int prod(int num_grid[20][20], int x, int y, int dir) {
  int i, total;
  for (i = 0, total = 1; i < 4; i++) {
    total *= num_grid[x][y];
    switch (dir) {
    case (1):
      y--;
      break;
    case (2):
      x++;
      break;
    case (3):
      y++;
      break;
    case (4):
      x++, y++;
      break;
    case (5):
      x++, y--;
      break;
    }
  }
  return total;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<prod>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
mov    %ecx,-0x14(%rbp)
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
movl   $0x1,-0x1c(%rbp)
cmpl   $0x4,-0x18(%rbp)
jge    11db <prod+0xdb>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0xc(%rbp),%rcx
lea    (%rcx,%rcx,4),%rcx
shl    $0x4,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%ecx
mov    -0x1c(%rbp),%eax
imul   %ecx,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,%ecx
mov    %rcx,-0x28(%rbp)
sub    $0x4,%eax
ja     11c8 <prod+0xc8>
mov    -0x28(%rbp),%rax
lea    0xe94(%rip),%rcx
movslq (%rcx,%rax,4),%rax
add    %rcx,%rax
jmp    *%rax
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    11c8 <prod+0xc8>
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
jmp    11c8 <prod+0xc8>
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    11c8 <prod+0xc8>
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    11c8 <prod+0xc8>
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    11cd <prod+0xcd>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    111f <prod+0x1f>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<prod>:
movslq %esi,%rax
movslq %edx,%r8
lea    (%rax,%rax,4),%r10
shl    $0x4,%r10
add    %rdi,%r10
mov    (%r10,%r8,4),%eax
add    $0xffffffff,%ecx
cmp    $0x4,%ecx
ja     1142 <prod+0x42>
lea    0xedc(%rip),%r9
movslq (%r9,%rcx,4),%rcx
add    %r9,%rcx
jmp    *%rcx
lea    (%r10,%r8,4),%r9
add    $0xfffffffffffffffc,%r9
lea    (%r10,%r8,4),%rcx
add    $0xfffffffffffffff8,%rcx
jmp    1202 <prod+0x102>
lea    (%r10,%r8,4),%r9
mov    %r9,%rcx
jmp    1209 <prod+0x109>
lea    0x1(%rsi),%ecx
movslq %ecx,%rcx
lea    (%rcx,%rcx,4),%rcx
shl    $0x4,%rcx
add    %rdi,%rcx
lea    (%rcx,%r8,4),%r9
lea    0x2(%rsi),%ecx
movslq %ecx,%rcx
lea    (%rcx,%rcx,4),%rcx
shl    $0x4,%rcx
add    %rdi,%rcx
lea    (%rcx,%r8,4),%rcx
add    $0x3,%esi
jmp    1209 <prod+0x109>
lea    (%r10,%r8,4),%r9
add    $0x4,%r9
lea    (%r10,%r8,4),%rcx
add    $0x8,%rcx
jmp    11c7 <prod+0xc7>
lea    0x1(%rsi),%ecx
movslq %ecx,%rcx
lea    (%rcx,%rcx,4),%rcx
shl    $0x4,%rcx
add    %rdi,%rcx
lea    (%rcx,%r8,4),%r9
add    $0x4,%r9
lea    0x2(%rsi),%ecx
movslq %ecx,%rcx
lea    (%rcx,%rcx,4),%rcx
shl    $0x4,%rcx
add    %rdi,%rcx
lea    (%rcx,%r8,4),%rcx
add    $0x8,%rcx
add    $0x3,%esi
add    $0x3,%r8d
jmp    1206 <prod+0x106>
lea    0x1(%rsi),%ecx
movslq %ecx,%rcx
lea    (%rcx,%rcx,4),%rcx
shl    $0x4,%rcx
add    %rdi,%rcx
lea    (%rcx,%r8,4),%r9
add    $0xfffffffffffffffc,%r9
lea    0x2(%rsi),%ecx
movslq %ecx,%rcx
lea    (%rcx,%rcx,4),%rcx
shl    $0x4,%rcx
add    %rdi,%rcx
lea    (%rcx,%r8,4),%rcx
add    $0xfffffffffffffff8,%rcx
add    $0x3,%esi
add    $0xfffffffd,%r8d
mov    %r8d,%edx
movslq %esi,%rsi
movslq %edx,%rdx
lea    (%rsi,%rsi,4),%rsi
shl    $0x4,%rsi
add    %rsi,%rdi
imul   (%r9),%eax
imul   (%rcx),%eax
imul   (%rdi,%rdx,4),%eax
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @prod([20 x i32]* %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3) {
%5 = alloca [20 x i32]*
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
store [20 x i32]* %0, [20 x i32]** %5
store i32 %1, i32* %6
store i32 %2, i32* %7
store i32 %3, i32* %8
store i32 0, i32* %9
store i32 1, i32* %10
br label %11
11: ; preds = %46, %4
%12 = load i32, i32* %9
%13 = icmp slt i32 %12, 4
br i1 %13, label %14, label %49
14: ; preds = %11
%15 = load [20 x i32]*, [20 x i32]** %5
%16 = load i32, i32* %6
%17 = sext i32 %16 to i64
%18 = getelementptr inbounds [20 x i32], [20 x i32]* %15, i64 %17
%19 = load i32, i32* %7
%20 = sext i32 %19 to i64
%21 = getelementptr inbounds [20 x i32], [20 x i32]* %18, i64 0, i64 %20
%22 = load i32, i32* %21
%23 = load i32, i32* %10
%24 = mul nsw i32 %23, %22
store i32 %24, i32* %10
%25 = load i32, i32* %8
switch i32 %25, label %45 [
i32 1, label %26
i32 2, label %29
i32 3, label %32
i32 4, label %35
i32 5, label %40
]
26: ; preds = %14
%27 = load i32, i32* %7
%28 = add nsw i32 %27, -1
store i32 %28, i32* %7
br label %45
29: ; preds = %14
%30 = load i32, i32* %6
%31 = add nsw i32 %30, 1
store i32 %31, i32* %6
br label %45
32: ; preds = %14
%33 = load i32, i32* %7
%34 = add nsw i32 %33, 1
store i32 %34, i32* %7
br label %45
35: ; preds = %14
%36 = load i32, i32* %6
%37 = add nsw i32 %36, 1
store i32 %37, i32* %6
%38 = load i32, i32* %7
%39 = add nsw i32 %38, 1
store i32 %39, i32* %7
br label %45
40: ; preds = %14
%41 = load i32, i32* %6
%42 = add nsw i32 %41, 1
store i32 %42, i32* %6
%43 = load i32, i32* %7
%44 = add nsw i32 %43, -1
store i32 %44, i32* %7
br label %45
45: ; preds = %14, %40, %35, %32, %29, %26
br label %46
46: ; preds = %45
%47 = load i32, i32* %9
%48 = add nsw i32 %47, 1
store i32 %48, i32* %9
br label %11
49: ; preds = %11
%50 = load i32, i32* %10
ret i32 %50
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @prod([20 x i32]* nocapture %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3) {
%5 = sext i32 %1 to i64
%6 = sext i32 %2 to i64
%7 = getelementptr inbounds [20 x i32], [20 x i32]* %0, i64 %5, i64 %6
%8 = load i32, i32* %7
switch i32 %3, label %65 [
i32 1, label %9
i32 2, label %19
i32 3, label %29
i32 4, label %39
i32 5, label %52
]
9: ; preds = %4
%10 = add nsw i32 %2, -1
%11 = sext i32 %1 to i64
%12 = sext i32 %10 to i64
%13 = getelementptr inbounds [20 x i32], [20 x i32]* %0, i64 %11, i64 %12
%14 = add nsw i32 %2, -2
%15 = sext i32 %1 to i64
%16 = sext i32 %14 to i64
%17 = getelementptr inbounds [20 x i32], [20 x i32]* %0, i64 %15, i64 %16
%18 = add nsw i32 %2, -3
br label %72
19: ; preds = %4
%20 = add nsw i32 %1, 1
%21 = sext i32 %20 to i64
%22 = sext i32 %2 to i64
%23 = getelementptr inbounds [20 x i32], [20 x i32]* %0, i64 %21, i64 %22
%24 = add nsw i32 %1, 2
%25 = sext i32 %24 to i64
%26 = sext i32 %2 to i64
%27 = getelementptr inbounds [20 x i32], [20 x i32]* %0, i64 %25, i64 %26
%28 = add nsw i32 %1, 3
br label %72
29: ; preds = %4
%30 = add nsw i32 %2, 1
%31 = sext i32 %1 to i64
%32 = sext i32 %30 to i64
%33 = getelementptr inbounds [20 x i32], [20 x i32]* %0, i64 %31, i64 %32
%34 = add nsw i32 %2, 2
%35 = sext i32 %1 to i64
%36 = sext i32 %34 to i64
%37 = getelementptr inbounds [20 x i32], [20 x i32]* %0, i64 %35, i64 %36
%38 = add nsw i32 %2, 3
br label %72
39: ; preds = %4
%40 = add nsw i32 %1, 1
%41 = add nsw i32 %2, 1
%42 = sext i32 %40 to i64
%43 = sext i32 %41 to i64
%44 = getelementptr inbounds [20 x i32], [20 x i32]* %0, i64 %42, i64 %43
%45 = add nsw i32 %1, 2
%46 = add nsw i32 %2, 2
%47 = sext i32 %45 to i64
%48 = sext i32 %46 to i64
%49 = getelementptr inbounds [20 x i32], [20 x i32]* %0, i64 %47, i64 %48
%50 = add nsw i32 %1, 3
%51 = add nsw i32 %2, 3
br label %72
52: ; preds = %4
%53 = add nsw i32 %1, 1
%54 = add nsw i32 %2, -1
%55 = sext i32 %53 to i64
%56 = sext i32 %54 to i64
%57 = getelementptr inbounds [20 x i32], [20 x i32]* %0, i64 %55, i64 %56
%58 = add nsw i32 %1, 2
%59 = add nsw i32 %2, -2
%60 = sext i32 %58 to i64
%61 = sext i32 %59 to i64
%62 = getelementptr inbounds [20 x i32], [20 x i32]* %0, i64 %60, i64 %61
%63 = add nsw i32 %1, 3
%64 = add nsw i32 %2, -3
br label %72
65: ; preds = %4
%66 = sext i32 %1 to i64
%67 = sext i32 %2 to i64
%68 = getelementptr inbounds [20 x i32], [20 x i32]* %0, i64 %66, i64 %67
%69 = sext i32 %1 to i64
%70 = sext i32 %2 to i64
%71 = getelementptr inbounds [20 x i32], [20 x i32]* %0, i64 %69, i64 %70
br label %72
72: ; preds = %65, %9, %19, %29, %39, %52
%73 = phi i32 [ %1, %65 ], [ %1, %9 ], [ %28, %19 ], [ %1, %29 ], [ %50, %39 ], [ %63, %52 ]
%74 = phi i32 [ %2, %65 ], [ %18, %9 ], [ %2, %19 ], [ %38, %29 ], [ %51, %39 ], [ %64, %52 ]
%75 = phi i32* [ %68, %65 ], [ %13, %9 ], [ %23, %19 ], [ %33, %29 ], [ %44, %39 ], [ %57, %52 ]
%76 = phi i32* [ %71, %65 ], [ %17, %9 ], [ %27, %19 ], [ %37, %29 ], [ %49, %39 ], [ %62, %52 ]
%77 = load i32, i32* %76
%78 = load i32, i32* %75
%79 = sext i32 %73 to i64
%80 = sext i32 %74 to i64
%81 = getelementptr inbounds [20 x i32], [20 x i32]* %0, i64 %79, i64 %80
%82 = load i32, i32* %81
%83 = mul nsw i32 %78, %8
%84 = mul nsw i32 %77, %83
%85 = mul nsw i32 %82, %84
ret i32 %85
}