unsigned long long int factorial(int z) {
  int a;
  unsigned long long int b = 1;
  for (a = 1; a <= z; a++)
    b = b * a;
  return (b);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<factorial>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
movq   $0x1,-0x10(%rbp)
movl   $0x1,-0x8(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jg     1140 <factorial+0x40>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x8(%rbp),%rcx
imul   %rcx,%rax
mov    %rax,-0x10(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
jmp    1116 <factorial+0x16>
mov    -0x10(%rbp),%rax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<factorial>:
test   %edi,%edi
jle    112f <factorial+0x2f>
mov    %edi,%r8d
lea    -0x1(%r8),%rax
mov    %r8d,%ecx
and    $0x7,%ecx
cmp    $0x7,%rax
jae    1135 <factorial+0x35>
mov    $0x1,%edx
mov    $0x1,%eax
test   %rcx,%rcx
jne    11b0 <factorial+0xb0>
jmp    11be <factorial+0xbe>
mov    $0x1,%eax
ret
and    $0xfffffff8,%r8d
neg    %r8
mov    $0x1,%eax
mov    $0x8,%edx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
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    $0x8,%rsi
jne    1150 <factorial+0x50>
add    $0xfffffffffffffff9,%rdx
test   %rcx,%rcx
je     11be <factorial+0xbe>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
imul   %rdx,%rax
add    $0x1,%rdx
add    $0xffffffffffffffff,%rcx
jne    11b0 <factorial+0xb0>
ret

LLVM IR (-O0):
define i64 @factorial(i32 %0) {
%2 = alloca i32
%3 = alloca i32
%4 = alloca i64
store i32 %0, i32* %2
store i64 1, i64* %4
store i32 1, i32* %3
br label %5
5: ; preds = %14, %1
%6 = load i32, i32* %3
%7 = load i32, i32* %2
%8 = icmp sle i32 %6, %7
br i1 %8, label %9, label %17
9: ; preds = %5
%10 = load i64, i64* %4
%11 = load i32, i32* %3
%12 = sext i32 %11 to i64
%13 = mul i64 %10, %12
store i64 %13, i64* %4
br label %14
14: ; preds = %9
%15 = load i32, i32* %3
%16 = add nsw i32 %15, 1
store i32 %16, i32* %3
br label %5
17: ; preds = %5
%18 = load i64, i64* %4
ret i64 %18
}

LLVM IR (-O2):
define i64 @factorial(i32 %0) {
%2 = icmp slt i32 %0, 1
br i1 %2, label %47, label %3
3: ; preds = %1
%4 = add nuw i32 %0, 1
%5 = zext i32 %4 to i64
%6 = add nsw i64 %5, -1
%7 = add nsw i64 %5, -2
%8 = and i64 %6, 7
%9 = icmp ult i64 %7, 7
br i1 %9, label %34, label %10
10: ; preds = %3
%11 = and i64 %6, -8
br label %12
12: ; preds = %12, %10
%13 = phi i64 [ 1, %10 ], [ %31, %12 ]
%14 = phi i64 [ 1, %10 ], [ %30, %12 ]
%15 = phi i64 [ 0, %10 ], [ %32, %12 ]
%16 = mul i64 %14, %13
%17 = add nuw nsw i64 %13, 1
%18 = mul i64 %16, %17
%19 = add nuw nsw i64 %13, 2
%20 = mul i64 %18, %19
%21 = add nuw nsw i64 %13, 3
%22 = mul i64 %20, %21
%23 = add nuw nsw i64 %13, 4
%24 = mul i64 %22, %23
%25 = add nuw nsw i64 %13, 5
%26 = mul i64 %24, %25
%27 = add nuw nsw i64 %13, 6
%28 = mul i64 %26, %27
%29 = add nuw nsw i64 %13, 7
%30 = mul i64 %28, %29
%31 = add nuw nsw i64 %13, 8
%32 = add i64 %15, 8
%33 = icmp eq i64 %32, %11
br i1 %33, label %34, label %12
34: ; preds = %12, %3
%35 = phi i64 [ undef, %3 ], [ %30, %12 ]
%36 = phi i64 [ 1, %3 ], [ %31, %12 ]
%37 = phi i64 [ 1, %3 ], [ %30, %12 ]
%38 = icmp eq i64 %8, 0
br i1 %38, label %47, label %39
39: ; preds = %34, %39
%40 = phi i64 [ %44, %39 ], [ %36, %34 ]
%41 = phi i64 [ %43, %39 ], [ %37, %34 ]
%42 = phi i64 [ %45, %39 ], [ 0, %34 ]
%43 = mul i64 %41, %40
%44 = add nuw nsw i64 %40, 1
%45 = add i64 %42, 1
%46 = icmp eq i64 %45, %8
br i1 %46, label %47, label %39
47: ; preds = %34, %39, %1
%48 = phi i64 [ 1, %1 ], [ %35, %34 ], [ %43, %39 ]
ret i64 %48
}