int factorial(int n) {
  int i;
  int res;
  i = 1;
  res = 1;
  if (n < 0) {
    return (-1);
  }
  if (n == 0) {
    return (1);
  }
  while (i <= n) {
    res = res * i;
    i++;
  }
  return (res);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<factorial>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x8(%rbp)
movl   $0x1,-0xc(%rbp)
movl   $0x1,-0x10(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x8(%rbp)
jge    112b <factorial+0x2b>
movl   $0xffffffff,-0x4(%rbp)
jmp    1170 <factorial+0x70>
cmpl   $0x0,-0x8(%rbp)
jne    1141 <factorial+0x41>
movl   $0x1,-0x4(%rbp)
jmp    1170 <factorial+0x70>
jmp    1146 <factorial+0x46>
mov    -0xc(%rbp),%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
jg     116a <factorial+0x6a>
mov    -0x10(%rbp),%eax
imul   -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
jmp    1146 <factorial+0x46>
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<factorial>:
test   %edi,%edi
js     1150 <factorial+0x50>
mov    $0x1,%eax
je     134a <factorial+0x24a>
mov    $0x1,%ecx
cmp    $0x8,%edi
jb     1334 <factorial+0x234>
mov    %edi,%ecx
and    $0xfffffff8,%ecx
lea    -0x8(%rcx),%esi
mov    %esi,%edx
shr    $0x3,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,%eax
and    $0x3,%eax
cmp    $0x18,%esi
jae    1156 <factorial+0x56>
movdqa 0xec1(%rip),%xmm0
movdqa 0xec9(%rip),%xmm1
movdqa %xmm1,%xmm2
jmp    1291 <factorial+0x191>
mov    $0xffffffff,%eax
ret
and    $0xfffffffc,%edx
movdqa 0xe9f(%rip),%xmm0
movdqa 0xea7(%rip),%xmm1
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
movdqa %xmm1,%xmm2
nopl   0x0(%rax)
movdqa %xmm0,%xmm6
paddd  0xe64(%rip),%xmm6
pshufd $0xf5,%xmm0,%xmm7
pshufd $0xf5,%xmm1,%xmm3
pmuludq %xmm7,%xmm3
pmuludq %xmm0,%xmm1
pshufd $0xf5,%xmm2,%xmm7
pshufd $0xf5,%xmm6,%xmm4
pmuludq %xmm7,%xmm4
pmuludq %xmm2,%xmm6
movdqa %xmm0,%xmm2
paddd  %xmm9,%xmm2
movdqa %xmm0,%xmm7
paddd  %xmm10,%xmm7
pmuludq %xmm2,%xmm1
pshufd $0xf5,%xmm2,%xmm2
pmuludq %xmm3,%xmm2
pmuludq %xmm7,%xmm6
pshufd $0xf5,%xmm7,%xmm3
pmuludq %xmm4,%xmm3
movdqa %xmm0,%xmm4
paddd  %xmm11,%xmm4
movdqa %xmm0,%xmm7
paddd  %xmm12,%xmm7
pshufd $0xf5,%xmm4,%xmm5
pmuludq %xmm2,%xmm5
pmuludq %xmm1,%xmm4
pshufd $0xf5,%xmm7,%xmm8
pmuludq %xmm3,%xmm8
pmuludq %xmm6,%xmm7
movdqa %xmm0,%xmm2
paddd  %xmm13,%xmm2
movdqa %xmm0,%xmm3
paddd  %xmm14,%xmm3
pmuludq %xmm2,%xmm4
pshufd $0xe8,%xmm4,%xmm1
pshufd $0xf5,%xmm2,%xmm2
pmuludq %xmm5,%xmm2
pshufd $0xe8,%xmm2,%xmm2
punpckldq %xmm2,%xmm1
pmuludq %xmm3,%xmm7
pshufd $0xe8,%xmm7,%xmm2
pshufd $0xf5,%xmm3,%xmm3
pmuludq %xmm8,%xmm3
pshufd $0xe8,%xmm3,%xmm3
punpckldq %xmm3,%xmm2
paddd  %xmm15,%xmm0
add    $0xfffffffc,%edx
jne    11b0 <factorial+0xb0>
test   %eax,%eax
je     1301 <factorial+0x201>
movdqa 0xd83(%rip),%xmm3
movdqa 0xd8b(%rip),%xmm4
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
movdqa %xmm0,%xmm5
paddd  %xmm3,%xmm5
pshufd $0xf5,%xmm1,%xmm6
pmuludq %xmm0,%xmm1
pshufd $0xe8,%xmm1,%xmm1
pshufd $0xf5,%xmm0,%xmm7
pmuludq %xmm6,%xmm7
pshufd $0xe8,%xmm7,%xmm6
punpckldq %xmm6,%xmm1
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,%xmm0
add    $0xffffffff,%eax
jne    12b0 <factorial+0x1b0>
pshufd $0xf5,%xmm1,%xmm0
pshufd $0xf5,%xmm2,%xmm3
pmuludq %xmm0,%xmm3
pmuludq %xmm1,%xmm2
pshufd $0xee,%xmm2,%xmm0
pmuludq %xmm2,%xmm0
pshufd $0xaa,%xmm3,%xmm1
pmuludq %xmm3,%xmm1
pmuludq %xmm0,%xmm1
movd   %xmm1,%eax
cmp    %edi,%ecx
je     134a <factorial+0x24a>
or     $0x1,%ecx
add    $0x1,%edi
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
imul   %ecx,%eax
add    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%edi
jne    1340 <factorial+0x240>
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 1, i32* %4
store i32 1, i32* %5
%6 = load i32, i32* %3
%7 = icmp slt i32 %6, 0
br i1 %7, label %8, label %9
8: ; preds = %1
store i32 -1, i32* %2
br label %26
9: ; preds = %1
%10 = load i32, i32* %3
%11 = icmp eq i32 %10, 0
br i1 %11, label %12, label %13
12: ; preds = %9
store i32 1, i32* %2
br label %26
13: ; preds = %9
br label %14
14: ; preds = %18, %13
%15 = load i32, i32* %4
%16 = load i32, i32* %3
%17 = icmp sle i32 %15, %16
br i1 %17, label %18, label %24
18: ; preds = %14
%19 = load i32, i32* %5
%20 = load i32, i32* %4
%21 = mul nsw i32 %19, %20
store i32 %21, i32* %5
%22 = load i32, i32* %4
%23 = add nsw i32 %22, 1
store i32 %23, i32* %4
br label %14
24: ; preds = %14
%25 = load i32, i32* %5
store i32 %25, i32* %2
br label %26
26: ; preds = %24, %12, %8
%27 = load i32, i32* %2
ret i32 %27
}

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