#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 *, ...);
int /*<<< orphan*/ scanf(char *, int *);
int main(void) {
  int num;
  do {
    printf("Enter a positive integer: ");
    scanf("%d", &num);
  } while (num < 0);
  int factorial;
  for (int i = 1; i <= num; i++)
    factorial = factorial * i;
  printf("%d! = %d\n", num, factorial);
  return 0;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<main>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x10,%rsp
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
lea    0xeca(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <printf@plt>
lea    0xed7(%rip),%rdi
lea    -0x8(%rbp),%rsi
call   1040 <scanf@plt>
cmpl   $0x0,-0x8(%rbp)
jl     112f <main+0xf>
movl   $0x1,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
jg     1182 <main+0x62>
mov    -0xc(%rbp),%eax
imul   -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    115e <main+0x3e>
mov    -0x8(%rbp),%esi
mov    -0xc(%rbp),%edx
lea    0xe8f(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <printf@plt>
xor    %eax,%eax
add    $0x10,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<main>:
push   %r15
push   %r14
push   %rbx
sub    $0x10,%rsp
lea    0xf80(%rip),%r14
lea    0xf94(%rip),%r15
lea    0xc(%rsp),%rbx
nopl   0x0(%rax)
mov    %r14,%rdi
xor    %eax,%eax
call   1030 <printf@plt>
mov    %r15,%rdi
mov    %rbx,%rsi
call   1040 <scanf@plt>
mov    0xc(%rsp),%esi
test   %esi,%esi
js     1140 <main+0x20>
cmp    $0x8,%esi
jae    116c <main+0x4c>
mov    $0x1,%eax
jmp    1390 <main+0x270>
mov    %esi,%eax
and    $0xfffffff8,%eax
lea    -0x8(%rax),%edi
mov    %edi,%edx
shr    $0x3,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,%ecx
and    $0x3,%ecx
cmp    $0x18,%edi
jae    11a3 <main+0x83>
movdqa 0xe72(%rip),%xmm2
movdqa 0xe7a(%rip),%xmm1
movdqa 0xe82(%rip),%xmm0
jmp    12e1 <main+0x1c1>
and    $0xfffffffc,%edx
movdqa 0xe52(%rip),%xmm2
movdqa 0xe5a(%rip),%xmm1
movdqa 0xe62(%rip),%xmm0
movdqa 0xe79(%rip),%xmm9
movdqa 0xe80(%rip),%xmm10
movdqa 0xe87(%rip),%xmm11
movdqa 0xe8e(%rip),%xmm12
movdqa 0xe95(%rip),%xmm13
movdqa 0xe9c(%rip),%xmm14
movdqa 0xea3(%rip),%xmm15
nopl   (%rax)
movdqa %xmm0,%xmm6
paddd  0xe24(%rip),%xmm6
pshufd $0xf5,%xmm1,%xmm7
pshufd $0xf5,%xmm0,%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    1200 <main+0xe0>
movdqa %xmm1,%xmm5
movdqa %xmm2,%xmm6
test   %ecx,%ecx
je     135d <main+0x23d>
movdqa 0xd3b(%rip),%xmm3
movdqa 0xd43(%rip),%xmm4
nopl   (%rax)
movdqa %xmm0,%xmm6
paddd  %xmm3,%xmm6
movdqa %xmm0,%xmm5
pmuludq %xmm1,%xmm5
pshufd $0xe8,%xmm5,%xmm5
pshufd $0xf5,%xmm1,%xmm1
pshufd $0xf5,%xmm0,%xmm7
pmuludq %xmm1,%xmm7
pshufd $0xe8,%xmm7,%xmm1
punpckldq %xmm1,%xmm5
pshufd $0xf5,%xmm6,%xmm1
pmuludq %xmm2,%xmm6
pshufd $0xe8,%xmm6,%xmm6
pshufd $0xf5,%xmm2,%xmm2
pmuludq %xmm1,%xmm2
pshufd $0xe8,%xmm2,%xmm1
punpckldq %xmm1,%xmm6
paddd  %xmm4,%xmm0
movdqa %xmm5,%xmm1
movdqa %xmm6,%xmm2
add    $0xffffffff,%ecx
jne    1300 <main+0x1e0>
pshufd $0xf5,%xmm5,%xmm0
pshufd $0xf5,%xmm6,%xmm1
pmuludq %xmm0,%xmm1
pmuludq %xmm5,%xmm6
pshufd $0xee,%xmm6,%xmm0
pmuludq %xmm6,%xmm0
pshufd $0xaa,%xmm1,%xmm2
pmuludq %xmm1,%xmm2
pmuludq %xmm0,%xmm2
movd   %xmm2,%edx
cmp    %eax,%esi
je     13aa <main+0x28a>
or     $0x1,%eax
lea    0x1(%rsi),%ecx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
imul   %eax,%edx
add    $0x1,%eax
cmp    %eax,%ecx
jne    13a0 <main+0x280>
lea    0xd1d(%rip),%rdi
xor    %eax,%eax
call   1030 <printf@plt>
xor    %eax,%eax
add    $0x10,%rsp
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %r15
ret

LLVM IR (-O0):
@.str = [27 x i8] c"Enter a positive integer: \00"
@.str.1 = [3 x i8] c"%d\00"
@.str.2 = [10 x i8] c"%d! = %d\0A\00"
define i32 @main() {
%1 = alloca i32
%2 = alloca i32
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
store i32 0, i32* %1
br label %5
5: ; preds = %8, %0
%6 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([27 x i8], [27 x i8]* @.str, i64 0, i64 0))
%7 = call i32 @scanf(i8* getelementptr inbounds ([3 x i8], [3 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), i32* %2)
br label %8
8: ; preds = %5
%9 = load i32, i32* %2
%10 = icmp slt i32 %9, 0
br i1 %10, label %5, label %11
11: ; preds = %8
store i32 1, i32* %4
br label %12
12: ; preds = %20, %11
%13 = load i32, i32* %4
%14 = load i32, i32* %2
%15 = icmp sle i32 %13, %14
br i1 %15, label %16, label %23
16: ; preds = %12
%17 = load i32, i32* %3
%18 = load i32, i32* %4
%19 = mul nsw i32 %17, %18
store i32 %19, i32* %3
br label %20
20: ; preds = %16
%21 = load i32, i32* %4
%22 = add nsw i32 %21, 1
store i32 %22, i32* %4
br label %12
23: ; preds = %12
%24 = load i32, i32* %2
%25 = load i32, i32* %3
%26 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([10 x i8], [10 x i8]* @.str.2, i64 0, i64 0), i32 %24, i32 %25)
ret i32 0
}

LLVM IR (-O2):
@.str = [27 x i8] c"Enter a positive integer: \00"
@.str.1 = [3 x i8] c"%d\00"
@.str.2 = [10 x i8] c"%d! = %d\0A\00"
define i32 @main() {
%1 = alloca i32
%2 = bitcast i32* %1 to i8*
br label %3
3: ; preds = %3, %0
%4 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* dereferenceable(1) getelementptr inbounds ([27 x i8], [27 x i8]* @.str, i64 0, i64 0))
%5 = call i32 @scanf(i8* getelementptr inbounds ([3 x i8], [3 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), i32* %1)
%6 = load i32, i32* %1
%7 = icmp slt i32 %6, 0
br i1 %7, label %3, label %8
8: ; preds = %3
%9 = icmp ne i32 %6, 0
%10 = icmp ult i32 %6, 8
br i1 %10, label %68, label %11
11: ; preds = %8
%12 = and i32 %6, -8
%13 = or i32 %12, 1
%14 = add i32 %12, -8
%15 = lshr exact i32 %14, 3
%16 = add nuw nsw i32 %15, 1
%17 = and i32 %16, 3
%18 = icmp ult i32 %14, 24
br i1 %18, label %44, label %19
19: ; preds = %11
%20 = and i32 %16, 1073741820
br label %21
21: ; preds = %21, %19
%22 = phi <4 x i32> [ <i32 1, i32 2, i32 3, i32 4>, %19 ], [ %41, %21 ]
%23 = phi <4 x i32> [ <i32 undef, i32 1, i32 1, i32 1>, %19 ], [ %39, %21 ]
%24 = phi <4 x i32> [ <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>, %19 ], [ %40, %21 ]
%25 = phi i32 [ 0, %19 ], [ %42, %21 ]
%26 = add <4 x i32> %22, <i32 4, i32 4, i32 4, i32 4>
%27 = mul <4 x i32> %22, %23
%28 = mul <4 x i32> %26, %24
%29 = add <4 x i32> %22, <i32 8, i32 8, i32 8, i32 8>
%30 = add <4 x i32> %22, <i32 12, i32 12, i32 12, i32 12>
%31 = mul <4 x i32> %29, %27
%32 = mul <4 x i32> %30, %28
%33 = add <4 x i32> %22, <i32 16, i32 16, i32 16, i32 16>
%34 = add <4 x i32> %22, <i32 20, i32 20, i32 20, i32 20>
%35 = mul <4 x i32> %33, %31
%36 = mul <4 x i32> %34, %32
%37 = add <4 x i32> %22, <i32 24, i32 24, i32 24, i32 24>
%38 = add <4 x i32> %22, <i32 28, i32 28, i32 28, i32 28>
%39 = mul <4 x i32> %37, %35
%40 = mul <4 x i32> %38, %36
%41 = add <4 x i32> %22, <i32 32, i32 32, i32 32, i32 32>
%42 = add i32 %25, 4
%43 = icmp eq i32 %42, %20
br i1 %43, label %44, label %21
44: ; preds = %21, %11
%45 = phi <4 x i32> [ undef, %11 ], [ %39, %21 ]
%46 = phi <4 x i32> [ undef, %11 ], [ %40, %21 ]
%47 = phi <4 x i32> [ <i32 1, i32 2, i32 3, i32 4>, %11 ], [ %41, %21 ]
%48 = phi <4 x i32> [ <i32 undef, i32 1, i32 1, i32 1>, %11 ], [ %39, %21 ]
%49 = phi <4 x i32> [ <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>, %11 ], [ %40, %21 ]
%50 = icmp eq i32 %17, 0
br i1 %50, label %62, label %51
51: ; preds = %44, %51
%52 = phi <4 x i32> [ %59, %51 ], [ %47, %44 ]
%53 = phi <4 x i32> [ %57, %51 ], [ %48, %44 ]
%54 = phi <4 x i32> [ %58, %51 ], [ %49, %44 ]
%55 = phi i32 [ %60, %51 ], [ 0, %44 ]
%56 = add <4 x i32> %52, <i32 4, i32 4, i32 4, i32 4>
%57 = mul <4 x i32> %52, %53
%58 = mul <4 x i32> %56, %54
%59 = add <4 x i32> %52, <i32 8, i32 8, i32 8, i32 8>
%60 = add i32 %55, 1
%61 = icmp eq i32 %60, %17
br i1 %61, label %62, label %51
62: ; preds = %51, %44
%63 = phi <4 x i32> [ %45, %44 ], [ %57, %51 ]
%64 = phi <4 x i32> [ %46, %44 ], [ %58, %51 ]
%65 = mul <4 x i32> %64, %63
%66 = call i32 @llvm.vector.reduce.mul.v4i32(<4 x i32> %65)
%67 = icmp eq i32 %6, %12
br i1 %67, label %71, label %68
68: ; preds = %8, %62
%69 = phi i32 [ 1, %8 ], [ %13, %62 ]
%70 = phi i32 [ undef, %8 ], [ %66, %62 ]
br label %74
71: ; preds = %74, %62
%72 = phi i32 [ %66, %62 ], [ %77, %74 ]
%73 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* dereferenceable(1) getelementptr inbounds ([10 x i8], [10 x i8]* @.str.2, i64 0, i64 0), i32 %6, i32 %72)
ret i32 0
74: ; preds = %68, %74
%75 = phi i32 [ %78, %74 ], [ %69, %68 ]
%76 = phi i32 [ %77, %74 ], [ %70, %68 ]
%77 = mul nsw i32 %75, %76
%78 = add nuw i32 %75, 1
%79 = icmp eq i32 %75, %6
br i1 %79, label %71, label %74
}