int factorial(int a) {
  int ret = 1;
  for (int i = 0; i < a; i++) {
    ret = (ret * i);
  }
  return ret;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<factorial>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
movl   $0x1,-0x8(%rbp)
movl   $0x0,-0xc(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    1139 <factorial+0x39>
mov    -0x8(%rbp),%eax
imul   -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
jmp    1115 <factorial+0x15>
mov    -0x8(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<factorial>:
test   %edi,%edi
jle    1115 <factorial+0x15>
cmp    $0x8,%edi
jae    111b <factorial+0x1b>
mov    $0x1,%eax
xor    %ecx,%ecx
jmp    1340 <factorial+0x240>
mov    $0x1,%eax
ret
mov    %edi,%ecx
and    $0xfffffff8,%ecx
lea    -0x8(%rcx),%esi
mov    %esi,%edx
shr    $0x3,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,%eax
and    $0x3,%eax
cmp    $0x18,%esi
jae    114e <factorial+0x4e>
movdqa 0xec3(%rip),%xmm1
movdqa 0xecb(%rip),%xmm0
movdqa %xmm1,%xmm4
jmp    1291 <factorial+0x191>
and    $0xfffffffc,%edx
movdqa 0xea7(%rip),%xmm1
movdqa 0xeaf(%rip),%xmm0
movdqa 0xec6(%rip),%xmm9
movdqa 0xecd(%rip),%xmm10
movdqa 0xed4(%rip),%xmm11
movdqa 0xedb(%rip),%xmm12
movdqa 0xee2(%rip),%xmm13
movdqa 0xee9(%rip),%xmm14
movdqa 0xef0(%rip),%xmm15
movdqa %xmm1,%xmm4
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
movdqa %xmm0,%xmm5
paddd  0xe64(%rip),%xmm5
pshufd $0xf5,%xmm1,%xmm6
pshufd $0xf5,%xmm0,%xmm7
pmuludq %xmm6,%xmm7
pmuludq %xmm0,%xmm1
pshufd $0xf5,%xmm4,%xmm6
pshufd $0xf5,%xmm5,%xmm2
pmuludq %xmm6,%xmm2
pmuludq %xmm4,%xmm5
movdqa %xmm0,%xmm4
paddd  %xmm9,%xmm4
movdqa %xmm0,%xmm6
paddd  %xmm10,%xmm6
pmuludq %xmm4,%xmm1
pshufd $0xf5,%xmm4,%xmm4
pmuludq %xmm7,%xmm4
pmuludq %xmm6,%xmm5
pshufd $0xf5,%xmm6,%xmm6
pmuludq %xmm2,%xmm6
movdqa %xmm0,%xmm2
paddd  %xmm11,%xmm2
movdqa %xmm0,%xmm7
paddd  %xmm12,%xmm7
pshufd $0xf5,%xmm2,%xmm3
pmuludq %xmm4,%xmm3
pmuludq %xmm1,%xmm2
pshufd $0xf5,%xmm7,%xmm8
pmuludq %xmm6,%xmm8
pmuludq %xmm5,%xmm7
movdqa %xmm0,%xmm4
paddd  %xmm13,%xmm4
movdqa %xmm0,%xmm5
paddd  %xmm14,%xmm5
pmuludq %xmm4,%xmm2
pshufd $0xe8,%xmm2,%xmm1
pshufd $0xf5,%xmm4,%xmm2
pmuludq %xmm3,%xmm2
pshufd $0xe8,%xmm2,%xmm2
punpckldq %xmm2,%xmm1
pmuludq %xmm5,%xmm7
pshufd $0xe8,%xmm7,%xmm4
pshufd $0xf5,%xmm5,%xmm2
pmuludq %xmm8,%xmm2
pshufd $0xe8,%xmm2,%xmm2
punpckldq %xmm2,%xmm4
paddd  %xmm15,%xmm0
add    $0xfffffffc,%edx
jne    11b0 <factorial+0xb0>
movdqa %xmm1,%xmm5
movdqa %xmm4,%xmm6
test   %eax,%eax
je     130d <factorial+0x20d>
movdqa 0xd7b(%rip),%xmm2
movdqa 0xd83(%rip),%xmm3
nopl   (%rax)
movdqa %xmm0,%xmm6
paddd  %xmm2,%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 %xmm4,%xmm6
pshufd $0xe8,%xmm6,%xmm6
pshufd $0xf5,%xmm4,%xmm4
pmuludq %xmm1,%xmm4
pshufd $0xe8,%xmm4,%xmm1
punpckldq %xmm1,%xmm6
paddd  %xmm3,%xmm0
movdqa %xmm5,%xmm1
movdqa %xmm6,%xmm4
add    $0xffffffff,%eax
jne    12b0 <factorial+0x1b0>
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,%eax
cmp    %edi,%ecx
je     134a <factorial+0x24a>
nopl   (%rax)
imul   %ecx,%eax
add    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%edi
jne    1340 <factorial+0x240>
ret

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

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