int lucas(int n) {
  int a[n];
  a[0] = 2;
  a[1] = 1;
  for (int i = 2; i < n; i++) {
    a[i] = a[i - 1] + a[i - 2];
  }
  return a[n - 1];
}


x86 assembly (clang, -O0):
<lucas>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    %eax,%ecx
mov    %rsp,%rax
mov    %rax,-0x10(%rbp)
lea    0xf(,%rcx,4),%rdx
and    $0xfffffffffffffff0,%rdx
mov    %rsp,%rax
sub    %rdx,%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    %rax,%rsp
mov    %rcx,-0x18(%rbp)
movl   $0x2,(%rax)
movl   $0x1,0x4(%rax)
movl   $0x2,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    1185 <lucas+0x85>
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
sub    $0x2,%ecx
movslq %ecx,%rcx
add    (%rax,%rcx,4),%edx
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1148 <lucas+0x48>
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    -0x4(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
mov    %rcx,%rsp
mov    %rbp,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<lucas>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,%r10d
mov    %rsp,%rdx
lea    0xf(,%r10,4),%rsi
and    $0xfffffffffffffff0,%rsi
mov    %rdx,%rax
sub    %rsi,%rax
mov    %rax,%rsp
neg    %rsi
movabs $0x100000002,%rcx
mov    %rcx,(%rdx,%rsi,1)
cmp    $0x3,%edi
jl     11e4 <lucas+0xe4>
movl   $0x3,0x8(%rax)
je     11e4 <lucas+0xe4>
lea    -0x3(%r10),%r8
add    $0xfffffffffffffffc,%r10
mov    %r8d,%r9d
and    $0x3,%r9d
cmp    $0x3,%r10
jae    1171 <lucas+0x71>
mov    $0x2,%ecx
mov    $0x3,%edx
mov    $0x3,%esi
test   %r9,%r9
jne    11d0 <lucas+0xd0>
jmp    11e4 <lucas+0xe4>
and    $0xfffffffffffffffc,%r8
neg    %r8
mov    $0x3,%edx
mov    $0x3,%esi
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
add    -0x8(%rax,%rsi,4),%edx
mov    %edx,(%rax,%rsi,4)
mov    -0x4(%rax,%rsi,4),%ecx
add    %edx,%ecx
mov    %ecx,0x4(%rax,%rsi,4)
add    %ecx,%edx
mov    %edx,0x8(%rax,%rsi,4)
add    %ecx,%edx
mov    %edx,0xc(%rax,%rsi,4)
lea    (%r8,%rsi,1),%rcx
add    $0x4,%rcx
add    $0x4,%rsi
cmp    $0x3,%rcx
jne    1190 <lucas+0x90>
lea    -0x1(%rsi),%rcx
test   %r9,%r9
je     11e4 <lucas+0xe4>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    -0x4(%rax,%rcx,4),%edx
mov    %edx,(%rax,%rsi,4)
mov    %rsi,%rcx
add    $0x1,%rsi
add    $0xffffffffffffffff,%r9
jne    11d0 <lucas+0xd0>
movslq %edi,%rcx
mov    -0x4(%rax,%rcx,4),%eax
mov    %rbp,%rsp
pop    %rbp
ret

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

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