long factorial(int n) {
  long result = 1;
  while (n--) {
    result *= n;
  }
  return result;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<factorial>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
movq   $0x1,-0x10(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    %eax,%ecx
add    $0xffffffff,%ecx
mov    %ecx,-0x4(%rbp)
cmp    $0x0,%eax
je     1135 <factorial+0x35>
movslq -0x4(%rbp),%rax
imul   -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x10(%rbp)
jmp    110f <factorial+0xf>
mov    -0x10(%rbp),%rax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<factorial>:
test   %edi,%edi
je     1129 <factorial+0x29>
movslq %edi,%rcx
lea    -0x1(%rdi),%eax
mov    %edi,%r8d
and    $0x7,%r8d
cmp    $0x7,%eax
jae    112f <factorial+0x2f>
mov    $0x1,%eax
test   %r8d,%r8d
jne    11b0 <factorial+0xb0>
jmp    11ce <factorial+0xce>
mov    $0x1,%eax
ret
and    $0xfffffff8,%edi
neg    %edi
mov    $0x1,%eax
xor    %esi,%esi
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
lea    (%rcx,%rsi,1),%rdx
add    $0xffffffffffffffff,%rdx
imul   %rax,%rdx
lea    (%rcx,%rsi,1),%r9
add    $0xfffffffffffffffe,%r9
lea    (%rcx,%rsi,1),%rax
add    $0xfffffffffffffffd,%rax
imul   %r9,%rax
imul   %rdx,%rax
lea    (%rcx,%rsi,1),%r9
add    $0xfffffffffffffffc,%r9
lea    (%rcx,%rsi,1),%r10
add    $0xfffffffffffffffb,%r10
imul   %r9,%r10
lea    (%rcx,%rsi,1),%rdx
add    $0xfffffffffffffffa,%rdx
imul   %r10,%rdx
imul   %rax,%rdx
lea    (%rcx,%rsi,1),%r9
add    $0xfffffffffffffff9,%r9
lea    (%rcx,%rsi,1),%rax
add    $0xfffffffffffffff8,%rax
imul   %r9,%rax
imul   %rdx,%rax
add    $0xfffffffffffffff8,%rsi
cmp    %esi,%edi
jne    1140 <factorial+0x40>
add    %rsi,%rcx
test   %r8d,%r8d
je     11ce <factorial+0xce>
add    $0xffffffffffffffff,%rcx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
imul   %rcx,%rax
add    $0xffffffffffffffff,%rcx
add    $0xffffffff,%r8d
jne    11c0 <factorial+0xc0>
ret

LLVM IR (-O0):
define i64 @factorial(i32 %0) {
%2 = alloca i32
%3 = alloca i64
store i32 %0, i32* %2
store i64 1, i64* %3
br label %4
4: ; preds = %8, %1
%5 = load i32, i32* %2
%6 = add nsw i32 %5, -1
store i32 %6, i32* %2
%7 = icmp ne i32 %5, 0
br i1 %7, label %8, label %13
8: ; preds = %4
%9 = load i32, i32* %2
%10 = sext i32 %9 to i64
%11 = load i64, i64* %3
%12 = mul nsw i64 %11, %10
store i64 %12, i64* %3
br label %4
13: ; preds = %4
%14 = load i64, i64* %3
ret i64 %14
}

LLVM IR (-O2):
define i64 @factorial(i32 %0) {
%2 = icmp eq i32 %0, 0
br i1 %2, label %45, label %3
3: ; preds = %1
%4 = sext i32 %0 to i64
%5 = add i32 %0, -1
%6 = and i32 %0, 7
%7 = icmp ult i32 %5, 7
br i1 %7, label %32, label %8
8: ; preds = %3
%9 = and i32 %0, -8
br label %10
10: ; preds = %10, %8
%11 = phi i64 [ %4, %8 ], [ %28, %10 ]
%12 = phi i64 [ 1, %8 ], [ %29, %10 ]
%13 = phi i32 [ 0, %8 ], [ %30, %10 ]
%14 = add nsw i64 %11, -1
%15 = mul nsw i64 %12, %14
%16 = add nsw i64 %11, -2
%17 = mul nsw i64 %15, %16
%18 = add nsw i64 %11, -3
%19 = mul nsw i64 %17, %18
%20 = add nsw i64 %11, -4
%21 = mul nsw i64 %19, %20
%22 = add nsw i64 %11, -5
%23 = mul nsw i64 %21, %22
%24 = add nsw i64 %11, -6
%25 = mul nsw i64 %23, %24
%26 = add nsw i64 %11, -7
%27 = mul nsw i64 %25, %26
%28 = add nsw i64 %11, -8
%29 = mul nsw i64 %27, %28
%30 = add i32 %13, 8
%31 = icmp eq i32 %30, %9
br i1 %31, label %32, label %10
32: ; preds = %10, %3
%33 = phi i64 [ undef, %3 ], [ %29, %10 ]
%34 = phi i64 [ %4, %3 ], [ %28, %10 ]
%35 = phi i64 [ 1, %3 ], [ %29, %10 ]
%36 = icmp eq i32 %6, 0
br i1 %36, label %45, label %37
37: ; preds = %32, %37
%38 = phi i64 [ %41, %37 ], [ %34, %32 ]
%39 = phi i64 [ %42, %37 ], [ %35, %32 ]
%40 = phi i32 [ %43, %37 ], [ 0, %32 ]
%41 = add nsw i64 %38, -1
%42 = mul nsw i64 %39, %41
%43 = add i32 %40, 1
%44 = icmp eq i32 %43, %6
br i1 %44, label %45, label %37
45: ; preds = %32, %37, %1
%46 = phi i64 [ 1, %1 ], [ %33, %32 ], [ %42, %37 ]
ret i64 %46
}