unsigned long long fib_internal(unsigned int n, unsigned long long x,
                                unsigned long long y) {
  if (n <= 1) {
    return y;
  } else {
    return fib_internal(n - 1, y, x + y);
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<fib_internal>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x20,%rsp
mov    %edi,-0xc(%rbp)
mov    %rsi,-0x18(%rbp)
mov    %rdx,-0x20(%rbp)
cmpl   $0x1,-0xc(%rbp)
ja     113a <fib_internal+0x2a>
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x8(%rbp)
jmp    1155 <fib_internal+0x45>
mov    -0xc(%rbp),%edi
sub    $0x1,%edi
mov    -0x20(%rbp),%rsi
mov    -0x18(%rbp),%rdx
add    -0x20(%rbp),%rdx
call   1030 <fib_internal@plt>
mov    %rax,-0x8(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<fib_internal>:
mov    %rdx,%rax
cmp    $0x2,%edi
jb     1160 <fib_internal+0x60>
lea    -0x1(%rdi),%r9d
lea    -0x2(%rdi),%r8d
and    $0x7,%r9d
je     1136 <fib_internal+0x36>
xor    %ecx,%ecx
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %rsi,%rdx
mov    %rax,%rsi
mov    %rdx,%rax
add    %rsi,%rax
add    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%r9d
jne    1120 <fib_internal+0x20>
sub    %ecx,%edi
cmp    $0x7,%r8d
jb     1160 <fib_internal+0x60>
nopl   0x0(%rax)
add    %rax,%rsi
add    %rsi,%rax
add    %rax,%rsi
add    %rsi,%rax
add    %rax,%rsi
add    %rsi,%rax
add    %rax,%rsi
add    $0xfffffff8,%edi
add    %rsi,%rax
cmp    $0x1,%edi
ja     1140 <fib_internal+0x40>
ret

LLVM IR (-O0):
define i64 @fib_internal(i32 %0, i64 %1, i64 %2) {
%4 = alloca i64
%5 = alloca i32
%6 = alloca i64
%7 = alloca i64
store i32 %0, i32* %5
store i64 %1, i64* %6
store i64 %2, i64* %7
%8 = load i32, i32* %5
%9 = icmp ule i32 %8, 1
br i1 %9, label %10, label %12
10: ; preds = %3
%11 = load i64, i64* %7
store i64 %11, i64* %4
br label %20
12: ; preds = %3
%13 = load i32, i32* %5
%14 = sub i32 %13, 1
%15 = load i64, i64* %7
%16 = load i64, i64* %6
%17 = load i64, i64* %7
%18 = add i64 %16, %17
%19 = call i64 @fib_internal(i32 %14, i64 %15, i64 %18)
store i64 %19, i64* %4
br label %20
20: ; preds = %12, %10
%21 = load i64, i64* %4
ret i64 %21
}

LLVM IR (-O2):
define i64 @fib_internal(i32 %0, i64 %1, i64 %2) {
%4 = icmp ult i32 %0, 2
br i1 %4, label %39, label %5
5: ; preds = %3
%6 = add i32 %0, 7
%7 = add i32 %0, -2
%8 = and i32 %6, 7
%9 = icmp eq i32 %8, 0
br i1 %9, label %19, label %10
10: ; preds = %5, %10
%11 = phi i64 [ %16, %10 ], [ %2, %5 ]
%12 = phi i64 [ %11, %10 ], [ %1, %5 ]
%13 = phi i32 [ %15, %10 ], [ %0, %5 ]
%14 = phi i32 [ %17, %10 ], [ 0, %5 ]
%15 = add i32 %13, -1
%16 = add i64 %11, %12
%17 = add i32 %14, 1
%18 = icmp eq i32 %17, %8
br i1 %18, label %19, label %10
19: ; preds = %10, %5
%20 = phi i64 [ undef, %5 ], [ %16, %10 ]
%21 = phi i64 [ %2, %5 ], [ %16, %10 ]
%22 = phi i64 [ %1, %5 ], [ %11, %10 ]
%23 = phi i32 [ %0, %5 ], [ %15, %10 ]
%24 = icmp ult i32 %7, 7
br i1 %24, label %39, label %25
25: ; preds = %19, %25
%26 = phi i64 [ %37, %25 ], [ %21, %19 ]
%27 = phi i64 [ %35, %25 ], [ %22, %19 ]
%28 = phi i32 [ %36, %25 ], [ %23, %19 ]
%29 = add i64 %26, %27
%30 = add i64 %29, %26
%31 = add i64 %30, %29
%32 = add i64 %31, %30
%33 = add i64 %32, %31
%34 = add i64 %33, %32
%35 = add i64 %34, %33
%36 = add i32 %28, -8
%37 = add i64 %35, %34
%38 = icmp ult i32 %36, 2
br i1 %38, label %39, label %25
39: ; preds = %19, %25, %3
%40 = phi i64 [ %2, %3 ], [ %20, %19 ], [ %37, %25 ]
ret i64 %40
}