#define NULL ((void *)0)
typedef unsigned long size_t; // Customize by platform.
typedef long intptr_t;
typedef unsigned long uintptr_t;
typedef long scalar_t__; // Either arithmetic or pointer type.
/* By default, we understand bool (as a convenience). */
typedef int bool;
#define false 0
#define true 1

/* Forward declarations */

/* Type definitions */
typedef scalar_t__ uint64_t;

/* Variables and functions */
uint64_t factorial(uint64_t n) {
  uint64_t res = 1;
  if (n == 0)
    return res;
  while (n > 0)
    res *= n--;
  return res;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<factorial>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
movq   $0x1,-0x18(%rbp)
cmpq   $0x0,-0x10(%rbp)
jne    1128 <factorial+0x28>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x8(%rbp)
jmp    115d <factorial+0x5d>
jmp    112d <factorial+0x2d>
cmpq   $0x0,-0x10(%rbp)
jle    1155 <factorial+0x55>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,%rcx
add    $0xffffffffffffffff,%rcx
mov    %rcx,-0x10(%rbp)
imul   -0x18(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x18(%rbp)
jmp    112d <factorial+0x2d>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x8(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<factorial>:
test   %rdi,%rdi
jle    1129 <factorial+0x29>
lea    -0x1(%rdi),%rax
mov    %edi,%r9d
and    $0x7,%r9d
cmp    $0x7,%rax
jae    112f <factorial+0x2f>
mov    $0x1,%eax
test   %r9,%r9
jne    11b0 <factorial+0xb0>
jmp    11be <factorial+0xbe>
mov    $0x1,%eax
ret
mov    %rdi,%r8
and    $0xfffffffffffffff8,%r8
neg    %r8
mov    $0x1,%eax
xor    %esi,%esi
lea    (%rdi,%rsi,1),%rdx
imul   %rax,%rdx
lea    (%rdi,%rsi,1),%rax
add    $0xffffffffffffffff,%rax
lea    (%rdi,%rsi,1),%rcx
add    $0xfffffffffffffffe,%rcx
imul   %rax,%rcx
imul   %rdx,%rcx
lea    (%rdi,%rsi,1),%rdx
add    $0xfffffffffffffffd,%rdx
lea    (%rdi,%rsi,1),%rax
add    $0xfffffffffffffffc,%rax
imul   %rdx,%rax
lea    (%rdi,%rsi,1),%rdx
add    $0xfffffffffffffffb,%rdx
imul   %rax,%rdx
imul   %rcx,%rdx
lea    (%rdi,%rsi,1),%rcx
add    $0xfffffffffffffffa,%rcx
lea    (%rdi,%rsi,1),%rax
add    $0xfffffffffffffff9,%rax
imul   %rcx,%rax
imul   %rdx,%rax
add    $0xfffffffffffffff8,%rsi
cmp    %rsi,%r8
jne    1140 <factorial+0x40>
add    %rsi,%rdi
test   %r9,%r9
je     11be <factorial+0xbe>
nopl   (%rax)
imul   %rdi,%rax
add    $0xffffffffffffffff,%rdi
add    $0xffffffffffffffff,%r9
jne    11b0 <factorial+0xb0>
ret

LLVM IR (-O0):
define i64 @factorial(i64 %0) {
%2 = alloca i64
%3 = alloca i64
%4 = alloca i64
store i64 %0, i64* %3
store i64 1, i64* %4
%5 = load i64, i64* %3
%6 = icmp eq i64 %5, 0
br i1 %6, label %7, label %9
7: ; preds = %1
%8 = load i64, i64* %4
store i64 %8, i64* %2
br label %20
9: ; preds = %1
br label %10
10: ; preds = %13, %9
%11 = load i64, i64* %3
%12 = icmp sgt i64 %11, 0
br i1 %12, label %13, label %18
13: ; preds = %10
%14 = load i64, i64* %3
%15 = add nsw i64 %14, -1
store i64 %15, i64* %3
%16 = load i64, i64* %4
%17 = mul nsw i64 %16, %14
store i64 %17, i64* %4
br label %10
18: ; preds = %10
%19 = load i64, i64* %4
store i64 %19, i64* %2
br label %20
20: ; preds = %18, %7
%21 = load i64, i64* %2
ret i64 %21
}

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