unsigned fac_tailrec(unsigned acc, unsigned n) {
  if (n < 2)
    return acc;
  return fac_tailrec(n * acc, n - 1);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<fac_tailrec>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x10,%rsp
mov    %edi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
cmpl   $0x2,-0xc(%rbp)
jae    1133 <fac_tailrec+0x23>
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    1148 <fac_tailrec+0x38>
mov    -0xc(%rbp),%edi
imul   -0x8(%rbp),%edi
mov    -0xc(%rbp),%esi
sub    $0x1,%esi
call   1030 <fac_tailrec@plt>
mov    %eax,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x10,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<fac_tailrec>:
mov    %edi,%eax
cmp    $0x2,%esi
jb     135b <fac_tailrec+0x25b>
lea    -0x1(%rsi),%ecx
cmp    $0x8,%ecx
jb     1350 <fac_tailrec+0x250>
mov    %ecx,%r8d
and    $0xfffffff8,%r8d
movd   %esi,%xmm0
pshufd $0x0,%xmm0,%xmm6
paddd  0xed1(%rip),%xmm6
movd   %eax,%xmm0
movaps 0xed6(%rip),%xmm1
movss  %xmm0,%xmm1
lea    -0x8(%r8),%edx
mov    %edx,%edi
shr    $0x3,%edi
add    $0x1,%edi
mov    %edi,%eax
and    $0x3,%eax
cmp    $0x18,%edx
jae    1161 <fac_tailrec+0x61>
movdqa 0xec4(%rip),%xmm2
jmp    1291 <fac_tailrec+0x191>
and    $0xfffffffc,%edi
movdqa 0xeb4(%rip),%xmm2
movdqa 0xecb(%rip),%xmm9
movdqa 0xed2(%rip),%xmm10
movdqa 0xed9(%rip),%xmm11
movdqa 0xee0(%rip),%xmm12
movdqa 0xee7(%rip),%xmm13
movdqa 0xeee(%rip),%xmm14
movdqa 0xef5(%rip),%xmm15
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movdqa %xmm6,%xmm0
paddd  0xe74(%rip),%xmm0
pshufd $0xf5,%xmm1,%xmm7
pshufd $0xf5,%xmm6,%xmm3
pmuludq %xmm7,%xmm3
pmuludq %xmm6,%xmm1
pshufd $0xf5,%xmm2,%xmm7
pshufd $0xf5,%xmm0,%xmm4
pmuludq %xmm7,%xmm4
pmuludq %xmm2,%xmm0
movdqa %xmm6,%xmm2
paddd  %xmm9,%xmm2
movdqa %xmm6,%xmm7
paddd  %xmm10,%xmm7
pmuludq %xmm2,%xmm1
pshufd $0xf5,%xmm2,%xmm2
pmuludq %xmm3,%xmm2
pmuludq %xmm7,%xmm0
pshufd $0xf5,%xmm7,%xmm3
pmuludq %xmm4,%xmm3
movdqa %xmm6,%xmm4
paddd  %xmm11,%xmm4
movdqa %xmm6,%xmm7
paddd  %xmm12,%xmm7
pshufd $0xf5,%xmm4,%xmm5
pmuludq %xmm2,%xmm5
pmuludq %xmm1,%xmm4
pshufd $0xf5,%xmm7,%xmm8
pmuludq %xmm3,%xmm8
pmuludq %xmm0,%xmm7
movdqa %xmm6,%xmm0
paddd  %xmm13,%xmm0
movdqa %xmm6,%xmm3
paddd  %xmm14,%xmm3
pmuludq %xmm0,%xmm4
pshufd $0xe8,%xmm4,%xmm1
pshufd $0xf5,%xmm0,%xmm0
pmuludq %xmm5,%xmm0
pshufd $0xe8,%xmm0,%xmm0
punpckldq %xmm0,%xmm1
pmuludq %xmm3,%xmm7
pshufd $0xe8,%xmm7,%xmm2
pshufd $0xf5,%xmm3,%xmm0
pmuludq %xmm8,%xmm0
pshufd $0xe8,%xmm0,%xmm0
punpckldq %xmm0,%xmm2
paddd  %xmm15,%xmm6
add    $0xfffffffc,%edi
jne    11b0 <fac_tailrec+0xb0>
movdqa %xmm1,%xmm5
movdqa %xmm2,%xmm0
test   %eax,%eax
je     130d <fac_tailrec+0x20d>
movdqa 0xd8b(%rip),%xmm3
movdqa 0xd93(%rip),%xmm4
nopl   (%rax)
movdqa %xmm6,%xmm0
paddd  %xmm3,%xmm0
movdqa %xmm6,%xmm5
pmuludq %xmm1,%xmm5
pshufd $0xe8,%xmm5,%xmm5
pshufd $0xf5,%xmm1,%xmm1
pshufd $0xf5,%xmm6,%xmm7
pmuludq %xmm1,%xmm7
pshufd $0xe8,%xmm7,%xmm1
punpckldq %xmm1,%xmm5
pshufd $0xf5,%xmm0,%xmm1
pmuludq %xmm2,%xmm0
pshufd $0xe8,%xmm0,%xmm0
pshufd $0xf5,%xmm2,%xmm2
pmuludq %xmm1,%xmm2
pshufd $0xe8,%xmm2,%xmm1
punpckldq %xmm1,%xmm0
paddd  %xmm4,%xmm6
movdqa %xmm5,%xmm1
movdqa %xmm0,%xmm2
add    $0xffffffff,%eax
jne    12b0 <fac_tailrec+0x1b0>
pshufd $0xf5,%xmm5,%xmm1
pshufd $0xf5,%xmm0,%xmm2
pmuludq %xmm1,%xmm2
pmuludq %xmm5,%xmm0
pshufd $0xee,%xmm0,%xmm1
pmuludq %xmm0,%xmm1
pshufd $0xaa,%xmm2,%xmm0
pmuludq %xmm2,%xmm0
pmuludq %xmm1,%xmm0
movd   %xmm0,%eax
cmp    %r8d,%ecx
je     135b <fac_tailrec+0x25b>
sub    %r8d,%esi
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
imul   %esi,%eax
add    $0xffffffff,%esi
cmp    $0x1,%esi
ja     1350 <fac_tailrec+0x250>
ret

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

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