unsigned int fibonacci2(unsigned int n) {
  if (n == 0) {
    return 0;
  } else if (n == 1) {
    return 1;
  } else {
    int a[4] = {1, 1, 1, 0};
    int ret[4] = {1, 1, 1, 0};
    while (n-- > 1) {
      ret[0] = ret[0] * a[0] + ret[1] * a[2];
      ret[1] = ret[0] * a[1] + ret[1] * a[3];
      ret[2] = ret[2] * a[0] + ret[3] * a[2];
      ret[3] = ret[2] * a[1] + ret[3] * a[3];
    }
    return ret[2];
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<fibonacci2>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x8(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x8(%rbp)
jne    111d <fibonacci2+0x1d>
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
jmp    11ca <fibonacci2+0xca>
cmpl   $0x1,-0x8(%rbp)
jne    1133 <fibonacci2+0x33>
movl   $0x1,-0x4(%rbp)
jmp    11ca <fibonacci2+0xca>
mov    0xec6(%rip),%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
mov    0xec3(%rip),%rax
mov    %rax,-0x18(%rbp)
mov    0xeb0(%rip),%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    0xead(%rip),%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    %eax,%ecx
add    $0xffffffff,%ecx
mov    %ecx,-0x8(%rbp)
cmp    $0x1,%eax
jbe    11c4 <fibonacci2+0xc4>
mov    -0x30(%rbp),%eax
imul   -0x20(%rbp),%eax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
imul   -0x18(%rbp),%ecx
add    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%eax
imul   -0x1c(%rbp),%eax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
imul   -0x14(%rbp),%ecx
add    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
imul   -0x20(%rbp),%eax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
imul   -0x18(%rbp),%ecx
add    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
imul   -0x1c(%rbp),%eax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
imul   -0x14(%rbp),%ecx
add    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    115f <fibonacci2+0x5f>
mov    -0x28(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<fibonacci2>:
test   %edi,%edi
je     110f <fibonacci2+0xf>
cmp    $0x1,%edi
jne    1112 <fibonacci2+0x12>
mov    $0x1,%eax
ret
mov    %edi,%eax
ret
xor    %ecx,%ecx
mov    $0x1,%eax
nopl   0x0(%rax)
add    %ecx,%eax
add    $0xffffffff,%edi
mov    %eax,%ecx
cmp    $0x1,%edi
ja     1120 <fibonacci2+0x20>
ret

LLVM IR (-O0):
@__const.fibonacci2.a = [4 x i32] [i32 1, i32 1, i32 1, i32 0]
@__const.fibonacci2.ret = [4 x i32] [i32 1, i32 1, i32 1, i32 0]
define i32 @fibonacci2(i32 %0) {
%2 = alloca i32
%3 = alloca i32
%4 = alloca [4 x i32]
%5 = alloca [4 x i32]
store i32 %0, i32* %3
%6 = load i32, i32* %3
%7 = icmp eq i32 %6, 0
br i1 %7, label %8, label %9
8: ; preds = %1
store i32 0, i32* %2
br label %72
9: ; preds = %1
%10 = load i32, i32* %3
%11 = icmp eq i32 %10, 1
br i1 %11, label %12, label %13
12: ; preds = %9
store i32 1, i32* %2
br label %72
13: ; preds = %9
%14 = bitcast [4 x i32]* %4 to i8*
%15 = bitcast [4 x i32]* %5 to i8*
br label %16
16: ; preds = %20, %13
%17 = load i32, i32* %3
%18 = add i32 %17, -1
store i32 %18, i32* %3
%19 = icmp ugt i32 %17, 1
br i1 %19, label %20, label %69
20: ; preds = %16
%21 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %5, i64 0, i64 0
%22 = load i32, i32* %21
%23 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %4, i64 0, i64 0
%24 = load i32, i32* %23
%25 = mul nsw i32 %22, %24
%26 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %5, i64 0, i64 1
%27 = load i32, i32* %26
%28 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %4, i64 0, i64 2
%29 = load i32, i32* %28
%30 = mul nsw i32 %27, %29
%31 = add nsw i32 %25, %30
%32 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %5, i64 0, i64 0
store i32 %31, i32* %32
%33 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %5, i64 0, i64 0
%34 = load i32, i32* %33
%35 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %4, i64 0, i64 1
%36 = load i32, i32* %35
%37 = mul nsw i32 %34, %36
%38 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %5, i64 0, i64 1
%39 = load i32, i32* %38
%40 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %4, i64 0, i64 3
%41 = load i32, i32* %40
%42 = mul nsw i32 %39, %41
%43 = add nsw i32 %37, %42
%44 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %5, i64 0, i64 1
store i32 %43, i32* %44
%45 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %5, i64 0, i64 2
%46 = load i32, i32* %45
%47 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %4, i64 0, i64 0
%48 = load i32, i32* %47
%49 = mul nsw i32 %46, %48
%50 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %5, i64 0, i64 3
%51 = load i32, i32* %50
%52 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %4, i64 0, i64 2
%53 = load i32, i32* %52
%54 = mul nsw i32 %51, %53
%55 = add nsw i32 %49, %54
%56 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %5, i64 0, i64 2
store i32 %55, i32* %56
%57 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %5, i64 0, i64 2
%58 = load i32, i32* %57
%59 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %4, i64 0, i64 1
%60 = load i32, i32* %59
%61 = mul nsw i32 %58, %60
%62 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %5, i64 0, i64 3
%63 = load i32, i32* %62
%64 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %4, i64 0, i64 3
%65 = load i32, i32* %64
%66 = mul nsw i32 %63, %65
%67 = add nsw i32 %61, %66
%68 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %5, i64 0, i64 3
store i32 %67, i32* %68
br label %16
69: ; preds = %16
%70 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %5, i64 0, i64 2
%71 = load i32, i32* %70
store i32 %71, i32* %2
br label %72
72: ; preds = %69, %12, %8
%73 = load i32, i32* %2
ret i32 %73
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @fibonacci2(i32 %0) {
switch i32 %0, label %3 [
i32 0, label %10
i32 1, label %2
]
2: ; preds = %1
br label %10
3: ; preds = %1, %3
%4 = phi i32 [ %8, %3 ], [ 1, %1 ]
%5 = phi i32 [ %8, %3 ], [ 0, %1 ]
%6 = phi i32 [ %7, %3 ], [ %0, %1 ]
%7 = add i32 %6, -1
%8 = add nsw i32 %4, %5
%9 = icmp ugt i32 %7, 1
br i1 %9, label %3, label %10
10: ; preds = %3, %1, %2
%11 = phi i32 [ 1, %2 ], [ %0, %1 ], [ %8, %3 ]
ret i32 %11
}