unsigned long int fibonacci(int n, unsigned long int *bak) {
  if (bak[n] != 0)
    return bak[n];
  if (n == 1 || n == 2)
    return 1;
  else
    bak[n] = fibonacci(n - 1, bak) + fibonacci(n - 2, bak);
  return bak[n];
}


x86 assembly (clang, -O0):
<fibonacci>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x20,%rsp
mov    %edi,-0xc(%rbp)
mov    %rsi,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0xc(%rbp),%rcx
cmpq   $0x0,(%rax,%rcx,8)
je     1147 <fibonacci+0x37>
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0xc(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
mov    %rax,-0x8(%rbp)
jmp    11ad <fibonacci+0x9d>
cmpl   $0x1,-0xc(%rbp)
je     115b <fibonacci+0x4b>
cmpl   $0x2,-0xc(%rbp)
jne    1168 <fibonacci+0x58>
movq   $0x1,-0x8(%rbp)
jmp    11ad <fibonacci+0x9d>
mov    -0xc(%rbp),%edi
sub    $0x1,%edi
mov    -0x18(%rbp),%rsi
call   1030 <fibonacci@plt>
mov    %rax,-0x20(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%edi
sub    $0x2,%edi
mov    -0x18(%rbp),%rsi
call   1030 <fibonacci@plt>
mov    -0x20(%rbp),%rdx
add    %rax,%rdx
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0xc(%rbp),%rcx
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0xc(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
mov    %rax,-0x8(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<fibonacci>:
push   %r15
push   %r14
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
movslq %edi,%r12
mov    (%rsi,%r12,8),%rax
test   %rax,%rax
jne    1152 <fibonacci+0x42>
mov    %edi,%ebx
lea    -0x1(%rbx),%edi
mov    $0x1,%eax
cmp    $0x1,%edi
jbe    1152 <fibonacci+0x42>
mov    %rsi,%r14
call   1030 <fibonacci@plt>
mov    %rax,%r15
add    $0xfffffffe,%ebx
mov    %ebx,%edi
mov    %r14,%rsi
call   1030 <fibonacci@plt>
add    %r15,%rax
mov    %rax,(%r14,%r12,8)
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r14
pop    %r15
ret

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

LLVM IR (-O2):
define i64 @fibonacci(i32 %0, i64* %1) {
%3 = sext i32 %0 to i64
%4 = getelementptr inbounds i64, i64* %1, i64 %3
%5 = load i64, i64* %4
%6 = icmp eq i64 %5, 0
br i1 %6, label %7, label %10
7: ; preds = %2
%8 = add i32 %0, -1
%9 = icmp ult i32 %8, 2
br i1 %9, label %10, label %12
10: ; preds = %2, %7, %12
%11 = phi i64 [ %16, %12 ], [ %5, %2 ], [ 1, %7 ]
ret i64 %11
12: ; preds = %7
%13 = tail call i64 @fibonacci(i32 %8, i64* %1)
%14 = add nsw i32 %0, -2
%15 = tail call i64 @fibonacci(i32 %14, i64* %1)
%16 = add i64 %15, %13
store i64 %16, i64* %4
br label %10
}