int factorial(int num) {
  int i = 0, fact = num;
  if (num == 0)
    return 1;
  for (i = 1; i < num; i++)
    fact = fact * i;
  return fact;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<factorial>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x8(%rbp)
movl   $0x0,-0xc(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x8(%rbp)
jne    112a <factorial+0x2a>
movl   $0x1,-0x4(%rbp)
jmp    115b <factorial+0x5b>
movl   $0x1,-0xc(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
jge    1155 <factorial+0x55>
mov    -0x10(%rbp),%eax
imul   -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
jmp    1131 <factorial+0x31>
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<factorial>:
test   %edi,%edi
je     115d <factorial+0x5d>
cmp    $0x2,%edi
jl     1163 <factorial+0x63>
lea    -0x1(%rdi),%r8d
mov    $0x1,%ecx
mov    %edi,%eax
cmp    $0x8,%r8d
jb     1350 <factorial+0x250>
mov    %r8d,%ecx
and    $0xfffffff8,%ecx
movd   %edi,%xmm1
movaps 0xed1(%rip),%xmm0
movss  %xmm1,%xmm0
lea    -0x8(%rcx),%edx
mov    %edx,%esi
shr    $0x3,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,%eax
and    $0x3,%eax
cmp    $0x18,%edx
jae    1166 <factorial+0x66>
movdqa 0xec0(%rip),%xmm1
movdqa 0xec8(%rip),%xmm2
jmp    12a1 <factorial+0x1a1>
mov    $0x1,%eax
ret
mov    %edi,%eax
ret
and    $0xfffffffc,%esi
movdqa 0xe9f(%rip),%xmm1
movdqa 0xea7(%rip),%xmm2
movdqa 0xebe(%rip),%xmm9
movdqa 0xec5(%rip),%xmm10
movdqa 0xecc(%rip),%xmm11
movdqa 0xed3(%rip),%xmm12
movdqa 0xeda(%rip),%xmm13
movdqa 0xee1(%rip),%xmm14
movdqa 0xee8(%rip),%xmm15
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movdqa %xmm1,%xmm6
paddd  0xe64(%rip),%xmm6
pshufd $0xf5,%xmm1,%xmm7
pshufd $0xf5,%xmm0,%xmm3
pmuludq %xmm7,%xmm3
pmuludq %xmm1,%xmm0
pshufd $0xf5,%xmm2,%xmm7
pshufd $0xf5,%xmm6,%xmm4
pmuludq %xmm7,%xmm4
pmuludq %xmm2,%xmm6
movdqa %xmm1,%xmm2
paddd  %xmm9,%xmm2
movdqa %xmm1,%xmm7
paddd  %xmm10,%xmm7
pmuludq %xmm2,%xmm0
pshufd $0xf5,%xmm2,%xmm2
pmuludq %xmm3,%xmm2
pmuludq %xmm7,%xmm6
pshufd $0xf5,%xmm7,%xmm3
pmuludq %xmm4,%xmm3
movdqa %xmm1,%xmm4
paddd  %xmm11,%xmm4
movdqa %xmm1,%xmm7
paddd  %xmm12,%xmm7
pshufd $0xf5,%xmm4,%xmm5
pmuludq %xmm2,%xmm5
pmuludq %xmm0,%xmm4
pshufd $0xf5,%xmm7,%xmm8
pmuludq %xmm3,%xmm8
pmuludq %xmm6,%xmm7
movdqa %xmm1,%xmm2
paddd  %xmm13,%xmm2
movdqa %xmm1,%xmm3
paddd  %xmm14,%xmm3
pmuludq %xmm2,%xmm4
pshufd $0xe8,%xmm4,%xmm0
pshufd $0xf5,%xmm2,%xmm2
pmuludq %xmm5,%xmm2
pshufd $0xe8,%xmm2,%xmm2
punpckldq %xmm2,%xmm0
pmuludq %xmm3,%xmm7
pshufd $0xe8,%xmm7,%xmm2
pshufd $0xf5,%xmm3,%xmm3
pmuludq %xmm8,%xmm3
pshufd $0xe8,%xmm3,%xmm3
punpckldq %xmm3,%xmm2
paddd  %xmm15,%xmm1
add    $0xfffffffc,%esi
jne    11c0 <factorial+0xc0>
test   %eax,%eax
je     1311 <factorial+0x211>
movdqa 0xd83(%rip),%xmm3
movdqa 0xd8b(%rip),%xmm4
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
movdqa %xmm1,%xmm5
paddd  %xmm3,%xmm5
pshufd $0xf5,%xmm0,%xmm6
pmuludq %xmm1,%xmm0
pshufd $0xe8,%xmm0,%xmm0
pshufd $0xf5,%xmm1,%xmm7
pmuludq %xmm6,%xmm7
pshufd $0xe8,%xmm7,%xmm6
punpckldq %xmm6,%xmm0
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,%xmm1
add    $0xffffffff,%eax
jne    12c0 <factorial+0x1c0>
pshufd $0xf5,%xmm0,%xmm1
pshufd $0xf5,%xmm2,%xmm3
pmuludq %xmm1,%xmm3
pmuludq %xmm0,%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     $0x1,%ecx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
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
store i32 0, i32* %4
%6 = load i32, i32* %3
store i32 %6, i32* %5
%7 = load i32, i32* %3
%8 = icmp eq i32 %7, 0
br i1 %8, label %9, label %10
9: ; preds = %1
store i32 1, i32* %2
br label %24
10: ; preds = %1
store i32 1, i32* %4
br label %11
11: ; preds = %19, %10
%12 = load i32, i32* %4
%13 = load i32, i32* %3
%14 = icmp slt i32 %12, %13
br i1 %14, label %15, label %22
15: ; preds = %11
%16 = load i32, i32* %5
%17 = load i32, i32* %4
%18 = mul nsw i32 %16, %17
store i32 %18, i32* %5
br label %19
19: ; preds = %15
%20 = load i32, i32* %4
%21 = add nsw i32 %20, 1
store i32 %21, i32* %4
br label %11
22: ; preds = %11
%23 = load i32, i32* %5
store i32 %23, i32* %2
br label %24
24: ; preds = %22, %9
%25 = load i32, i32* %2
ret i32 %25
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @factorial(i32 %0) {
%2 = icmp eq i32 %0, 0
br i1 %2, label %75, label %3
3: ; preds = %1
%4 = icmp sgt i32 %0, 1
br i1 %4, label %5, label %75
5: ; preds = %3
%6 = add i32 %0, -1
%7 = icmp ult i32 %6, 8
br i1 %7, label %66, label %8
8: ; preds = %5
%9 = and i32 %6, -8
%10 = or i32 %9, 1
%11 = insertelement <4 x i32> <i32 poison, i32 1, i32 1, i32 1>, i32 %0, i64 0
%12 = add i32 %9, -8
%13 = lshr exact i32 %12, 3
%14 = add nuw nsw i32 %13, 1
%15 = and i32 %14, 3
%16 = icmp ult i32 %12, 24
br i1 %16, label %42, label %17
17: ; preds = %8
%18 = and i32 %14, 1073741820
br label %19
19: ; preds = %19, %17
%20 = phi <4 x i32> [ %11, %17 ], [ %37, %19 ]
%21 = phi <4 x i32> [ <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>, %17 ], [ %38, %19 ]
%22 = phi <4 x i32> [ <i32 1, i32 2, i32 3, i32 4>, %17 ], [ %39, %19 ]
%23 = phi i32 [ 0, %17 ], [ %40, %19 ]
%24 = add <4 x i32> %22, <i32 4, i32 4, i32 4, i32 4>
%25 = mul <4 x i32> %20, %22
%26 = mul <4 x i32> %21, %24
%27 = add <4 x i32> %22, <i32 8, i32 8, i32 8, i32 8>
%28 = add <4 x i32> %22, <i32 12, i32 12, i32 12, i32 12>
%29 = mul <4 x i32> %25, %27
%30 = mul <4 x i32> %26, %28
%31 = add <4 x i32> %22, <i32 16, i32 16, i32 16, i32 16>
%32 = add <4 x i32> %22, <i32 20, i32 20, i32 20, i32 20>
%33 = mul <4 x i32> %29, %31
%34 = mul <4 x i32> %30, %32
%35 = add <4 x i32> %22, <i32 24, i32 24, i32 24, i32 24>
%36 = add <4 x i32> %22, <i32 28, i32 28, i32 28, i32 28>
%37 = mul <4 x i32> %33, %35
%38 = mul <4 x i32> %34, %36
%39 = add <4 x i32> %22, <i32 32, i32 32, i32 32, i32 32>
%40 = add i32 %23, 4
%41 = icmp eq i32 %40, %18
br i1 %41, label %42, label %19
42: ; preds = %19, %8
%43 = phi <4 x i32> [ undef, %8 ], [ %37, %19 ]
%44 = phi <4 x i32> [ undef, %8 ], [ %38, %19 ]
%45 = phi <4 x i32> [ %11, %8 ], [ %37, %19 ]
%46 = phi <4 x i32> [ <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>, %8 ], [ %38, %19 ]
%47 = phi <4 x i32> [ <i32 1, i32 2, i32 3, i32 4>, %8 ], [ %39, %19 ]
%48 = icmp eq i32 %15, 0
br i1 %48, label %60, label %49
49: ; preds = %42, %49
%50 = phi <4 x i32> [ %55, %49 ], [ %45, %42 ]
%51 = phi <4 x i32> [ %56, %49 ], [ %46, %42 ]
%52 = phi <4 x i32> [ %57, %49 ], [ %47, %42 ]
%53 = phi i32 [ %58, %49 ], [ 0, %42 ]
%54 = add <4 x i32> %52, <i32 4, i32 4, i32 4, i32 4>
%55 = mul <4 x i32> %50, %52
%56 = mul <4 x i32> %51, %54
%57 = add <4 x i32> %52, <i32 8, i32 8, i32 8, i32 8>
%58 = add i32 %53, 1
%59 = icmp eq i32 %58, %15
br i1 %59, label %60, label %49
60: ; preds = %49, %42
%61 = phi <4 x i32> [ %43, %42 ], [ %55, %49 ]
%62 = phi <4 x i32> [ %44, %42 ], [ %56, %49 ]
%63 = mul <4 x i32> %62, %61
%64 = call i32 @llvm.vector.reduce.mul.v4i32(<4 x i32> %63)
%65 = icmp eq i32 %6, %9
br i1 %65, label %75, label %66
66: ; preds = %5, %60
%67 = phi i32 [ %0, %5 ], [ %64, %60 ]
%68 = phi i32 [ 1, %5 ], [ %10, %60 ]
br label %69
69: ; preds = %66, %69
%70 = phi i32 [ %72, %69 ], [ %67, %66 ]
%71 = phi i32 [ %73, %69 ], [ %68, %66 ]
%72 = mul nsw i32 %70, %71
%73 = add nuw nsw i32 %71, 1
%74 = icmp eq i32 %73, %0
br i1 %74, label %75, label %69
75: ; preds = %69, %60, %3, %1
%76 = phi i32 [ 1, %1 ], [ %0, %3 ], [ %64, %60 ], [ %72, %69 ]
ret i32 %76
}