int fac(int n) {
  int i;
  int p;
  if (n < 0)
    return 0;
  i = 0;
  p = 1;
  while (i < n) {
    i = i + 1;
    p = p * i;
  }
  return p;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<fac>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x8(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x8(%rbp)
jge    111d <fac+0x1d>
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
jmp    1155 <fac+0x55>
movl   $0x0,-0xc(%rbp)
movl   $0x1,-0x10(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
jge    114f <fac+0x4f>
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
imul   -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    112b <fac+0x2b>
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<fac>:
test   %edi,%edi
js     1117 <fac+0x17>
je     111a <fac+0x1a>
cmp    $0x8,%edi
jae    1120 <fac+0x20>
xor    %ecx,%ecx
mov    $0x1,%eax
jmp    135c <fac+0x25c>
xor    %eax,%eax
ret
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    1154 <fac+0x54>
movdqa 0xebd(%rip),%xmm8
movdqa 0xec5(%rip),%xmm1
movdqa %xmm1,%xmm2
jmp    12af <fac+0x1af>
and    $0xfffffffc,%edx
movdqa 0xea0(%rip),%xmm8
movdqa 0xea8(%rip),%xmm1
movdqa 0xeaf(%rip),%xmm9
movdqa 0xeb6(%rip),%xmm10
movdqa 0xebd(%rip),%xmm11
movdqa 0xec4(%rip),%xmm12
movdqa 0xecb(%rip),%xmm13
movdqa 0xed2(%rip),%xmm14
movdqa 0xed9(%rip),%xmm15
movdqa 0xee1(%rip),%xmm3
movdqa %xmm1,%xmm2
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
movdqa %xmm8,%xmm7
psubd  0xee3(%rip),%xmm7
movdqa %xmm8,%xmm0
paddd  %xmm9,%xmm0
pshufd $0xf5,%xmm7,%xmm4
pshufd $0xf5,%xmm1,%xmm5
pmuludq %xmm4,%xmm5
pmuludq %xmm1,%xmm7
pshufd $0xf5,%xmm2,%xmm1
pshufd $0xf5,%xmm0,%xmm4
pmuludq %xmm1,%xmm4
pmuludq %xmm2,%xmm0
movdqa %xmm8,%xmm1
paddd  %xmm10,%xmm1
movdqa %xmm8,%xmm2
paddd  %xmm11,%xmm2
pmuludq %xmm1,%xmm7
pshufd $0xf5,%xmm1,%xmm1
pmuludq %xmm5,%xmm1
pmuludq %xmm2,%xmm0
pshufd $0xf5,%xmm2,%xmm2
pmuludq %xmm4,%xmm2
movdqa %xmm8,%xmm4
paddd  %xmm12,%xmm4
pshufd $0xf5,%xmm4,%xmm5
pmuludq %xmm1,%xmm5
movdqa %xmm8,%xmm6
paddd  %xmm13,%xmm6
pmuludq %xmm7,%xmm4
pshufd $0xf5,%xmm6,%xmm7
pmuludq %xmm2,%xmm7
pmuludq %xmm0,%xmm6
movdqa %xmm8,%xmm0
paddd  %xmm14,%xmm0
pmuludq %xmm0,%xmm4
pshufd $0xf5,%xmm0,%xmm0
pmuludq %xmm5,%xmm0
pshufd $0xe8,%xmm4,%xmm1
pshufd $0xe8,%xmm0,%xmm0
punpckldq %xmm0,%xmm1
movdqa %xmm8,%xmm0
paddd  %xmm15,%xmm0
pmuludq %xmm0,%xmm6
pshufd $0xf5,%xmm0,%xmm0
pmuludq %xmm7,%xmm0
pshufd $0xe8,%xmm6,%xmm2
pshufd $0xe8,%xmm0,%xmm0
punpckldq %xmm0,%xmm2
paddd  %xmm3,%xmm8
add    $0xfffffffc,%edx
jne    11c0 <fac+0xc0>
test   %eax,%eax
je     132c <fac+0x22c>
pcmpeqd %xmm3,%xmm3
movdqa 0xd61(%rip),%xmm4
movdqa 0xdd9(%rip),%xmm5
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
movdqa %xmm8,%xmm0
psubd  %xmm3,%xmm0
movdqa %xmm8,%xmm6
paddd  %xmm4,%xmm6
pshufd $0xf5,%xmm1,%xmm7
pmuludq %xmm0,%xmm1
pshufd $0xe8,%xmm1,%xmm1
pshufd $0xf5,%xmm0,%xmm0
pmuludq %xmm7,%xmm0
pshufd $0xe8,%xmm0,%xmm0
punpckldq %xmm0,%xmm1
pshufd $0xf5,%xmm2,%xmm0
pmuludq %xmm6,%xmm2
pshufd $0xe8,%xmm2,%xmm2
pshufd $0xf5,%xmm6,%xmm6
pmuludq %xmm0,%xmm6
pshufd $0xe8,%xmm6,%xmm0
punpckldq %xmm0,%xmm2
paddd  %xmm5,%xmm8
add    $0xffffffff,%eax
jne    12d0 <fac+0x1d0>
pshufd $0xf5,%xmm1,%xmm0
pshufd $0xf5,%xmm2,%xmm3
pmuludq %xmm0,%xmm3
pmuludq %xmm1,%xmm2
pshufd $0xee,%xmm2,%xmm0
pmuludq %xmm2,%xmm0
pshufd $0xaa,%xmm3,%xmm1
pmuludq %xmm3,%xmm1
pmuludq %xmm0,%xmm1
movd   %xmm1,%eax
cmp    %edi,%ecx
je     1381 <fac+0x281>
neg    %edi
add    $0x1,%ecx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
imul   %ecx,%eax
lea    (%rdi,%rcx,1),%edx
add    $0x1,%edx
add    $0x1,%ecx
cmp    $0x1,%edx
jne    1370 <fac+0x270>
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @fac(i32 %0) {
%2 = alloca i32
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
store i32 %0, i32* %3
%6 = load i32, i32* %3
%7 = icmp slt i32 %6, 0
br i1 %7, label %8, label %9
8: ; preds = %1
store i32 0, i32* %2
br label %22
9: ; preds = %1
store i32 0, i32* %4
store i32 1, i32* %5
br label %10
10: ; preds = %14, %9
%11 = load i32, i32* %4
%12 = load i32, i32* %3
%13 = icmp slt i32 %11, %12
br i1 %13, label %14, label %20
14: ; preds = %10
%15 = load i32, i32* %4
%16 = add nsw i32 %15, 1
store i32 %16, i32* %4
%17 = load i32, i32* %5
%18 = load i32, i32* %4
%19 = mul nsw i32 %17, %18
store i32 %19, i32* %5
br label %10
20: ; preds = %10
%21 = load i32, i32* %5
store i32 %21, i32* %2
br label %22
22: ; preds = %20, %8
%23 = load i32, i32* %2
ret i32 %23
}

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