double factorial(int n) {
  if (n > 20)
    return -1;
  double result = 1;
  for (int i = 1; i <= n; i++) {
    result *= i;
  }
  return result;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<factorial>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0xc(%rbp)
cmpl   $0x14,-0xc(%rbp)
jle    1123 <factorial+0x23>
movsd  0xeef(%rip),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x8(%rbp)
jmp    116a <factorial+0x6a>
movsd  0xed5(%rip),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x18(%rbp)
movl   $0x1,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jg     1160 <factorial+0x60>
cvtsi2sdl -0x1c(%rbp),%xmm0
mulsd  -0x18(%rbp),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x18(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1137 <factorial+0x37>
movsd  -0x18(%rbp),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x8(%rbp)
movsd  -0x8(%rbp),%xmm0
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<factorial>:
cmp    $0x14,%edi
jle    110e <factorial+0xe>
movsd  0xef3(%rip),%xmm0
ret
test   %edi,%edi
jle    1131 <factorial+0x31>
lea    -0x1(%rdi),%ecx
mov    %edi,%eax
and    $0x7,%eax
cmp    $0x7,%ecx
jae    113a <factorial+0x3a>
movsd  0xee1(%rip),%xmm0
mov    $0x1,%ecx
jmp    11c4 <factorial+0xc4>
movsd  0xecf(%rip),%xmm0
ret
and    $0xfffffff8,%edi
movsd  0xec3(%rip),%xmm0
mov    $0x1,%ecx
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
xorps  %xmm1,%xmm1
cvtsi2sd %ecx,%xmm1
lea    0x1(%rcx),%edx
xorps  %xmm2,%xmm2
cvtsi2sd %edx,%xmm2
mulsd  %xmm0,%xmm1
lea    0x2(%rcx),%edx
xorps  %xmm0,%xmm0
cvtsi2sd %edx,%xmm0
mulsd  %xmm1,%xmm2
lea    0x3(%rcx),%edx
xorps  %xmm1,%xmm1
cvtsi2sd %edx,%xmm1
mulsd  %xmm2,%xmm0
lea    0x4(%rcx),%edx
xorps  %xmm2,%xmm2
cvtsi2sd %edx,%xmm2
mulsd  %xmm0,%xmm1
lea    0x5(%rcx),%edx
xorps  %xmm3,%xmm3
cvtsi2sd %edx,%xmm3
mulsd  %xmm1,%xmm2
lea    0x6(%rcx),%edx
xorps  %xmm1,%xmm1
cvtsi2sd %edx,%xmm1
mulsd  %xmm2,%xmm3
lea    0x7(%rcx),%edx
xorps  %xmm0,%xmm0
cvtsi2sd %edx,%xmm0
mulsd  %xmm3,%xmm1
mulsd  %xmm1,%xmm0
add    $0x8,%ecx
cmp    %edi,%edx
jne    1150 <factorial+0x50>
test   %eax,%eax
je     11e3 <factorial+0xe3>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
xorps  %xmm1,%xmm1
cvtsi2sd %ecx,%xmm1
mulsd  %xmm1,%xmm0
add    $0x1,%ecx
add    $0xffffffff,%eax
jne    11d0 <factorial+0xd0>
ret

LLVM IR (-O0):
define double @factorial(i32 %0) {
%2 = alloca double
%3 = alloca i32
%4 = alloca double
%5 = alloca i32
store i32 %0, i32* %3
%6 = load i32, i32* %3
%7 = icmp sgt i32 %6, 20
br i1 %7, label %8, label %9
8: ; preds = %1
store double -1.000000e+00, double* %2
br label %24
9: ; preds = %1
store double 1.000000e+00, double* %4
store i32 1, i32* %5
br label %10
10: ; preds = %19, %9
%11 = load i32, i32* %5
%12 = load i32, i32* %3
%13 = icmp sle i32 %11, %12
br i1 %13, label %14, label %22
14: ; preds = %10
%15 = load i32, i32* %5
%16 = sitofp i32 %15 to double
%17 = load double, double* %4
%18 = fmul double %17, %16
store double %18, double* %4
br label %19
19: ; preds = %14
%20 = load i32, i32* %5
%21 = add nsw i32 %20, 1
store i32 %21, i32* %5
br label %10
22: ; preds = %10
%23 = load double, double* %4
store double %23, double* %2
br label %24
24: ; preds = %22, %8
%25 = load double, double* %2
ret double %25
}

LLVM IR (-O2):
define double @factorial(i32 %0) {
%2 = icmp sgt i32 %0, 20
br i1 %2, label %55, label %3
3: ; preds = %1
%4 = icmp slt i32 %0, 1
br i1 %4, label %55, label %5
5: ; preds = %3
%6 = add i32 %0, -1
%7 = and i32 %0, 7
%8 = icmp ult i32 %6, 7
br i1 %8, label %41, label %9
9: ; preds = %5
%10 = and i32 %0, -8
br label %11
11: ; preds = %11, %9
%12 = phi i32 [ 1, %9 ], [ %38, %11 ]
%13 = phi double [ 1.000000e+00, %9 ], [ %37, %11 ]
%14 = phi i32 [ 0, %9 ], [ %39, %11 ]
%15 = sitofp i32 %12 to double
%16 = fmul double %13, %15
%17 = add nuw nsw i32 %12, 1
%18 = sitofp i32 %17 to double
%19 = fmul double %16, %18
%20 = add nuw nsw i32 %12, 2
%21 = sitofp i32 %20 to double
%22 = fmul double %19, %21
%23 = add nuw nsw i32 %12, 3
%24 = sitofp i32 %23 to double
%25 = fmul double %22, %24
%26 = add nuw nsw i32 %12, 4
%27 = sitofp i32 %26 to double
%28 = fmul double %25, %27
%29 = add nuw nsw i32 %12, 5
%30 = sitofp i32 %29 to double
%31 = fmul double %28, %30
%32 = add nuw nsw i32 %12, 6
%33 = sitofp i32 %32 to double
%34 = fmul double %31, %33
%35 = add nuw i32 %12, 7
%36 = sitofp i32 %35 to double
%37 = fmul double %34, %36
%38 = add nuw i32 %12, 8
%39 = add i32 %14, 8
%40 = icmp eq i32 %39, %10
br i1 %40, label %41, label %11
41: ; preds = %11, %5
%42 = phi double [ undef, %5 ], [ %37, %11 ]
%43 = phi i32 [ 1, %5 ], [ %38, %11 ]
%44 = phi double [ 1.000000e+00, %5 ], [ %37, %11 ]
%45 = icmp eq i32 %7, 0
br i1 %45, label %55, label %46
46: ; preds = %41, %46
%47 = phi i32 [ %52, %46 ], [ %43, %41 ]
%48 = phi double [ %51, %46 ], [ %44, %41 ]
%49 = phi i32 [ %53, %46 ], [ 0, %41 ]
%50 = sitofp i32 %47 to double
%51 = fmul double %48, %50
%52 = add nuw i32 %47, 1
%53 = add i32 %49, 1
%54 = icmp eq i32 %53, %7
br i1 %54, label %55, label %46
55: ; preds = %41, %46, %3, %1
%56 = phi double [ -1.000000e+00, %1 ], [ 1.000000e+00, %3 ], [ %42, %41 ], [ %51, %46 ]
ret double %56
}