int TWO_TO_THE_THREE_TO_THE(int N) {
  int output = 0;
  int cell0 = 0;
  int cell1 = 0;
  cell0 = 1;
  {
    int ctr1;
    for (ctr1 = N; ctr1 > 0; ctr1--)
      cell0 = (3 * cell0);
  }
  cell1 = 1;
  {
    int ctr2;
    for (ctr2 = cell0; ctr2 > 0; ctr2--)
      cell1 = (2 * cell1);
  }
  output = cell1;
  return output;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<TWO_TO_THE_THREE_TO_THE>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
movl   $0x0,-0x8(%rbp)
movl   $0x0,-0xc(%rbp)
movl   $0x0,-0x10(%rbp)
movl   $0x1,-0xc(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x14(%rbp)
jle    1148 <TWO_TO_THE_THREE_TO_THE+0x48>
imul   $0x3,-0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1129 <TWO_TO_THE_THREE_TO_THE+0x29>
movl   $0x1,-0x10(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x18(%rbp)
jle    1176 <TWO_TO_THE_THREE_TO_THE+0x76>
mov    -0x10(%rbp),%eax
shl    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    1155 <TWO_TO_THE_THREE_TO_THE+0x55>
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<TWO_TO_THE_THREE_TO_THE>:
mov    $0x1,%eax
mov    $0x1,%edx
test   %edi,%edi
jle    121b <TWO_TO_THE_THREE_TO_THE+0x11b>
mov    $0x1,%edx
cmp    $0x8,%edi
jb     1201 <TWO_TO_THE_THREE_TO_THE+0x101>
mov    %edi,%r8d
and    $0xfffffff8,%r8d
lea    -0x8(%r8),%ecx
mov    %ecx,%esi
shr    $0x3,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,%edx
and    $0x7,%edx
cmp    $0x38,%ecx
jae    114b <TWO_TO_THE_THREE_TO_THE+0x4b>
movdqa 0xebb(%rip),%xmm0
movdqa %xmm0,%xmm1
jmp    11ab <TWO_TO_THE_THREE_TO_THE+0xab>
and    $0xfffffff8,%esi
movdqa 0xeaa(%rip),%xmm0
movdqa 0xeb2(%rip),%xmm2
movdqa %xmm0,%xmm1
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
pshufd $0xf5,%xmm0,%xmm3
pmuludq %xmm2,%xmm0
pshufd $0xe8,%xmm0,%xmm0
pmuludq %xmm2,%xmm3
pshufd $0xe8,%xmm3,%xmm3
punpckldq %xmm3,%xmm0
pshufd $0xf5,%xmm1,%xmm3
pmuludq %xmm2,%xmm1
pshufd $0xe8,%xmm1,%xmm1
pmuludq %xmm2,%xmm3
pshufd $0xe8,%xmm3,%xmm3
punpckldq %xmm3,%xmm1
add    $0xfffffff8,%esi
jne    1170 <TWO_TO_THE_THREE_TO_THE+0x70>
test   %edx,%edx
je     11cd <TWO_TO_THE_THREE_TO_THE+0xcd>
nop
movdqa %xmm0,%xmm2
paddd  %xmm0,%xmm2
paddd  %xmm2,%xmm0
movdqa %xmm1,%xmm2
paddd  %xmm1,%xmm2
paddd  %xmm2,%xmm1
add    $0xffffffff,%edx
jne    11b0 <TWO_TO_THE_THREE_TO_THE+0xb0>
pshufd $0xf5,%xmm0,%xmm2
pshufd $0xf5,%xmm1,%xmm3
pmuludq %xmm2,%xmm3
pmuludq %xmm0,%xmm1
pshufd $0xee,%xmm1,%xmm0
pmuludq %xmm1,%xmm0
pshufd $0xaa,%xmm3,%xmm1
pmuludq %xmm3,%xmm1
pmuludq %xmm0,%xmm1
movd   %xmm1,%edx
cmp    %edi,%r8d
je     121b <TWO_TO_THE_THREE_TO_THE+0x11b>
and    $0x7,%edi
add    $0x1,%edi
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
lea    (%rdx,%rdx,2),%edx
add    $0xffffffff,%edi
cmp    $0x1,%edi
ja     1210 <TWO_TO_THE_THREE_TO_THE+0x110>
add    $0x1,%edx
xchg   %ax,%ax
add    %eax,%eax
add    $0xffffffff,%edx
cmp    $0x1,%edx
jg     1220 <TWO_TO_THE_THREE_TO_THE+0x120>
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @TWO_TO_THE_THREE_TO_THE(i32 %0) {
%2 = alloca i32
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
store i32 %0, i32* %2
store i32 0, i32* %3
store i32 0, i32* %4
store i32 0, i32* %5
store i32 1, i32* %4
%8 = load i32, i32* %2
store i32 %8, i32* %6
br label %9
9: ; preds = %15, %1
%10 = load i32, i32* %6
%11 = icmp sgt i32 %10, 0
br i1 %11, label %12, label %18
12: ; preds = %9
%13 = load i32, i32* %4
%14 = mul nsw i32 3, %13
store i32 %14, i32* %4
br label %15
15: ; preds = %12
%16 = load i32, i32* %6
%17 = add nsw i32 %16, -1
store i32 %17, i32* %6
br label %9
18: ; preds = %9
store i32 1, i32* %5
%19 = load i32, i32* %4
store i32 %19, i32* %7
br label %20
20: ; preds = %26, %18
%21 = load i32, i32* %7
%22 = icmp sgt i32 %21, 0
br i1 %22, label %23, label %29
23: ; preds = %20
%24 = load i32, i32* %5
%25 = mul nsw i32 2, %24
store i32 %25, i32* %5
br label %26
26: ; preds = %23
%27 = load i32, i32* %7
%28 = add nsw i32 %27, -1
store i32 %28, i32* %7
br label %20
29: ; preds = %20
%30 = load i32, i32* %5
store i32 %30, i32* %3
%31 = load i32, i32* %3
ret i32 %31
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @TWO_TO_THE_THREE_TO_THE(i32 %0) {
%2 = icmp sgt i32 %0, 0
br i1 %2, label %3, label %52
3: ; preds = %1
%4 = icmp ult i32 %0, 8
br i1 %4, label %43, label %5
5: ; preds = %3
%6 = and i32 %0, -8
%7 = and i32 %0, 7
%8 = add i32 %6, -8
%9 = lshr exact i32 %8, 3
%10 = add nuw nsw i32 %9, 1
%11 = and i32 %10, 7
%12 = icmp ult i32 %8, 56
br i1 %12, label %23, label %13
13: ; preds = %5
%14 = and i32 %10, 1073741816
br label %15
15: ; preds = %15, %13
%16 = phi <4 x i32> [ <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>, %13 ], [ %19, %15 ]
%17 = phi <4 x i32> [ <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>, %13 ], [ %20, %15 ]
%18 = phi i32 [ 0, %13 ], [ %21, %15 ]
%19 = mul <4 x i32> %16, <i32 6561, i32 6561, i32 6561, i32 6561>
%20 = mul <4 x i32> %17, <i32 6561, i32 6561, i32 6561, i32 6561>
%21 = add nuw i32 %18, 8
%22 = icmp eq i32 %21, %14
br i1 %22, label %23, label %15
23: ; preds = %15, %5
%24 = phi <4 x i32> [ undef, %5 ], [ %19, %15 ]
%25 = phi <4 x i32> [ undef, %5 ], [ %20, %15 ]
%26 = phi <4 x i32> [ <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>, %5 ], [ %19, %15 ]
%27 = phi <4 x i32> [ <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>, %5 ], [ %20, %15 ]
%28 = icmp eq i32 %11, 0
br i1 %28, label %37, label %29
29: ; preds = %23, %29
%30 = phi <4 x i32> [ %33, %29 ], [ %26, %23 ]
%31 = phi <4 x i32> [ %34, %29 ], [ %27, %23 ]
%32 = phi i32 [ %35, %29 ], [ 0, %23 ]
%33 = mul <4 x i32> %30, <i32 3, i32 3, i32 3, i32 3>
%34 = mul <4 x i32> %31, <i32 3, i32 3, i32 3, i32 3>
%35 = add i32 %32, 1
%36 = icmp eq i32 %35, %11
br i1 %36, label %37, label %29
37: ; preds = %29, %23
%38 = phi <4 x i32> [ %24, %23 ], [ %33, %29 ]
%39 = phi <4 x i32> [ %25, %23 ], [ %34, %29 ]
%40 = mul <4 x i32> %39, %38
%41 = call i32 @llvm.vector.reduce.mul.v4i32(<4 x i32> %40)
%42 = icmp eq i32 %6, %0
br i1 %42, label %52, label %43
43: ; preds = %3, %37
%44 = phi i32 [ %0, %3 ], [ %7, %37 ]
%45 = phi i32 [ 1, %3 ], [ %41, %37 ]
br label %46
46: ; preds = %43, %46
%47 = phi i32 [ %50, %46 ], [ %44, %43 ]
%48 = phi i32 [ %49, %46 ], [ %45, %43 ]
%49 = mul nsw i32 %48, 3
%50 = add nsw i32 %47, -1
%51 = icmp ugt i32 %47, 1
br i1 %51, label %46, label %52
52: ; preds = %46, %37, %1
%53 = phi i32 [ %41, %37 ], [ 1, %1 ], [ %49, %46 ]
br label %54
54: ; preds = %52, %54
%55 = phi i32 [ %58, %54 ], [ %53, %52 ]
%56 = phi i32 [ %57, %54 ], [ 1, %52 ]
%57 = shl nsw i32 %56, 1
%58 = add nsw i32 %55, -1
%59 = icmp sgt i32 %55, 1
br i1 %59, label %54, label %60
60: ; preds = %54
ret i32 %57
}