i32 %26, -8
%49 = sitofp i32 %48 to double
%50 = fmul double %47, %49
%51 = icmp ugt i32 %45, 2
br i1 %51, label %24, label %52
52: ; preds = %19, %24, %3, %1
%53 = phi double [ 0.000000e+00, %1 ], [ 1.000000e+00, %3 ], [ %22, %19 ], [ %50, %24 ]
ret double %53
}