#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 */

/* Variables and functions */
int /*<<< orphan*/ printf(char *);
long int fac(int n) {
  if (n < 0) {
    printf("n cannot be negative\n");
    return 0;
  }
  if (n == 0) {
    return 1;
  }
  return n * fac(n - 1);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<fac>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x20,%rsp
mov    %edi,-0xc(%rbp)
cmpl   $0x0,-0xc(%rbp)
jge    114e <fac+0x2e>
lea    0xec4(%rip),%rdi
call   1040 <printf@plt>
movq   $0x0,-0x8(%rbp)
jmp    1187 <fac+0x67>
cmpl   $0x0,-0xc(%rbp)
jne    1165 <fac+0x45>
movq   $0x1,-0x8(%rbp)
jmp    1187 <fac+0x67>
movslq -0xc(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x18(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%edi
sub    $0x1,%edi
call   1030 <fac@plt>
mov    %rax,%rcx
mov    -0x18(%rbp),%rax
imul   %rcx,%rax
mov    %rax,-0x8(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<fac>:
test   %edi,%edi
js     113c <fac+0x2c>
je     1150 <fac+0x40>
mov    %edi,%ecx
lea    -0x1(%rcx),%rax
mov    %ecx,%r9d
and    $0x7,%r9d
cmp    $0x7,%rax
jae    1156 <fac+0x46>
mov    $0x1,%eax
test   %r9,%r9
jne    11e0 <fac+0xd0>
jmp    11ee <fac+0xde>
push   %rax
lea    0xebc(%rip),%rdi
call   1030 <puts@plt>
xor    %eax,%eax
add    $0x8,%rsp
ret
mov    $0x1,%eax
ret
mov    %ecx,%r8d
and    $0xfffffff8,%r8d
neg    %r8
mov    $0x1,%eax
xor    %edi,%edi
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
lea    (%rcx,%rdi,1),%rsi
imul   %rax,%rsi
lea    (%rcx,%rdi,1),%rax
add    $0xffffffffffffffff,%rax
lea    (%rcx,%rdi,1),%rdx
add    $0xfffffffffffffffe,%rdx
imul   %rax,%rdx
imul   %rsi,%rdx
lea    (%rcx,%rdi,1),%rsi
add    $0xfffffffffffffffd,%rsi
lea    (%rcx,%rdi,1),%rax
add    $0xfffffffffffffffc,%rax
imul   %rsi,%rax
lea    (%rcx,%rdi,1),%rsi
add    $0xfffffffffffffffb,%rsi
imul   %rax,%rsi
imul   %rdx,%rsi
lea    (%rcx,%rdi,1),%rdx
add    $0xfffffffffffffffa,%rdx
lea    (%rcx,%rdi,1),%rax
add    $0xfffffffffffffff9,%rax
imul   %rdx,%rax
imul   %rsi,%rax
add    $0xfffffffffffffff8,%rdi
cmp    %rdi,%r8
jne    1170 <fac+0x60>
add    %rdi,%rcx
test   %r9,%r9
je     11ee <fac+0xde>
nopl   (%rax)
imul   %rcx,%rax
add    $0xffffffffffffffff,%rcx
add    $0xffffffffffffffff,%r9
jne    11e0 <fac+0xd0>
ret

LLVM IR (-O0):
@.str = [22 x i8] c"n cannot be negative\0A\00"
define i64 @fac(i32 %0) {
%2 = alloca i64
%3 = alloca i32
store i32 %0, i32* %3
%4 = load i32, i32* %3
%5 = icmp slt i32 %4, 0
br i1 %5, label %6, label %8
6: ; preds = %1
%7 = call i32 @printf(i8* getelementptr inbounds ([22 x i8], [22 x i8]* @.str, i64 0, i64 0))
store i64 0, i64* %2
br label %19
8: ; preds = %1
%9 = load i32, i32* %3
%10 = icmp eq i32 %9, 0
br i1 %10, label %11, label %12
11: ; preds = %8
store i64 1, i64* %2
br label %19
12: ; preds = %8
%13 = load i32, i32* %3
%14 = sext i32 %13 to i64
%15 = load i32, i32* %3
%16 = sub nsw i32 %15, 1
%17 = call i64 @fac(i32 %16)
%18 = mul nsw i64 %14, %17
store i64 %18, i64* %2
br label %19
19: ; preds = %12, %11, %6
%20 = load i64, i64* %2
ret i64 %20
}

LLVM IR (-O2):
@str = [21 x i8] c"n cannot be negative\00"
define i64 @fac(i32 %0) {
%2 = icmp slt i32 %0, 0
br i1 %2, label %12, label %3
3: ; preds = %1
%4 = icmp eq i32 %0, 0
br i1 %4, label %49, label %5
5: ; preds = %3
%6 = zext i32 %0 to i64
%7 = add nsw i64 %6, -1
%8 = and i64 %6, 7
%9 = icmp ult i64 %7, 7
br i1 %9, label %36, label %10
10: ; preds = %5
%11 = and i64 %6, 4294967288
br label %14
12: ; preds = %1
%13 = tail call i32 @puts(i8* dereferenceable(1) getelementptr inbounds ([21 x i8], [21 x i8]* @str, i64 0, i64 0))
br label %49
14: ; preds = %14, %10
%15 = phi i64 [ 1, %10 ], [ %33, %14 ]
%16 = phi i64 [ %6, %10 ], [ %32, %14 ]
%17 = phi i64 [ 0, %10 ], [ %34, %14 ]
%18 = add nsw i64 %16, -1
%19 = mul nsw i64 %15, %16
%20 = add nsw i64 %16, -2
%21 = mul nsw i64 %19, %18
%22 = add nsw i64 %16, -3
%23 = mul nsw i64 %21, %20
%24 = add nsw i64 %16, -4
%25 = mul nsw i64 %23, %22
%26 = add nsw i64 %16, -5
%27 = mul nsw i64 %25, %24
%28 = add nsw i64 %16, -6
%29 = mul nsw i64 %27, %26
%30 = add nsw i64 %16, -7
%31 = mul nsw i64 %29, %28
%32 = add nsw i64 %16, -8
%33 = mul nsw i64 %31, %30
%34 = add i64 %17, 8
%35 = icmp eq i64 %34, %11
br i1 %35, label %36, label %14
36: ; preds = %14, %5
%37 = phi i64 [ undef, %5 ], [ %33, %14 ]
%38 = phi i64 [ 1, %5 ], [ %33, %14 ]
%39 = phi i64 [ %6, %5 ], [ %32, %14 ]
%40 = icmp eq i64 %8, 0
br i1 %40, label %49, label %41
41: ; preds = %36, %41
%42 = phi i64 [ %46, %41 ], [ %38, %36 ]
%43 = phi i64 [ %45, %41 ], [ %39, %36 ]
%44 = phi i64 [ %47, %41 ], [ 0, %36 ]
%45 = add nsw i64 %43, -1
%46 = mul nsw i64 %42, %43
%47 = add i64 %44, 1
%48 = icmp eq i64 %47, %8
br i1 %48, label %49, label %41
49: ; preds = %36, %41, %3, %12
%50 = phi i64 [ 0, %12 ], [ 1, %3 ], [ %37, %36 ], [ %46, %41 ]
ret i64 %50
}