long sub(int n) {
  int a, b;
  if (n >= 2) {
    if (n % 2 == 0) {
      a = sub(n / 2);
      return (a + 2 * sub(n / 2 - 1)) * a;
    } else {
      a = sub(n / 2 + 1);
      b = sub(n / 2);
      return a * a + b * b;
    }
  } else
    return (long)n;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<sub>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x20,%rsp
mov    %edi,-0xc(%rbp)
cmpl   $0x2,-0xc(%rbp)
jl     11d2 <sub+0xc2>
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
cmp    $0x0,%edx
jne    118a <sub+0x7a>
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%edi
call   1030 <sub@plt>
mov    %eax,-0x10(%rbp)
movslq -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%edi
sub    $0x1,%edi
call   1030 <sub@plt>
mov    %rax,%rcx
mov    -0x20(%rbp),%rax
shl    $0x1,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
imul   %rcx,%rax
mov    %rax,-0x8(%rbp)
jmp    11da <sub+0xca>
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%edi
add    $0x1,%edi
call   1030 <sub@plt>
mov    %eax,-0x10(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%edi
call   1030 <sub@plt>
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
imul   -0x10(%rbp),%eax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
imul   -0x14(%rbp),%ecx
add    %ecx,%eax
cltq
mov    %rax,-0x8(%rbp)
jmp    11da <sub+0xca>
movslq -0xc(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x8(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<sub>:
push   %r14
push   %rbx
push   %rax
mov    %edi,%ebx
cmp    $0x2,%edi
jl     1141 <sub+0x31>
mov    %ebx,%eax
shr    %ebx
test   $0x1,%al
jne    1146 <sub+0x36>
mov    %ebx,%edi
call   1030 <sub@plt>
movslq %eax,%r14
add    $0xffffffff,%ebx
mov    %ebx,%edi
call   1030 <sub@plt>
lea    (%r14,%rax,2),%rax
imul   %r14,%rax
jmp    1162 <sub+0x52>
movslq %ebx,%rax
jmp    1162 <sub+0x52>
lea    0x1(%rbx),%edi
call   1030 <sub@plt>
mov    %rax,%r14
mov    %ebx,%edi
call   1030 <sub@plt>
imul   %r14d,%r14d
imul   %eax,%eax
add    %r14d,%eax
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r14
ret

LLVM IR (-O0):
define i64 @sub(i32 %0) {
%2 = alloca i64
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
store i32 %0, i32* %3
%6 = load i32, i32* %3
%7 = icmp sge i32 %6, 2
br i1 %7, label %8, label %46
8: ; preds = %1
%9 = load i32, i32* %3
%10 = srem i32 %9, 2
%11 = icmp eq i32 %10, 0
br i1 %11, label %12, label %28
12: ; preds = %8
%13 = load i32, i32* %3
%14 = sdiv i32 %13, 2
%15 = call i64 @sub(i32 %14)
%16 = trunc i64 %15 to i32
store i32 %16, i32* %4
%17 = load i32, i32* %4
%18 = sext i32 %17 to i64
%19 = load i32, i32* %3
%20 = sdiv i32 %19, 2
%21 = sub nsw i32 %20, 1
%22 = call i64 @sub(i32 %21)
%23 = mul nsw i64 2, %22
%24 = add nsw i64 %18, %23
%25 = load i32, i32* %4
%26 = sext i32 %25 to i64
%27 = mul nsw i64 %24, %26
store i64 %27, i64* %2
br label %49
28: ; preds = %8
%29 = load i32, i32* %3
%30 = sdiv i32 %29, 2
%31 = add nsw i32 %30, 1
%32 = call i64 @sub(i32 %31)
%33 = trunc i64 %32 to i32
store i32 %33, i32* %4
%34 = load i32, i32* %3
%35 = sdiv i32 %34, 2
%36 = call i64 @sub(i32 %35)
%37 = trunc i64 %36 to i32
store i32 %37, i32* %5
%38 = load i32, i32* %4
%39 = load i32, i32* %4
%40 = mul nsw i32 %38, %39
%41 = load i32, i32* %5
%42 = load i32, i32* %5
%43 = mul nsw i32 %41, %42
%44 = add nsw i32 %40, %43
%45 = sext i32 %44 to i64
store i64 %45, i64* %2
br label %49
46: ; preds = %1
%47 = load i32, i32* %3
%48 = sext i32 %47 to i64
store i64 %48, i64* %2
br label %49
49: ; preds = %46, %28, %12
%50 = load i64, i64* %2
ret i64 %50
}

LLVM IR (-O2):
define i64 @sub(i32 %0) {
%2 = icmp sgt i32 %0, 1
br i1 %2, label %3, label %26
3: ; preds = %1
%4 = and i32 %0, 1
%5 = icmp eq i32 %4, 0
%6 = lshr i32 %0, 1
br i1 %5, label %9, label %18
7: ; preds = %26, %18, %9
%8 = phi i64 [ %17, %9 ], [ %25, %18 ], [ %27, %26 ]
ret i64 %8
9: ; preds = %3
%10 = tail call i64 @sub(i32 %6)
%11 = shl i64 %10, 32
%12 = ashr exact i64 %11, 32
%13 = add nsw i32 %6, -1
%14 = tail call i64 @sub(i32 %13)
%15 = shl nsw i64 %14, 1
%16 = add nsw i64 %12, %15
%17 = mul nsw i64 %16, %12
br label %7
18: ; preds = %3
%19 = add nuw nsw i32 %6, 1
%20 = tail call i64 @sub(i32 %19)
%21 = tail call i64 @sub(i32 %6)
%22 = mul i64 %20, %20
%23 = mul i64 %21, %21
%24 = add i64 %23, %22
%25 = and i64 %24, 4294967295
br label %7
26: ; preds = %1
%27 = sext i32 %0 to i64
br label %7
}