unsigned long largest_prime_factor(unsigned long n) {
  unsigned long largest_factor = 1;
  unsigned long p = 3;
  while (n % 2 == 0) {
    largest_factor = 2;
    n = n / 2;
  }
  while (n != 1) {
    while (n % p == 0) {
      largest_factor = p;
      n = n / p;
    }
    p = p + 2;
  }
  return largest_factor;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<largest_prime_factor>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
movq   $0x1,-0x10(%rbp)
movq   $0x3,-0x18(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
and    $0x1,%rax
cmp    $0x0,%rax
jne    1143 <largest_prime_factor+0x43>
movq   $0x2,-0x10(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
shr    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x8(%rbp)
jmp    1118 <largest_prime_factor+0x18>
jmp    1148 <largest_prime_factor+0x48>
cmpq   $0x1,-0x8(%rbp)
je     119c <largest_prime_factor+0x9c>
jmp    1158 <largest_prime_factor+0x58>
mov    -0x8(%rbp),%rax
xor    %ecx,%ecx
mov    %ecx,%edx
divq   -0x18(%rbp)
cmp    $0x0,%rdx
jne    118b <largest_prime_factor+0x8b>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x10(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
xor    %ecx,%ecx
mov    %ecx,%edx
divq   -0x18(%rbp)
mov    %rax,-0x8(%rbp)
jmp    1158 <largest_prime_factor+0x58>
mov    -0x18(%rbp),%rax
add    $0x2,%rax
mov    %rax,-0x18(%rbp)
jmp    1148 <largest_prime_factor+0x48>
mov    -0x10(%rbp),%rax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<largest_prime_factor>:
mov    $0x1,%ecx
test   $0x1,%dil
jne    111f <largest_prime_factor+0x1f>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %rdi,%rax
shr    %rdi
test   $0x2,%al
je     1110 <largest_prime_factor+0x10>
mov    $0x2,%ecx
cmp    $0x1,%rdi
jne    1129 <largest_prime_factor+0x29>
mov    %rcx,%rax
ret
mov    $0x3,%esi
jmp    113d <largest_prime_factor+0x3d>
mov    %rsi,%rcx
add    $0x2,%rsi
cmp    $0x1,%rdi
je     1125 <largest_prime_factor+0x25>
mov    %rdi,%rax
or     %rsi,%rax
shr    $0x20,%rax
je     1160 <largest_prime_factor+0x60>
mov    %rdi,%rax
xor    %edx,%edx
div    %rsi
test   %rdx,%rdx
jne    1133 <largest_prime_factor+0x33>
jmp    117d <largest_prime_factor+0x7d>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %edi,%eax
xor    %edx,%edx
div    %esi
test   %rdx,%rdx
jne    1133 <largest_prime_factor+0x33>
jmp    117d <largest_prime_factor+0x7d>
nopl   (%rax)
mov    %rdi,%rax
xor    %edx,%edx
div    %rsi
test   %rdx,%rdx
jne    1130 <largest_prime_factor+0x30>
mov    %rdi,%rax
or     %rsi,%rax
shr    $0x20,%rax
je     11a0 <largest_prime_factor+0xa0>
mov    %rdi,%rax
xor    %edx,%edx
div    %rsi
mov    %rax,%rdi
jmp    11a8 <largest_prime_factor+0xa8>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
mov    %edi,%eax
xor    %edx,%edx
div    %esi
mov    %eax,%edi
mov    %rdi,%rax
or     %rsi,%rax
shr    $0x20,%rax
jne    1170 <largest_prime_factor+0x70>
mov    %edi,%eax
xor    %edx,%edx
div    %esi
test   %rdx,%rdx
je     117d <largest_prime_factor+0x7d>
jmp    1130 <largest_prime_factor+0x30>

LLVM IR (-O0):
define i64 @largest_prime_factor(i64 %0) {
%2 = alloca i64
%3 = alloca i64
%4 = alloca i64
store i64 %0, i64* %2
store i64 1, i64* %3
store i64 3, i64* %4
br label %5
5: ; preds = %9, %1
%6 = load i64, i64* %2
%7 = urem i64 %6, 2
%8 = icmp eq i64 %7, 0
br i1 %8, label %9, label %12
9: ; preds = %5
store i64 2, i64* %3
%10 = load i64, i64* %2
%11 = udiv i64 %10, 2
store i64 %11, i64* %2
br label %5
12: ; preds = %5
br label %13
13: ; preds = %27, %12
%14 = load i64, i64* %2
%15 = icmp ne i64 %14, 1
br i1 %15, label %16, label %30
16: ; preds = %13
br label %17
17: ; preds = %22, %16
%18 = load i64, i64* %2
%19 = load i64, i64* %4
%20 = urem i64 %18, %19
%21 = icmp eq i64 %20, 0
br i1 %21, label %22, label %27
22: ; preds = %17
%23 = load i64, i64* %4
store i64 %23, i64* %3
%24 = load i64, i64* %2
%25 = load i64, i64* %4
%26 = udiv i64 %24, %25
store i64 %26, i64* %2
br label %17
27: ; preds = %17
%28 = load i64, i64* %4
%29 = add i64 %28, 2
store i64 %29, i64* %4
br label %13
30: ; preds = %13
%31 = load i64, i64* %3
ret i64 %31
}

LLVM IR (-O2):
define i64 @largest_prime_factor(i64 %0) {
%2 = and i64 %0, 1
%3 = icmp eq i64 %2, 0
br i1 %3, label %4, label %9
4: ; preds = %1, %4
%5 = phi i64 [ %6, %4 ], [ %0, %1 ]
%6 = lshr i64 %5, 1
%7 = and i64 %5, 2
%8 = icmp eq i64 %7, 0
br i1 %8, label %4, label %9
9: ; preds = %4, %1
%10 = phi i64 [ %0, %1 ], [ %6, %4 ]
%11 = phi i64 [ 1, %1 ], [ 2, %4 ]
%12 = icmp eq i64 %10, 1
br i1 %12, label %29, label %13
13: ; preds = %9, %24
%14 = phi i64 [ %27, %24 ], [ 3, %9 ]
%15 = phi i64 [ %26, %24 ], [ %11, %9 ]
%16 = phi i64 [ %25, %24 ], [ %10, %9 ]
%17 = urem i64 %16, %14
%18 = icmp eq i64 %17, 0
br i1 %18, label %19, label %24
19: ; preds = %13, %19
%20 = phi i64 [ %21, %19 ], [ %16, %13 ]
%21 = udiv i64 %20, %14
%22 = urem i64 %21, %14
%23 = icmp eq i64 %22, 0
br i1 %23, label %19, label %24
24: ; preds = %19, %13
%25 = phi i64 [ %16, %13 ], [ %21, %19 ]
%26 = phi i64 [ %15, %13 ], [ %14, %19 ]
%27 = add i64 %14, 2
%28 = icmp eq i64 %25, 1
br i1 %28, label %29, label %13
29: ; preds = %24, %9
%30 = phi i64 [ %11, %9 ], [ %26, %24 ]
ret i64 %30
}