int fact(int f) {
  int fact = f;
  while (f != 1) {
    fact = fact * (f - 1);
    f--;
  }
  return fact;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<fact>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
cmpl   $0x1,-0x4(%rbp)
je     1134 <fact+0x34>
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    -0x4(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
imul   %ecx,%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    110d <fact+0xd>
mov    -0x8(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<fact>:
mov    $0x1,%eax
cmp    $0x1,%edi
je     1378 <fact+0x278>
lea    -0x1(%rdi),%ecx
cmp    $0x8,%ecx
jae    111d <fact+0x1d>
mov    %edi,%eax
jmp    1360 <fact+0x260>
mov    %ecx,%r8d
and    $0xfffffff8,%r8d
movd   %edi,%xmm0
movaps 0xed1(%rip),%xmm1
movss  %xmm0,%xmm1
movd   %edi,%xmm0
pshufd $0x0,%xmm0,%xmm8
paddd  0xeca(%rip),%xmm8
lea    -0x8(%r8),%edx
mov    %edx,%esi
shr    $0x3,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,%eax
and    $0x3,%eax
cmp    $0x18,%edx
jae    1169 <fact+0x69>
movdqa 0xebc(%rip),%xmm2
jmp    12af <fact+0x1af>
and    $0xfffffffc,%esi
movdqa 0xeac(%rip),%xmm2
movdqa 0xeb3(%rip),%xmm9
movdqa 0xeba(%rip),%xmm10
movdqa 0xec1(%rip),%xmm11
movdqa 0xec8(%rip),%xmm12
movdqa 0xecf(%rip),%xmm13
movdqa 0xed6(%rip),%xmm14
movdqa 0xedd(%rip),%xmm15
movdqa 0xee5(%rip),%xmm3
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movdqa %xmm8,%xmm7
paddd  0xef3(%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,%esi
jne    11c0 <fact+0xc0>
test   %eax,%eax
je     132c <fact+0x22c>
pcmpeqd %xmm3,%xmm3
movdqa 0xd71(%rip),%xmm4
movdqa 0xde9(%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,%eax
jne    12d0 <fact+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    %r8d,%ecx
je     1378 <fact+0x278>
sub    %r8d,%edi
add    $0xffffffff,%edi
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
imul   %edi,%eax
add    $0xffffffff,%edi
jne    1370 <fact+0x270>
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @fact(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 ne i32 %6, 1
br i1 %7, label %8, label %15
8: ; preds = %5
%9 = load i32, i32* %3
%10 = load i32, i32* %2
%11 = sub nsw i32 %10, 1
%12 = mul nsw i32 %9, %11
store i32 %12, i32* %3
%13 = load i32, i32* %2
%14 = add nsw i32 %13, -1
store i32 %14, i32* %2
br label %5
15: ; preds = %5
%16 = load i32, i32* %3
ret i32 %16
}

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