int count(int num) {
  if (num < 0)
    return 0;
  if (num < 3)
    return num;
  if (num < 10)
    return num - 1;
  int msd = 10;
  int pow = 1;
  while (msd >= 10) {
    pow *= 10;
    msd = num / pow;
  }
  return msd == 3 ? count(msd * pow - 1)
                  : count(msd) * count(pow - 1) + count(msd) + count(num % pow);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<count>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x20,%rsp
mov    %edi,-0x8(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x8(%rbp)
jge    1131 <count+0x21>
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
jmp    11fe <count+0xee>
cmpl   $0x3,-0x8(%rbp)
jge    1146 <count+0x36>
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    11fe <count+0xee>
cmpl   $0xa,-0x8(%rbp)
jge    115e <count+0x4e>
mov    -0x8(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    11fe <count+0xee>
movl   $0xa,-0xc(%rbp)
movl   $0x1,-0x10(%rbp)
cmpl   $0xa,-0xc(%rbp)
jl     118c <count+0x7c>
imul   $0xa,-0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
cltd
idivl  -0x10(%rbp)
mov    %eax,-0xc(%rbp)
jmp    116c <count+0x5c>
cmpl   $0x3,-0xc(%rbp)
jne    11ad <count+0x9d>
mov    -0xc(%rbp),%edi
imul   -0x10(%rbp),%edi
sub    $0x1,%edi
call   1030 <count@plt>
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    11f8 <count+0xe8>
mov    -0xc(%rbp),%edi
call   1030 <count@plt>
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%edi
sub    $0x1,%edi
call   1030 <count@plt>
mov    %eax,%ecx
mov    -0x20(%rbp),%eax
imul   %ecx,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%edi
call   1030 <count@plt>
mov    %eax,%ecx
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
cltd
idivl  -0x10(%rbp)
mov    %edx,%edi
call   1030 <count@plt>
mov    %eax,%ecx
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<count>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %rbx
push   %rax
xor    %r14d,%r14d
test   %edi,%edi
js     1183 <count+0x73>
xchg   %ax,%ax
cmp    $0x3,%edi
jb     118a <count+0x7a>
cmp    $0xa,%edi
jb     1187 <count+0x77>
mov    $0x1,%ebx
nop
mov    %ebx,%ecx
lea    (%rcx,%rcx,1),%eax
lea    (%rax,%rax,4),%ebx
mov    %edi,%eax
cltd
idiv   %ebx
cmp    $0x9,%eax
jg     1130 <count+0x20>
cmp    $0x3,%eax
jne    1159 <count+0x49>
mov    %ecx,%eax
shl    $0x5,%eax
sub    %ecx,%eax
sub    %ecx,%eax
lea    -0x1(%rax),%edi
test   %eax,%eax
jg     1120 <count+0x10>
jmp    1183 <count+0x73>
mov    %edx,%ebp
mov    %eax,%edi
call   1030 <count@plt>
mov    %eax,%r15d
add    $0xffffffff,%ebx
mov    %ebx,%edi
call   1030 <count@plt>
imul   %r15d,%eax
add    %r15d,%r14d
add    %eax,%r14d
xor    %eax,%eax
mov    %ebp,%edi
test   %ebp,%ebp
jns    1120 <count+0x10>
jmp    118c <count+0x7c>
xor    %eax,%eax
jmp    118c <count+0x7c>
add    $0xffffffff,%edi
mov    %edi,%eax
add    %eax,%r14d
mov    %r14d,%eax
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @count(i32 %0) {
%2 = alloca i32
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
store i32 %0, i32* %3
%6 = load i32, i32* %3
%7 = icmp slt i32 %6, 0
br i1 %7, label %8, label %9
8: ; preds = %1
store i32 0, i32* %2
br label %56
9: ; preds = %1
%10 = load i32, i32* %3
%11 = icmp slt i32 %10, 3
br i1 %11, label %12, label %14
12: ; preds = %9
%13 = load i32, i32* %3
store i32 %13, i32* %2
br label %56
14: ; preds = %9
%15 = load i32, i32* %3
%16 = icmp slt i32 %15, 10
br i1 %16, label %17, label %20
17: ; preds = %14
%18 = load i32, i32* %3
%19 = sub nsw i32 %18, 1
store i32 %19, i32* %2
br label %56
20: ; preds = %14
store i32 10, i32* %4
store i32 1, i32* %5
br label %21
21: ; preds = %24, %20
%22 = load i32, i32* %4
%23 = icmp sge i32 %22, 10
br i1 %23, label %24, label %30
24: ; preds = %21
%25 = load i32, i32* %5
%26 = mul nsw i32 %25, 10
store i32 %26, i32* %5
%27 = load i32, i32* %3
%28 = load i32, i32* %5
%29 = sdiv i32 %27, %28
store i32 %29, i32* %4
br label %21
30: ; preds = %21
%31 = load i32, i32* %4
%32 = icmp eq i32 %31, 3
br i1 %32, label %33, label %39
33: ; preds = %30
%34 = load i32, i32* %4
%35 = load i32, i32* %5
%36 = mul nsw i32 %34, %35
%37 = sub nsw i32 %36, 1
%38 = call i32 @count(i32 %37)
br label %54
39: ; preds = %30
%40 = load i32, i32* %4
%41 = call i32 @count(i32 %40)
%42 = load i32, i32* %5
%43 = sub nsw i32 %42, 1
%44 = call i32 @count(i32 %43)
%45 = mul nsw i32 %41, %44
%46 = load i32, i32* %4
%47 = call i32 @count(i32 %46)
%48 = add nsw i32 %45, %47
%49 = load i32, i32* %3
%50 = load i32, i32* %5
%51 = srem i32 %49, %50
%52 = call i32 @count(i32 %51)
%53 = add nsw i32 %48, %52
br label %54
54: ; preds = %39, %33
%55 = phi i32 [ %38, %33 ], [ %53, %39 ]
store i32 %55, i32* %2
br label %56
56: ; preds = %54, %17, %12, %8
%57 = load i32, i32* %2
ret i32 %57
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @count(i32 %0) {
%2 = icmp slt i32 %0, 0
br i1 %2, label %33, label %3
3: ; preds = %1, %25
%4 = phi i32 [ %17, %25 ], [ %0, %1 ]
%5 = phi i32 [ %31, %25 ], [ 0, %1 ]
br label %6
6: ; preds = %3, %21
%7 = phi i32 [ %4, %3 ], [ %23, %21 ]
%8 = icmp ult i32 %7, 3
br i1 %8, label %33, label %9
9: ; preds = %6
%10 = icmp ult i32 %7, 10
br i1 %10, label %11, label %13
11: ; preds = %9
%12 = add nsw i32 %7, -1
br label %33
13: ; preds = %9, %13
%14 = phi i32 [ %15, %13 ], [ 1, %9 ]
%15 = mul nuw nsw i32 %14, 10
%16 = sdiv i32 %7, %15
%17 = srem i32 %7, %15
%18 = icmp sgt i32 %16, 9
br i1 %18, label %13, label %19
19: ; preds = %13
%20 = icmp eq i32 %16, 3
br i1 %20, label %21, label %25
21: ; preds = %19
%22 = mul i32 %14, 30
%23 = add nsw i32 %22, -1
%24 = icmp slt i32 %22, 1
br i1 %24, label %33, label %6
25: ; preds = %19
%26 = tail call i32 @count(i32 %16)
%27 = add nsw i32 %15, -1
%28 = tail call i32 @count(i32 %27)
%29 = mul nsw i32 %28, %26
%30 = add i32 %26, %5
%31 = add i32 %30, %29
%32 = icmp slt i32 %17, 0
br i1 %32, label %33, label %3
33: ; preds = %25, %21, %6, %1, %11
%34 = phi i32 [ %5, %11 ], [ 0, %1 ], [ %5, %6 ], [ %5, %21 ], [ %31, %25 ]
%35 = phi i32 [ %12, %11 ], [ 0, %1 ], [ 0, %21 ], [ %7, %6 ], [ 0, %25 ]
%36 = add nsw i32 %35, %34
ret i32 %36
}