unsigned long long fibonacci(int n) {
  unsigned long long fibonacci_num[n + 1];
  fibonacci_num[0] = 0;
  fibonacci_num[1] = 1;
  for (int i = 2; i <= n; i++) {
    fibonacci_num[i] = fibonacci_num[i - 1] + fibonacci_num[i - 2];
  }
  return fibonacci_num[n];
}


x86 assembly (clang, -O0):
<fibonacci>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,%ecx
mov    %rsp,%rax
mov    %rax,-0x10(%rbp)
lea    0xf(,%rcx,8),%rdx
and    $0xfffffffffffffff0,%rdx
mov    %rsp,%rax
sub    %rdx,%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    %rax,%rsp
mov    %rcx,-0x18(%rbp)
movq   $0x0,(%rax)
movq   $0x1,0x8(%rax)
movl   $0x2,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jg     118d <fibonacci+0x8d>
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rdx
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
sub    $0x2,%ecx
movslq %ecx,%rcx
add    (%rax,%rcx,8),%rdx
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    114d <fibonacci+0x4d>
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0x4(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
mov    %rcx,%rsp
mov    %rbp,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<fibonacci>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
lea    0x1(%rdi),%edx
mov    %rsp,%rcx
lea    0xf(,%rdx,8),%rsi
and    $0xfffffffffffffff0,%rsi
mov    %rcx,%rax
sub    %rsi,%rax
mov    %rax,%rsp
neg    %rsi
movaps 0xed7(%rip),%xmm0
movaps %xmm0,(%rcx,%rsi,1)
cmp    $0x2,%edi
jl     11f6 <fibonacci+0xf6>
movq   $0x1,0x10(%rax)
cmp    $0x3,%edx
je     11f6 <fibonacci+0xf6>
lea    -0x3(%rdx),%r8
add    $0xfffffffffffffffc,%rdx
mov    %r8d,%r9d
and    $0x3,%r9d
cmp    $0x3,%rdx
jae    1175 <fibonacci+0x75>
mov    $0x2,%ecx
mov    $0x1,%edx
mov    $0x3,%esi
test   %r9,%r9
jne    11e0 <fibonacci+0xe0>
jmp    11f6 <fibonacci+0xf6>
and    $0xfffffffffffffffc,%r8
neg    %r8
mov    $0x1,%edx
mov    $0x3,%esi
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
add    -0x10(%rax,%rsi,8),%rdx
mov    %rdx,(%rax,%rsi,8)
mov    -0x8(%rax,%rsi,8),%rcx
add    %rdx,%rcx
mov    %rcx,0x8(%rax,%rsi,8)
add    %rcx,%rdx
mov    %rdx,0x10(%rax,%rsi,8)
add    %rcx,%rdx
mov    %rdx,0x18(%rax,%rsi,8)
lea    (%r8,%rsi,1),%rcx
add    $0x4,%rcx
add    $0x4,%rsi
cmp    $0x3,%rcx
jne    1190 <fibonacci+0x90>
lea    -0x1(%rsi),%rcx
test   %r9,%r9
je     11f6 <fibonacci+0xf6>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    -0x8(%rax,%rcx,8),%rdx
mov    %rdx,(%rax,%rsi,8)
mov    %rsi,%rcx
add    $0x1,%rsi
add    $0xffffffffffffffff,%r9
jne    11e0 <fibonacci+0xe0>
movslq %edi,%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
mov    %rbp,%rsp
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define i64 @fibonacci(i32 %0) {
%2 = alloca i32
%3 = alloca i8*
%4 = alloca i64
%5 = alloca i32
store i32 %0, i32* %2
%6 = load i32, i32* %2
%7 = add nsw i32 %6, 1
%8 = zext i32 %7 to i64
%9 = call i8* @llvm.stacksave()
store i8* %9, i8** %3
%10 = alloca i64, i64 %8
store i64 %8, i64* %4
%11 = getelementptr inbounds i64, i64* %10, i64 0
store i64 0, i64* %11
%12 = getelementptr inbounds i64, i64* %10, i64 1
store i64 1, i64* %12
store i32 2, i32* %5
br label %13
13: ; preds = %32, %1
%14 = load i32, i32* %5
%15 = load i32, i32* %2
%16 = icmp sle i32 %14, %15
br i1 %16, label %17, label %35
17: ; preds = %13
%18 = load i32, i32* %5
%19 = sub nsw i32 %18, 1
%20 = sext i32 %19 to i64
%21 = getelementptr inbounds i64, i64* %10, i64 %20
%22 = load i64, i64* %21
%23 = load i32, i32* %5
%24 = sub nsw i32 %23, 2
%25 = sext i32 %24 to i64
%26 = getelementptr inbounds i64, i64* %10, i64 %25
%27 = load i64, i64* %26
%28 = add i64 %22, %27
%29 = load i32, i32* %5
%30 = sext i32 %29 to i64
%31 = getelementptr inbounds i64, i64* %10, i64 %30
store i64 %28, i64* %31
br label %32
32: ; preds = %17
%33 = load i32, i32* %5
%34 = add nsw i32 %33, 1
store i32 %34, i32* %5
br label %13
35: ; preds = %13
%36 = load i32, i32* %2
%37 = sext i32 %36 to i64
%38 = getelementptr inbounds i64, i64* %10, i64 %37
%39 = load i64, i64* %38
%40 = load i8*, i8** %3
ret i64 %39
}

LLVM IR (-O2):
define i64 @fibonacci(i32 %0) {
%2 = add i32 %0, 1
%3 = zext i32 %2 to i64
%4 = alloca i64, i64 %3
%5 = bitcast i64* %4 to <2 x i64>*
store <2 x i64> <i64 0, i64 1>, <2 x i64>* %5
%6 = icmp slt i32 %0, 2
br i1 %6, label %35, label %7
7: ; preds = %1
%8 = getelementptr inbounds i64, i64* %4, i64 2
store i64 1, i64* %8
%9 = icmp eq i32 %2, 3
br i1 %9, label %35, label %10
10: ; preds = %7
%11 = add nsw i64 %3, -3
%12 = add nsw i64 %3, -4
%13 = and i64 %11, 3
%14 = icmp ult i64 %12, 3
br i1 %14, label %17, label %15
15: ; preds = %10
%16 = and i64 %11, -4
br label %39
17: ; preds = %39, %10
%18 = phi i64 [ 3, %10 ], [ %65, %39 ]
%19 = phi i64 [ 1, %10 ], [ %63, %39 ]
%20 = phi i64 [ 2, %10 ], [ %60, %39 ]
%21 = icmp eq i64 %13, 0
br i1 %21, label %35, label %22
22: ; preds = %17, %22
%23 = phi i64 [ %32, %22 ], [ %18, %17 ]
%24 = phi i64 [ %30, %22 ], [ %19, %17 ]
%25 = phi i64 [ %23, %22 ], [ %20, %17 ]
%26 = phi i64 [ %33, %22 ], [ 0, %17 ]
%27 = add nsw i64 %25, -1
%28 = getelementptr inbounds i64, i64* %4, i64 %27
%29 = load i64, i64* %28
%30 = add i64 %29, %24
%31 = getelementptr inbounds i64, i64* %4, i64 %23
store i64 %30, i64* %31
%32 = add nuw nsw i64 %23, 1
%33 = add i64 %26, 1
%34 = icmp eq i64 %33, %13
br i1 %34, label %35, label %22
35: ; preds = %17, %22, %7, %1
%36 = sext i32 %0 to i64
%37 = getelementptr inbounds i64, i64* %4, i64 %36
%38 = load i64, i64* %37
ret i64 %38
39: ; preds = %39, %15
%40 = phi i64 [ 3, %15 ], [ %65, %39 ]
%41 = phi i64 [ 1, %15 ], [ %63, %39 ]
%42 = phi i64 [ 2, %15 ], [ %60, %39 ]
%43 = phi i64 [ 0, %15 ], [ %66, %39 ]
%44 = add nsw i64 %42, -1
%45 = getelementptr inbounds i64, i64* %4, i64 %44
%46 = load i64, i64* %45
%47 = add i64 %46, %41
%48 = getelementptr inbounds i64, i64* %4, i64 %40
store i64 %47, i64* %48
%49 = add nuw nsw i64 %40, 1
%50 = add nsw i64 %40, -1
%51 = getelementptr inbounds i64, i64* %4, i64 %50
%52 = load i64, i64* %51
%53 = add i64 %52, %47
%54 = getelementptr inbounds i64, i64* %4, i64 %49
store i64 %53, i64* %54
%55 = add nuw nsw i64 %40, 2
%56 = getelementptr inbounds i64, i64* %4, i64 %40
%57 = load i64, i64* %56
%58 = add i64 %57, %53
%59 = getelementptr inbounds i64, i64* %4, i64 %55
store i64 %58, i64* %59
%60 = add nuw nsw i64 %40, 3
%61 = getelementptr inbounds i64, i64* %4, i64 %49
%62 = load i64, i64* %61
%63 = add i64 %62, %58
%64 = getelementptr inbounds i64, i64* %4, i64 %60
store i64 %63, i64* %64
%65 = add nuw nsw i64 %40, 4
%66 = add i64 %43, 4
%67 = icmp eq i64 %66, %16
br i1 %67, label %17, label %39
}