void mul(char *factorial, int idx, char *carry_over, int multiplier) {
  int carry[50] = {[0 ... 50 - 1] = 0};
  for (int i = 0; i < strlen(factorial) && idx < strlen(factorial);
       i++, idx++) {
    int product = (factorial[i] - '0') * multiplier;
    if (product > 9)
      carry[idx + 1] = product / 10;
    carry_over[idx] = (product % 10) + '0';
  }
  for (int idx = 0; idx < 50; idx++) {
    if (carry[idx] > 0)
      overflow(carry_over, idx, carry[idx]);
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<mul>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x110,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %ecx,-0x1c(%rbp)
lea    -0xf0(%rbp),%rdi
xor    %esi,%esi
mov    $0xc8,%edx
call   1040 <memset@plt>
movl   $0x0,-0xf4(%rbp)
movslq -0xf4(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x108(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rdi
call   1030 <strlen@plt>
mov    -0x108(%rbp),%rcx
mov    %rax,%rdx
xor    %eax,%eax
cmp    %rdx,%rcx
mov    %al,-0xfd(%rbp)
jae    11c2 <mul+0x92>
movslq -0xc(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x110(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rdi
call   1030 <strlen@plt>
mov    %rax,%rcx
mov    -0x110(%rbp),%rax
cmp    %rcx,%rax
setb   %al
mov    %al,-0xfd(%rbp)
mov    -0xfd(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    11d5 <mul+0xa5>
jmp    1256 <mul+0x126>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0xf4(%rbp),%rcx
movsbl (%rax,%rcx,1),%eax
sub    $0x30,%eax
imul   -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0xf8(%rbp)
cmpl   $0x9,-0xf8(%rbp)
jle    121d <mul+0xed>
mov    -0xf8(%rbp),%eax
mov    $0xa,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%ecx
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
cltq
mov    %ecx,-0xf0(%rbp,%rax,4)
mov    -0xf8(%rbp),%eax
mov    $0xa,%ecx
cltd
idiv   %ecx
add    $0x30,%edx
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0xc(%rbp),%rcx
mov    %dl,(%rax,%rcx,1)
mov    -0xf4(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xf4(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
jmp    1166 <mul+0x36>
movl   $0x0,-0xfc(%rbp)
cmpl   $0x32,-0xfc(%rbp)
jge    12ba <mul+0x18a>
movslq -0xfc(%rbp),%rax
cmpl   $0x0,-0xf0(%rbp,%rax,4)
jle    12a1 <mul+0x171>
mov    -0x18(%rbp),%rdi
mov    -0xfc(%rbp),%esi
movslq -0xfc(%rbp),%rax
mov    -0xf0(%rbp,%rax,4),%edx
mov    $0x0,%al
call   1050 <overflow@plt>
jmp    12a6 <mul+0x176>
mov    -0xfc(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xfc(%rbp)
jmp    1260 <mul+0x130>
add    $0x110,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<mul>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0xc8,%rsp
mov    %ecx,%r14d
mov    %rdx,%r13
mov    %esi,%r15d
mov    %rdi,%r12
xorps  %xmm0,%xmm0
movaps %xmm0,0xb0(%rsp)
movaps %xmm0,0xa0(%rsp)
movaps %xmm0,0x90(%rsp)
movaps %xmm0,0x80(%rsp)
movaps %xmm0,0x70(%rsp)
movaps %xmm0,0x60(%rsp)
movaps %xmm0,0x50(%rsp)
movaps %xmm0,0x40(%rsp)
movaps %xmm0,0x30(%rsp)
movaps %xmm0,0x20(%rsp)
movaps %xmm0,0x10(%rsp)
movaps %xmm0,(%rsp)
movq   $0x0,0xc0(%rsp)
call   1030 <strlen@plt>
test   %rax,%rax
je     1217 <mul+0xf7>
movslq %r15d,%rcx
xor    %ebp,%ebp
mov    $0xcccccccd,%r15d
jmp    11fb <mul+0xdb>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %eax,%edx
imul   %r15,%rdx
shr    $0x23,%rdx
lea    0x1(%rcx),%rbx
mov    %edx,0x4(%rsp,%rcx,4)
movslq %eax,%rdx
imul   $0x66666667,%rdx,%rdx
mov    %rdx,%rsi
shr    $0x3f,%rsi
sar    $0x22,%rdx
add    %esi,%edx
add    %edx,%edx
lea    (%rdx,%rdx,4),%edx
sub    %edx,%eax
add    $0x30,%al
mov    %al,0x0(%r13,%rcx,1)
add    $0x1,%rbp
mov    %r12,%rdi
call   1030 <strlen@plt>
mov    %rbx,%rcx
cmp    %rbp,%rax
jbe    1217 <mul+0xf7>
cmp    %rcx,%rax
jbe    1217 <mul+0xf7>
movsbl (%r12,%rbp,1),%eax
add    $0xffffffd0,%eax
imul   %r14d,%eax
cmp    $0x9,%eax
jg     11b0 <mul+0x90>
lea    0x1(%rcx),%rbx
jmp    11c2 <mul+0xa2>
xor    %ebp,%ebp
jmp    122a <mul+0x10a>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%rbp
cmp    $0x32,%rbp
je     123f <mul+0x11f>
mov    (%rsp,%rbp,4),%edx
test   %edx,%edx
jle    1220 <mul+0x100>
mov    %r13,%rdi
mov    %ebp,%esi
xor    %eax,%eax
call   1040 <overflow@plt>
jmp    1220 <mul+0x100>
add    $0xc8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @mul(i8* %0, i32 %1, i8* %2, i32 %3) {
%5 = alloca i8*
%6 = alloca i32
%7 = alloca i8*
%8 = alloca i32
%9 = alloca [50 x i32]
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
store i8* %0, i8** %5
store i32 %1, i32* %6
store i8* %2, i8** %7
store i32 %3, i32* %8
%13 = bitcast [50 x i32]* %9 to i8*
store i32 0, i32* %10
br label %14
14: ; preds = %56, %4
%15 = load i32, i32* %10
%16 = sext i32 %15 to i64
%17 = load i8*, i8** %5
%18 = call i64 @strlen(i8* %17)
%19 = icmp ult i64 %16, %18
br i1 %19, label %20, label %26
20: ; preds = %14
%21 = load i32, i32* %6
%22 = sext i32 %21 to i64
%23 = load i8*, i8** %5
%24 = call i64 @strlen(i8* %23)
%25 = icmp ult i64 %22, %24
br label %26
26: ; preds = %20, %14
%27 = phi i1 [ false, %14 ], [ %25, %20 ]
br i1 %27, label %28, label %61
28: ; preds = %26
%29 = load i8*, i8** %5
%30 = load i32, i32* %10
%31 = sext i32 %30 to i64
%32 = getelementptr inbounds i8, i8* %29, i64 %31
%33 = load i8, i8* %32
%34 = sext i8 %33 to i32
%35 = sub nsw i32 %34, 48
%36 = load i32, i32* %8
%37 = mul nsw i32 %35, %36
store i32 %37, i32* %11
%38 = load i32, i32* %11
%39 = icmp sgt i32 %38, 9
br i1 %39, label %40, label %47
40: ; preds = %28
%41 = load i32, i32* %11
%42 = sdiv i32 %41, 10
%43 = load i32, i32* %6
%44 = add nsw i32 %43, 1
%45 = sext i32 %44 to i64
%46 = getelementptr inbounds [50 x i32], [50 x i32]* %9, i64 0, i64 %45
store i32 %42, i32* %46
br label %47
47: ; preds = %40, %28
%48 = load i32, i32* %11
%49 = srem i32 %48, 10
%50 = add nsw i32 %49, 48
%51 = trunc i32 %50 to i8
%52 = load i8*, i8** %7
%53 = load i32, i32* %6
%54 = sext i32 %53 to i64
%55 = getelementptr inbounds i8, i8* %52, i64 %54
store i8 %51, i8* %55
br label %56
56: ; preds = %47
%57 = load i32, i32* %10
%58 = add nsw i32 %57, 1
store i32 %58, i32* %10
%59 = load i32, i32* %6
%60 = add nsw i32 %59, 1
store i32 %60, i32* %6
br label %14
61: ; preds = %26
store i32 0, i32* %12
br label %62
62: ; preds = %80, %61
%63 = load i32, i32* %12
%64 = icmp slt i32 %63, 50
br i1 %64, label %65, label %83
65: ; preds = %62
%66 = load i32, i32* %12
%67 = sext i32 %66 to i64
%68 = getelementptr inbounds [50 x i32], [50 x i32]* %9, i64 0, i64 %67
%69 = load i32, i32* %68
%70 = icmp sgt i32 %69, 0
br i1 %70, label %71, label %79
71: ; preds = %65
%72 = load i8*, i8** %7
%73 = load i32, i32* %12
%74 = load i32, i32* %12
%75 = sext i32 %74 to i64
%76 = getelementptr inbounds [50 x i32], [50 x i32]* %9, i64 0, i64 %75
%77 = load i32, i32* %76
%78 = call i32 (i8*, i32, i32, ...) bitcast (i32 (...)* @overflow to i32 (i8*, i32, i32, ...)*)(i8* %72, i32 %73, i32 %77)
br label %79
79: ; preds = %71, %65
br label %80
80: ; preds = %79
%81 = load i32, i32* %12
%82 = add nsw i32 %81, 1
store i32 %82, i32* %12
br label %62
83: ; preds = %62
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @mul(i8* nocapture %0, i32 %1, i8* %2, i32 %3) {
%5 = alloca [50 x i32]
%6 = bitcast [50 x i32]* %5 to i8*
%7 = tail call i64 @strlen(i8* dereferenceable(1) %0)
%8 = icmp eq i64 %7, 0
br i1 %8, label %9, label %10
9: ; preds = %12, %30, %4
br label %40
10: ; preds = %4
%11 = sext i32 %1 to i64
br label %12
12: ; preds = %10, %30
%13 = phi i64 [ 0, %10 ], [ %36, %30 ]
%14 = phi i64 [ %11, %10 ], [ %31, %30 ]
%15 = phi i64 [ %7, %10 ], [ %37, %30 ]
%16 = icmp ugt i64 %15, %14
br i1 %16, label %17, label %9
17: ; preds = %12
%18 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %13
%19 = load i8, i8* %18
%20 = sext i8 %19 to i32
%21 = add nsw i32 %20, -48
%22 = mul nsw i32 %21, %3
%23 = icmp sgt i32 %22, 9
br i1 %23, label %26, label %24
24: ; preds = %17
%25 = add nuw i64 %14, 1
br label %30
26: ; preds = %17
%27 = udiv i32 %22, 10
%28 = add nuw i64 %14, 1
%29 = getelementptr inbounds [50 x i32], [50 x i32]* %5, i64 0, i64 %28
store i32 %27, i32* %29
br label %30
30: ; preds = %24, %26
%31 = phi i64 [ %25, %24 ], [ %28, %26 ]
%32 = srem i32 %22, 10
%33 = trunc i32 %32 to i8
%34 = add nsw i8 %33, 48
%35 = getelementptr inbounds i8, i8* %2, i64 %14
store i8 %34, i8* %35
%36 = add nuw i64 %13, 1
%37 = tail call i64 @strlen(i8* dereferenceable(1) %0)
%38 = icmp ugt i64 %37, %36
br i1 %38, label %12, label %9
39: ; preds = %48
ret void
40: ; preds = %9, %48
%41 = phi i64 [ %49, %48 ], [ 0, %9 ]
%42 = getelementptr inbounds [50 x i32], [50 x i32]* %5, i64 0, i64 %41
%43 = load i32, i32* %42
%44 = icmp sgt i32 %43, 0
br i1 %44, label %45, label %48
45: ; preds = %40
%46 = trunc i64 %41 to i32
%47 = tail call i32 (i8*, i32, i32, ...) bitcast (i32 (...)* @overflow to i32 (i8*, i32, i32, ...)*)(i8* %2, i32 %46, i32 %43)
br label %48
48: ; preds = %40, %45
%49 = add nuw nsw i64 %41, 1
%50 = icmp eq i64 %49, 50
br i1 %50, label %39, label %40
}