#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 */
typedef size_t int64_t;

/* Variables and functions */
int64_t fact64_linear(int64_t n) {
  int64_t ret = 1;
  for (size_t i = 2; i <= n; i++) {
    ret *= i;
  }
  return ret;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<fact64_linear>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
movq   $0x1,-0x10(%rbp)
movq   $0x2,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
cmp    -0x8(%rbp),%rax
ja     1144 <fact64_linear+0x44>
mov    -0x18(%rbp),%rax
imul   -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x10(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x18(%rbp)
jmp    1118 <fact64_linear+0x18>
mov    -0x10(%rbp),%rax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<fact64_linear>:
mov    $0x1,%eax
cmp    $0x2,%rdi
jb     11be <fact64_linear+0xbe>
lea    -0x1(%rdi),%r8
add    $0xfffffffffffffffe,%rdi
mov    %r8d,%ecx
and    $0x7,%ecx
cmp    $0x7,%rdi
jae    113b <fact64_linear+0x3b>
mov    $0x1,%eax
mov    $0x2,%edx
test   %rcx,%rcx
jne    11b0 <fact64_linear+0xb0>
jmp    11be <fact64_linear+0xbe>
and    $0xfffffffffffffff8,%r8
neg    %r8
mov    $0x1,%eax
mov    $0x9,%edx
nopl   0x0(%rax)
lea    -0x7(%rdx),%rdi
imul   %rax,%rdi
lea    -0x6(%rdx),%rax
lea    -0x5(%rdx),%rsi
imul   %rsi,%rax
imul   %rdi,%rax
lea    -0x4(%rdx),%rsi
lea    -0x3(%rdx),%rdi
imul   %rdi,%rsi
lea    -0x2(%rdx),%rdi
imul   %rsi,%rdi
imul   %rax,%rdi
lea    -0x1(%rdx),%rax
imul   %rdx,%rax
imul   %rdi,%rax
lea    (%r8,%rdx,1),%rsi
add    $0x8,%rsi
add    $0x8,%rdx
cmp    $0x9,%rsi
jne    1150 <fact64_linear+0x50>
add    $0xfffffffffffffff9,%rdx
test   %rcx,%rcx
je     11be <fact64_linear+0xbe>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
imul   %rdx,%rax
add    $0x1,%rdx
add    $0xffffffffffffffff,%rcx
jne    11b0 <fact64_linear+0xb0>
ret

LLVM IR (-O0):
define i64 @fact64_linear(i64 %0) {
%2 = alloca i64
%3 = alloca i64
%4 = alloca i64
store i64 %0, i64* %2
store i64 1, i64* %3
store i64 2, i64* %4
br label %5
5: ; preds = %13, %1
%6 = load i64, i64* %4
%7 = load i64, i64* %2
%8 = icmp ule i64 %6, %7
br i1 %8, label %9, label %16
9: ; preds = %5
%10 = load i64, i64* %4
%11 = load i64, i64* %3
%12 = mul i64 %11, %10
store i64 %12, i64* %3
br label %13
13: ; preds = %9
%14 = load i64, i64* %4
%15 = add i64 %14, 1
store i64 %15, i64* %4
br label %5
16: ; preds = %5
%17 = load i64, i64* %3
ret i64 %17
}

LLVM IR (-O2):
define i64 @fact64_linear(i64 %0) {
%2 = icmp ult i64 %0, 2
br i1 %2, label %23, label %3
3: ; preds = %1
%4 = add i64 %0, -1
%5 = add i64 %0, -2
%6 = and i64 %4, 7
%7 = icmp ult i64 %5, 7
br i1 %7, label %10, label %8
8: ; preds = %3
%9 = and i64 %4, -8
br label %25
10: ; preds = %25, %3
%11 = phi i64 [ undef, %3 ], [ %43, %25 ]
%12 = phi i64 [ 2, %3 ], [ %44, %25 ]
%13 = phi i64 [ 1, %3 ], [ %43, %25 ]
%14 = icmp eq i64 %6, 0
br i1 %14, label %23, label %15
15: ; preds = %10, %15
%16 = phi i64 [ %20, %15 ], [ %12, %10 ]
%17 = phi i64 [ %19, %15 ], [ %13, %10 ]
%18 = phi i64 [ %21, %15 ], [ 0, %10 ]
%19 = mul i64 %16, %17
%20 = add nuw i64 %16, 1
%21 = add i64 %18, 1
%22 = icmp eq i64 %21, %6
br i1 %22, label %23, label %15
23: ; preds = %10, %15, %1
%24 = phi i64 [ 1, %1 ], [ %11, %10 ], [ %19, %15 ]
ret i64 %24
25: ; preds = %25, %8
%26 = phi i64 [ 2, %8 ], [ %44, %25 ]
%27 = phi i64 [ 1, %8 ], [ %43, %25 ]
%28 = phi i64 [ 0, %8 ], [ %45, %25 ]
%29 = mul i64 %26, %27
%30 = or i64 %26, 1
%31 = mul i64 %30, %29
%32 = add nuw nsw i64 %26, 2
%33 = mul i64 %32, %31
%34 = add nuw nsw i64 %26, 3
%35 = mul i64 %34, %33
%36 = add nuw nsw i64 %26, 4
%37 = mul i64 %36, %35
%38 = add nuw nsw i64 %26, 5
%39 = mul i64 %38, %37
%40 = add nuw i64 %26, 6
%41 = mul i64 %40, %39
%42 = add nuw i64 %26, 7
%43 = mul i64 %42, %41
%44 = add nuw i64 %26, 8
%45 = add i64 %28, 8
%46 = icmp eq i64 %45, %9
br i1 %46, label %10, label %25
}