int faculty(int x) {
  int result = x;
  while (x > 2) {
    result *= --x;
  }
  return result;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<faculty>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
cmpl   $0x2,-0x4(%rbp)
jle    112c <faculty+0x2c>
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
imul   -0x8(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
jmp    110d <faculty+0xd>
mov    -0x8(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<faculty>:
mov    %edi,%eax
cmp    $0x3,%edi
jl     138e <faculty+0x28e>
xor    %edx,%edx
mov    %eax,%ecx
sub    $0x3,%ecx
cmovb  %edx,%ecx
add    $0x1,%ecx
cmp    $0x8,%ecx
jae    1124 <faculty+0x24>
mov    %eax,%esi
jmp    1373 <faculty+0x273>
mov    %ecx,%r8d
and    $0xfffffff8,%r8d
movd   %eax,%xmm0
movaps 0xeca(%rip),%xmm1
movss  %xmm0,%xmm1
movd   %eax,%xmm0
pshufd $0x0,%xmm0,%xmm8
paddd  0xec3(%rip),%xmm8
lea    -0x8(%r8),%edx
mov    %edx,%edi
shr    $0x3,%edi
add    $0x1,%edi
mov    %edi,%esi
and    $0x3,%esi
cmp    $0x18,%edx
jae    1170 <faculty+0x70>
movdqa 0xeb5(%rip),%xmm2
jmp    12bf <faculty+0x1bf>
and    $0xfffffffc,%edi
movdqa 0xea5(%rip),%xmm2
movdqa 0xeac(%rip),%xmm9
movdqa 0xeb3(%rip),%xmm10
movdqa 0xeba(%rip),%xmm11
movdqa 0xec1(%rip),%xmm12
movdqa 0xec8(%rip),%xmm13
movdqa 0xecf(%rip),%xmm14
movdqa 0xed6(%rip),%xmm15
movdqa 0xede(%rip),%xmm3
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
movdqa %xmm8,%xmm7
paddd  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,%edi
jne    11d0 <faculty+0xd0>
test   %esi,%esi
je     133c <faculty+0x23c>
pcmpeqd %xmm3,%xmm3
movdqa 0xd61(%rip),%xmm4
movdqa 0xdd9(%rip),%xmm5
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
movdqa %xmm8,%xmm0
paddd  %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,%esi
jne    12e0 <faculty+0x1e0>
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,%esi
cmp    %r8d,%ecx
jne    1370 <faculty+0x270>
mov    %esi,%eax
ret
sub    %r8d,%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,%ecx
mov    %esi,%eax
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
lea    -0x2(%rcx),%edx
imul   %edx,%eax
add    $0xffffffff,%ecx
cmp    $0x3,%ecx
ja     1380 <faculty+0x280>
ret

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

LLVM IR (-O2):
define i32 @faculty(i32 %0) {
%2 = icmp sgt i32 %0, 2
br i1 %2, label %3, label %80
3: ; preds = %1
%4 = add i32 %0, 1
%5 = call i32 @llvm.umin.i32(i32 %0, i32 3)
%6 = sub i32 %4, %5
%7 = icmp ult i32 %6, 8
br i1 %7, label %71, label %8
8: ; preds = %3
%9 = and i32 %6, -8
%10 = sub i32 %0, %9
%11 = insertelement <4 x i32> <i32 poison, i32 1, i32 1, i32 1>, i32 %0, i64 0
%12 = insertelement <4 x i32> poison, i32 %0, i64 0
%13 = shufflevector <4 x i32> %12, <4 x i32> poison, <4 x i32> zeroinitializer
%14 = add <4 x i32> %13, <i32 0, i32 -1, i32 -2, i32 -3>
%15 = add i32 %9, -8
%16 = lshr exact i32 %15, 3
%17 = add nuw nsw i32 %16, 1
%18 = and i32 %17, 3
%19 = icmp ult i32 %15, 24
br i1 %19, label %46, label %20
20: ; preds = %8
%21 = and i32 %17, 1073741820
br label %22
22: ; preds = %22, %20
%23 = phi <4 x i32> [ %11, %20 ], [ %41, %22 ]
%24 = phi <4 x i32> [ <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>, %20 ], [ %42, %22 ]
%25 = phi <4 x i32> [ %14, %20 ], [ %43, %22 ]
%26 = phi i32 [ 0, %20 ], [ %44, %22 ]
%27 = add nsw <4 x i32> %25, <i32 -1, i32 -1, i32 -1, i32 -1>
%28 = add <4 x i32> %25, <i32 -5, i32 -5, i32 -5, i32 -5>
%29 = mul <4 x i32> %23, %27
%30 = mul <4 x i32> %24, %28
%31 = add <4 x i32> %25, <i32 -9, i32 -9, i32 -9, i32 -9>
%32 = add <4 x i32> %25, <i32 -13, i32 -13, i32 -13, i32 -13>
%33 = mul <4 x i32> %29, %31
%34 = mul <4 x i32> %30, %32
%35 = add <4 x i32> %25, <i32 -17, i32 -17, i32 -17, i32 -17>
%36 = add <4 x i32> %25, <i32 -21, i32 -21, i32 -21, i32 -21>
%37 = mul <4 x i32> %33, %35
%38 = mul <4 x i32> %34, %36
%39 = add <4 x i32> %25, <i32 -25, i32 -25, i32 -25, i32 -25>
%40 = add <4 x i32> %25, <i32 -29, i32 -29, i32 -29, i32 -29>
%41 = mul <4 x i32> %37, %39
%42 = mul <4 x i32> %38, %40
%43 = add <4 x i32> %25, <i32 -32, i32 -32, i32 -32, i32 -32>
%44 = add i32 %26, 4
%45 = icmp eq i32 %44, %21
br i1 %45, label %46, label %22
46: ; preds = %22, %8
%47 = phi <4 x i32> [ undef, %8 ], [ %41, %22 ]
%48 = phi <4 x i32> [ undef, %8 ], [ %42, %22 ]
%49 = phi <4 x i32> [ %11, %8 ], [ %41, %22 ]
%50 = phi <4 x i32> [ <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>, %8 ], [ %42, %22 ]
%51 = phi <4 x i32> [ %14, %8 ], [ %43, %22 ]
%52 = icmp eq i32 %18, 0
br i1 %52, label %65, label %53
53: ; preds = %46, %53
%54 = phi <4 x i32> [ %60, %53 ], [ %49, %46 ]
%55 = phi <4 x i32> [ %61, %53 ], [ %50, %46 ]
%56 = phi <4 x i32> [ %62, %53 ], [ %51, %46 ]
%57 = phi i32 [ %63, %53 ], [ 0, %46 ]
%58 = add nsw <4 x i32> %56, <i32 -1, i32 -1, i32 -1, i32 -1>
%59 = add <4 x i32> %56, <i32 -5, i32 -5, i32 -5, i32 -5>
%60 = mul <4 x i32> %54, %58
%61 = mul <4 x i32> %55, %59
%62 = add <4 x i32> %56, <i32 -8, i32 -8, i32 -8, i32 -8>
%63 = add i32 %57, 1
%64 = icmp eq i32 %63, %18
br i1 %64, label %65, label %53
65: ; preds = %53, %46
%66 = phi <4 x i32> [ %47, %46 ], [ %60, %53 ]
%67 = phi <4 x i32> [ %48, %46 ], [ %61, %53 ]
%68 = mul <4 x i32> %67, %66
%69 = call i32 @llvm.vector.reduce.mul.v4i32(<4 x i32> %68)
%70 = icmp eq i32 %6, %9
br i1 %70, label %80, label %71
71: ; preds = %3, %65
%72 = phi i32 [ %0, %3 ], [ %69, %65 ]
%73 = phi i32 [ %0, %3 ], [ %10, %65 ]
br label %74
74: ; preds = %71, %74
%75 = phi i32 [ %78, %74 ], [ %72, %71 ]
%76 = phi i32 [ %77, %74 ], [ %73, %71 ]
%77 = add nsw i32 %76, -1
%78 = mul nsw i32 %75, %77
%79 = icmp ugt i32 %76, 3
br i1 %79, label %74, label %80
80: ; preds = %74, %65, %1
%81 = phi i32 [ %0, %1 ], [ %69, %65 ], [ %78, %74 ]
ret i32 %81
}