int factorial(int n) {
  int f = 0;
  if (n >= 0)
    f = 1;
  while (n > 1) {
    f *= n;
    n -= 1;
  }
  return f;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<factorial>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
movl   $0x0,-0x8(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x4(%rbp)
jl     111f <factorial+0x1f>
movl   $0x1,-0x8(%rbp)
jmp    1124 <factorial+0x24>
cmpl   $0x1,-0x4(%rbp)
jle    1146 <factorial+0x46>
mov    -0x4(%rbp),%eax
imul   -0x8(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    1124 <factorial+0x24>
mov    -0x8(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<factorial>:
mov    %edi,%eax
not    %eax
shr    $0x1f,%eax
cmp    $0x2,%edi
jl     135d <factorial+0x25d>
xor    %edx,%edx
mov    %edi,%ecx
sub    $0x2,%ecx
cmovb  %edx,%ecx
add    $0x1,%ecx
cmp    $0x8,%ecx
jb     1350 <factorial+0x250>
mov    %ecx,%r8d
and    $0xfffffff8,%r8d
movd   %eax,%xmm1
movaps 0xec8(%rip),%xmm0
movss  %xmm1,%xmm0
movd   %edi,%xmm1
pshufd $0x0,%xmm1,%xmm6
paddd  0xec3(%rip),%xmm6
lea    -0x8(%r8),%edx
mov    %edx,%esi
shr    $0x3,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,%eax
and    $0x3,%eax
cmp    $0x18,%edx
jae    1170 <factorial+0x70>
movdqa 0xeb5(%rip),%xmm2
jmp    12a1 <factorial+0x1a1>
and    $0xfffffffc,%esi
movdqa 0xea5(%rip),%xmm2
movdqa 0xebc(%rip),%xmm9
movdqa 0xec3(%rip),%xmm10
movdqa 0xeca(%rip),%xmm11
movdqa 0xed1(%rip),%xmm12
movdqa 0xed8(%rip),%xmm13
movdqa 0xedf(%rip),%xmm14
movdqa 0xee6(%rip),%xmm15
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
movdqa %xmm6,%xmm1
paddd  0xe64(%rip),%xmm1
pshufd $0xf5,%xmm6,%xmm7
pshufd $0xf5,%xmm0,%xmm3
pmuludq %xmm7,%xmm3
pmuludq %xmm6,%xmm0
pshufd $0xf5,%xmm2,%xmm7
pshufd $0xf5,%xmm1,%xmm4
pmuludq %xmm7,%xmm4
pmuludq %xmm2,%xmm1
movdqa %xmm6,%xmm2
paddd  %xmm9,%xmm2
movdqa %xmm6,%xmm7
paddd  %xmm10,%xmm7
pmuludq %xmm2,%xmm0
pshufd $0xf5,%xmm2,%xmm2
pmuludq %xmm3,%xmm2
pmuludq %xmm7,%xmm1
pshufd $0xf5,%xmm7,%xmm3
pmuludq %xmm4,%xmm3
movdqa %xmm6,%xmm4
paddd  %xmm11,%xmm4
movdqa %xmm6,%xmm7
paddd  %xmm12,%xmm7
pshufd $0xf5,%xmm4,%xmm5
pmuludq %xmm2,%xmm5
pmuludq %xmm0,%xmm4
pshufd $0xf5,%xmm7,%xmm8
pmuludq %xmm3,%xmm8
pmuludq %xmm1,%xmm7
movdqa %xmm6,%xmm1
paddd  %xmm13,%xmm1
movdqa %xmm6,%xmm3
paddd  %xmm14,%xmm3
pmuludq %xmm1,%xmm4
pshufd $0xe8,%xmm4,%xmm0
pshufd $0xf5,%xmm1,%xmm1
pmuludq %xmm5,%xmm1
pshufd $0xe8,%xmm1,%xmm1
punpckldq %xmm1,%xmm0
pmuludq %xmm3,%xmm7
pshufd $0xe8,%xmm7,%xmm2
pshufd $0xf5,%xmm3,%xmm1
pmuludq %xmm8,%xmm1
pshufd $0xe8,%xmm1,%xmm1
punpckldq %xmm1,%xmm2
paddd  %xmm15,%xmm6
add    $0xfffffffc,%esi
jne    11c0 <factorial+0xc0>
test   %eax,%eax
je     1311 <factorial+0x211>
movdqa 0xd83(%rip),%xmm3
movdqa 0xd8b(%rip),%xmm4
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
movdqa %xmm6,%xmm1
paddd  %xmm3,%xmm1
pshufd $0xf5,%xmm0,%xmm5
pmuludq %xmm6,%xmm0
pshufd $0xe8,%xmm0,%xmm0
pshufd $0xf5,%xmm6,%xmm7
pmuludq %xmm5,%xmm7
pshufd $0xe8,%xmm7,%xmm5
punpckldq %xmm5,%xmm0
pshufd $0xf5,%xmm2,%xmm5
pmuludq %xmm1,%xmm2
pshufd $0xe8,%xmm2,%xmm2
pshufd $0xf5,%xmm1,%xmm1
pmuludq %xmm5,%xmm1
pshufd $0xe8,%xmm1,%xmm1
punpckldq %xmm1,%xmm2
paddd  %xmm4,%xmm6
add    $0xffffffff,%eax
jne    12c0 <factorial+0x1c0>
pshufd $0xf5,%xmm0,%xmm1
pshufd $0xf5,%xmm2,%xmm3
pmuludq %xmm1,%xmm3
pmuludq %xmm0,%xmm2
pshufd $0xee,%xmm2,%xmm0
pmuludq %xmm2,%xmm0
pshufd $0xaa,%xmm3,%xmm1
pmuludq %xmm3,%xmm1
pmuludq %xmm0,%xmm1
movd   %xmm1,%eax
cmp    %r8d,%ecx
je     135d <factorial+0x25d>
sub    %r8d,%edi
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
imul   %edi,%eax
lea    -0x1(%rdi),%ecx
cmp    $0x2,%edi
mov    %ecx,%edi
ja     1350 <factorial+0x250>
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @factorial(i32 %0) {
%2 = alloca i32
%3 = alloca i32
store i32 %0, i32* %2
store i32 0, i32* %3
%4 = load i32, i32* %2
%5 = icmp sge i32 %4, 0
br i1 %5, label %6, label %7
6: ; preds = %1
store i32 1, i32* %3
br label %7
7: ; preds = %6, %1
br label %8
8: ; preds = %11, %7
%9 = load i32, i32* %2
%10 = icmp sgt i32 %9, 1
br i1 %10, label %11, label %17
11: ; preds = %8
%12 = load i32, i32* %2
%13 = load i32, i32* %3
%14 = mul nsw i32 %13, %12
store i32 %14, i32* %3
%15 = load i32, i32* %2
%16 = sub nsw i32 %15, 1
store i32 %16, i32* %2
br label %8
17: ; preds = %8
%18 = load i32, i32* %3
ret i32 %18
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @factorial(i32 %0) {
%2 = xor i32 %0, -1
%3 = lshr i32 %2, 31
%4 = icmp sgt i32 %0, 1
br i1 %4, label %5, label %80
5: ; preds = %1
%6 = add i32 %0, 1
%7 = call i32 @llvm.umin.i32(i32 %0, i32 2)
%8 = sub i32 %6, %7
%9 = icmp ult i32 %8, 8
br i1 %9, label %71, label %10
10: ; preds = %5
%11 = and i32 %8, -8
%12 = sub i32 %0, %11
%13 = insertelement <4 x i32> <i32 poison, i32 1, i32 1, i32 1>, i32 %3, i64 0
%14 = insertelement <4 x i32> poison, i32 %0, i64 0
%15 = shufflevector <4 x i32> %14, <4 x i32> poison, <4 x i32> zeroinitializer
%16 = add <4 x i32> %15, <i32 0, i32 -1, i32 -2, i32 -3>
%17 = add i32 %11, -8
%18 = lshr exact i32 %17, 3
%19 = add nuw nsw i32 %18, 1
%20 = and i32 %19, 3
%21 = icmp ult i32 %17, 24
br i1 %21, label %47, label %22
22: ; preds = %10
%23 = and i32 %19, 1073741820
br label %24
24: ; preds = %24, %22
%25 = phi <4 x i32> [ %13, %22 ], [ %42, %24 ]
%26 = phi <4 x i32> [ <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>, %22 ], [ %43, %24 ]
%27 = phi <4 x i32> [ %16, %22 ], [ %44, %24 ]
%28 = phi i32 [ 0, %22 ], [ %45, %24 ]
%29 = add <4 x i32> %27, <i32 -4, i32 -4, i32 -4, i32 -4>
%30 = mul <4 x i32> %25, %27
%31 = mul <4 x i32> %26, %29
%32 = add <4 x i32> %27, <i32 -8, i32 -8, i32 -8, i32 -8>
%33 = add <4 x i32> %27, <i32 -12, i32 -12, i32 -12, i32 -12>
%34 = mul <4 x i32> %30, %32
%35 = mul <4 x i32> %31, %33
%36 = add <4 x i32> %27, <i32 -16, i32 -16, i32 -16, i32 -16>
%37 = add <4 x i32> %27, <i32 -20, i32 -20, i32 -20, i32 -20>
%38 = mul <4 x i32> %34, %36
%39 = mul <4 x i32> %35, %37
%40 = add <4 x i32> %27, <i32 -24, i32 -24, i32 -24, i32 -24>
%41 = add <4 x i32> %27, <i32 -28, i32 -28, i32 -28, i32 -28>
%42 = mul <4 x i32> %38, %40
%43 = mul <4 x i32> %39, %41
%44 = add <4 x i32> %27, <i32 -32, i32 -32, i32 -32, i32 -32>
%45 = add i32 %28, 4
%46 = icmp eq i32 %45, %23
br i1 %46, label %47, label %24
47: ; preds = %24, %10
%48 = phi <4 x i32> [ undef, %10 ], [ %42, %24 ]
%49 = phi <4 x i32> [ undef, %10 ], [ %43, %24 ]
%50 = phi <4 x i32> [ %13, %10 ], [ %42, %24 ]
%51 = phi <4 x i32> [ <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>, %10 ], [ %43, %24 ]
%52 = phi <4 x i32> [ %16, %10 ], [ %44, %24 ]
%53 = icmp eq i32 %20, 0
br i1 %53, label %65, label %54
54: ; preds = %47, %54
%55 = phi <4 x i32> [ %60, %54 ], [ %50, %47 ]
%56 = phi <4 x i32> [ %61, %54 ], [ %51, %47 ]
%57 = phi <4 x i32> [ %62, %54 ], [ %52, %47 ]
%58 = phi i32 [ %63, %54 ], [ 0, %47 ]
%59 = add <4 x i32> %57, <i32 -4, i32 -4, i32 -4, i32 -4>
%60 = mul <4 x i32> %55, %57
%61 = mul <4 x i32> %56, %59
%62 = add <4 x i32> %57, <i32 -8, i32 -8, i32 -8, i32 -8>
%63 = add i32 %58, 1
%64 = icmp eq i32 %63, %20
br i1 %64, label %65, label %54
65: ; preds = %54, %47
%66 = phi <4 x i32> [ %48, %47 ], [ %60, %54 ]
%67 = phi <4 x i32> [ %49, %47 ], [ %61, %54 ]
%68 = mul <4 x i32> %67, %66
%69 = call i32 @llvm.vector.reduce.mul.v4i32(<4 x i32> %68)
%70 = icmp eq i32 %8, %11
br i1 %70, label %80, label %71
71: ; preds = %5, %65
%72 = phi i32 [ %3, %5 ], [ %69, %65 ]
%73 = phi i32 [ %0, %5 ], [ %12, %65 ]
br label %74
74: ; preds = %71, %74
%75 = phi i32 [ %77, %74 ], [ %72, %71 ]
%76 = phi i32 [ %78, %74 ], [ %73, %71 ]
%77 = mul nsw i32 %75, %76
%78 = add nsw i32 %76, -1
%79 = icmp ugt i32 %76, 2
br i1 %79, label %74, label %80
80: ; preds = %74, %65, %1
%81 = phi i32 [ %3, %1 ], [ %69, %65 ], [ %77, %74 ]
ret i32 %81
}