unsigned long fast_fib(unsigned int n) {
  int a = 0;
  int b = 1;
  int t;
  for (unsigned int i = 0; i < n; ++i) {
    t = b;
    b = a + b;
    a = t;
  }
  return a;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<fast_fib>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
movl   $0x0,-0x8(%rbp)
movl   $0x1,-0xc(%rbp)
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jae    114b <fast_fib+0x4b>
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
add    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    111c <fast_fib+0x1c>
movslq -0x8(%rbp),%rax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<fast_fib>:
test   %edi,%edi
je     111a <fast_fib+0x1a>
lea    -0x1(%rdi),%ecx
mov    %edi,%eax
and    $0x7,%eax
cmp    $0x7,%ecx
jae    1120 <fast_fib+0x20>
mov    $0x1,%ecx
xor    %edx,%edx
jmp    1145 <fast_fib+0x45>
xor    %esi,%esi
movslq %esi,%rax
ret
and    $0xfffffff8,%edi
mov    $0x1,%ecx
xor    %edx,%edx
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
add    %ecx,%edx
add    %edx,%ecx
add    %ecx,%edx
add    %edx,%ecx
add    %ecx,%edx
add    %edx,%ecx
add    %ecx,%edx
add    %edx,%ecx
add    $0xfffffff8,%edi
jne    1130 <fast_fib+0x30>
mov    %edx,%esi
test   %eax,%eax
je     115d <fast_fib+0x5d>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %ecx,%esi
mov    %edx,%ecx
add    %esi,%ecx
mov    %esi,%edx
add    $0xffffffff,%eax
jne    1150 <fast_fib+0x50>
movslq %esi,%rax
ret

LLVM IR (-O0):
define i64 @fast_fib(i32 %0) {
%2 = alloca i32
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
store i32 %0, i32* %2
store i32 0, i32* %3
store i32 1, i32* %4
store i32 0, i32* %6
br label %7
7: ; preds = %17, %1
%8 = load i32, i32* %6
%9 = load i32, i32* %2
%10 = icmp ult i32 %8, %9
br i1 %10, label %11, label %20
11: ; preds = %7
%12 = load i32, i32* %4
store i32 %12, i32* %5
%13 = load i32, i32* %3
%14 = load i32, i32* %4
%15 = add nsw i32 %13, %14
store i32 %15, i32* %4
%16 = load i32, i32* %5
store i32 %16, i32* %3
br label %17
17: ; preds = %11
%18 = load i32, i32* %6
%19 = add i32 %18, 1
store i32 %19, i32* %6
br label %7
20: ; preds = %7
%21 = load i32, i32* %3
%22 = sext i32 %21 to i64
ret i64 %22
}

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