int ways(int steps) {
  int counts;
  int count1 = 0;
  int count2 = 0;
  int count3 = 0;
  static int data[1000];
  if (steps == 0)
    counts = 1;
  else if (steps == 1)
    counts = 1;
  else if (steps == 2) {
    count1 = ways(steps - 1);
    count2 = 1;
    counts = count1 + count2;
  } else {
    if (data[steps - 1])
      count1 = data[steps - 1];
    else
      count1 = ways(steps - 1);
    if (data[steps - 2])
      count2 = data[steps - 2];
    else
      count2 = ways(steps - 2);
    if (data[steps - 3])
      count3 = data[steps - 3];
    else
      count3 = ways(steps - 3);
    counts = count1 + count2 + count3;
  }
  data[steps] = counts;
  return counts;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<ways>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x20,%rsp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
movl   $0x0,-0xc(%rbp)
movl   $0x0,-0x10(%rbp)
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x4(%rbp)
jne    1146 <ways+0x36>
movl   $0x1,-0x8(%rbp)
jmp    1268 <ways+0x158>
cmpl   $0x1,-0x4(%rbp)
jne    115c <ways+0x4c>
movl   $0x1,-0x8(%rbp)
jmp    1263 <ways+0x153>
cmpl   $0x2,-0x4(%rbp)
jne    1189 <ways+0x79>
mov    -0x4(%rbp),%edi
sub    $0x1,%edi
call   1030 <ways@plt>
mov    %eax,-0xc(%rbp)
movl   $0x1,-0x10(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
jmp    125e <ways+0x14e>
mov    -0x4(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
movslq %eax,%rcx
lea    0x2ea7(%rip),%rax
cmpl   $0x0,(%rax,%rcx,4)
je     11be <ways+0xae>
mov    -0x4(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
movslq %eax,%rcx
lea    0x2e8d(%rip),%rax
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
jmp    11cc <ways+0xbc>
mov    -0x4(%rbp),%edi
sub    $0x1,%edi
call   1030 <ways@plt>
mov    %eax,-0xc(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
sub    $0x2,%eax
movslq %eax,%rcx
lea    0x2e64(%rip),%rax
cmpl   $0x0,(%rax,%rcx,4)
je     1201 <ways+0xf1>
mov    -0x4(%rbp),%eax
sub    $0x2,%eax
movslq %eax,%rcx
lea    0x2e4a(%rip),%rax
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    120f <ways+0xff>
mov    -0x4(%rbp),%edi
sub    $0x2,%edi
call   1030 <ways@plt>
mov    %eax,-0x10(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
sub    $0x3,%eax
movslq %eax,%rcx
lea    0x2e21(%rip),%rax
cmpl   $0x0,(%rax,%rcx,4)
je     1244 <ways+0x134>
mov    -0x4(%rbp),%eax
sub    $0x3,%eax
movslq %eax,%rcx
lea    0x2e07(%rip),%rax
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1252 <ways+0x142>
mov    -0x4(%rbp),%edi
sub    $0x3,%edi
call   1030 <ways@plt>
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    -0x10(%rbp),%eax
add    -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
jmp    1263 <ways+0x153>
jmp    1268 <ways+0x158>
mov    -0x8(%rbp),%edx
movslq -0x4(%rbp),%rcx
lea    0x2dca(%rip),%rax
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x8(%rbp),%eax
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<ways>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r12
push   %rbx
mov    $0x1,%ebp
movslq %edi,%r15
cmp    $0x2,%edi
jb     1181 <ways+0x71>
jne    1138 <ways+0x28>
movl   $0x1,0x2f13(%rip)
mov    $0x2,%ebp
jmp    1181 <ways+0x71>
mov    %edi,%ebx
lea    0x2eff(%rip),%r12
mov    -0x4(%r12,%r15,4),%r14d
test   %r14d,%r14d
jne    1156 <ways+0x46>
lea    -0x1(%rbx),%edi
call   1030 <ways@plt>
mov    %eax,%r14d
mov    -0x8(%r12,%r15,4),%ebp
test   %ebp,%ebp
jne    1169 <ways+0x59>
lea    -0x2(%rbx),%edi
call   1030 <ways@plt>
mov    %eax,%ebp
mov    -0xc(%r12,%r15,4),%eax
test   %eax,%eax
jne    117c <ways+0x6c>
add    $0xfffffffd,%ebx
mov    %ebx,%edi
call   1030 <ways@plt>
add    %r14d,%ebp
add    %eax,%ebp
lea    0x2eb8(%rip),%rax
mov    %ebp,(%rax,%r15,4)
mov    %ebp,%eax
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
@ways.data = internal global [1000 x i32] zeroinitializer
define i32 @ways(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* %4
store i32 0, i32* %5
store i32 0, i32* %6
%7 = load i32, i32* %2
%8 = icmp eq i32 %7, 0
br i1 %8, label %9, label %10
9: ; preds = %1
store i32 1, i32* %3
br label %83
10: ; preds = %1
%11 = load i32, i32* %2
%12 = icmp eq i32 %11, 1
br i1 %12, label %13, label %14
13: ; preds = %10
store i32 1, i32* %3
br label %82
14: ; preds = %10
%15 = load i32, i32* %2
%16 = icmp eq i32 %15, 2
br i1 %16, label %17, label %24
17: ; preds = %14
%18 = load i32, i32* %2
%19 = sub nsw i32 %18, 1
%20 = call i32 @ways(i32 %19)
store i32 %20, i32* %4
store i32 1, i32* %5
%21 = load i32, i32* %4
%22 = load i32, i32* %5
%23 = add nsw i32 %21, %22
store i32 %23, i32* %3
br label %81
24: ; preds = %14
%25 = load i32, i32* %2
%26 = sub nsw i32 %25, 1
%27 = sext i32 %26 to i64
%28 = getelementptr inbounds [1000 x i32], [1000 x i32]* @ways.data, i64 0, i64 %27
%29 = load i32, i32* %28
%30 = icmp ne i32 %29, 0
br i1 %30, label %31, label %37
31: ; preds = %24
%32 = load i32, i32* %2
%33 = sub nsw i32 %32, 1
%34 = sext i32 %33 to i64
%35 = getelementptr inbounds [1000 x i32], [1000 x i32]* @ways.data, i64 0, i64 %34
%36 = load i32, i32* %35
store i32 %36, i32* %4
br label %41
37: ; preds = %24
%38 = load i32, i32* %2
%39 = sub nsw i32 %38, 1
%40 = call i32 @ways(i32 %39)
store i32 %40, i32* %4
br label %41
41: ; preds = %37, %31
%42 = load i32, i32* %2
%43 = sub nsw i32 %42, 2
%44 = sext i32 %43 to i64
%45 = getelementptr inbounds [1000 x i32], [1000 x i32]* @ways.data, i64 0, i64 %44
%46 = load i32, i32* %45
%47 = icmp ne i32 %46, 0
br i1 %47, label %48, label %54
48: ; preds = %41
%49 = load i32, i32* %2
%50 = sub nsw i32 %49, 2
%51 = sext i32 %50 to i64
%52 = getelementptr inbounds [1000 x i32], [1000 x i32]* @ways.data, i64 0, i64 %51
%53 = load i32, i32* %52
store i32 %53, i32* %5
br label %58
54: ; preds = %41
%55 = load i32, i32* %2
%56 = sub nsw i32 %55, 2
%57 = call i32 @ways(i32 %56)
store i32 %57, i32* %5
br label %58
58: ; preds = %54, %48
%59 = load i32, i32* %2
%60 = sub nsw i32 %59, 3
%61 = sext i32 %60 to i64
%62 = getelementptr inbounds [1000 x i32], [1000 x i32]* @ways.data, i64 0, i64 %61
%63 = load i32, i32* %62
%64 = icmp ne i32 %63, 0
br i1 %64, label %65, label %71
65: ; preds = %58
%66 = load i32, i32* %2
%67 = sub nsw i32 %66, 3
%68 = sext i32 %67 to i64
%69 = getelementptr inbounds [1000 x i32], [1000 x i32]* @ways.data, i64 0, i64 %68
%70 = load i32, i32* %69
store i32 %70, i32* %6
br label %75
71: ; preds = %58
%72 = load i32, i32* %2
%73 = sub nsw i32 %72, 3
%74 = call i32 @ways(i32 %73)
store i32 %74, i32* %6
br label %75
75: ; preds = %71, %65
%76 = load i32, i32* %4
%77 = load i32, i32* %5
%78 = add nsw i32 %76, %77
%79 = load i32, i32* %6
%80 = add nsw i32 %78, %79
store i32 %80, i32* %3
br label %81
81: ; preds = %75, %17
br label %82
82: ; preds = %81, %13
br label %83
83: ; preds = %82, %9
%84 = load i32, i32* %3
%85 = load i32, i32* %2
%86 = sext i32 %85 to i64
%87 = getelementptr inbounds [1000 x i32], [1000 x i32]* @ways.data, i64 0, i64 %86
store i32 %84, i32* %87
%88 = load i32, i32* %3
ret i32 %88
}

LLVM IR (-O2):
@ways.data = internal unnamed_addr global [1000 x i32] zeroinitializer
define i32 @ways(i32 %0) {
switch i32 %0, label %3 [
i32 0, label %33
i32 1, label %33
i32 2, label %2
]
2: ; preds = %1
store i32 1, i32* getelementptr inbounds ([1000 x i32], [1000 x i32]* @ways.data, i64 0, i64 1)
br label %33
3: ; preds = %1
%4 = add nsw i32 %0, -1
%5 = sext i32 %4 to i64
%6 = getelementptr inbounds [1000 x i32], [1000 x i32]* @ways.data, i64 0, i64 %5
%7 = load i32, i32* %6
%8 = icmp eq i32 %7, 0
br i1 %8, label %9, label %11
9: ; preds = %3
%10 = tail call i32 @ways(i32 %4)
br label %11
11: ; preds = %3, %9
%12 = phi i32 [ %10, %9 ], [ %7, %3 ]
%13 = add nsw i32 %0, -2
%14 = sext i32 %13 to i64
%15 = getelementptr inbounds [1000 x i32], [1000 x i32]* @ways.data, i64 0, i64 %14
%16 = load i32, i32* %15
%17 = icmp eq i32 %16, 0
br i1 %17, label %18, label %20
18: ; preds = %11
%19 = tail call i32 @ways(i32 %13)
br label %20
20: ; preds = %11, %18
%21 = phi i32 [ %19, %18 ], [ %16, %11 ]
%22 = add nsw i32 %0, -3
%23 = sext i32 %22 to i64
%24 = getelementptr inbounds [1000 x i32], [1000 x i32]* @ways.data, i64 0, i64 %23
%25 = load i32, i32* %24
%26 = icmp eq i32 %25, 0
br i1 %26, label %27, label %29
27: ; preds = %20
%28 = tail call i32 @ways(i32 %22)
br label %29
29: ; preds = %20, %27
%30 = phi i32 [ %28, %27 ], [ %25, %20 ]
%31 = add nsw i32 %21, %12
%32 = add nsw i32 %31, %30
br label %33
33: ; preds = %1, %1, %29, %2
%34 = phi i32 [ 2, %2 ], [ %32, %29 ], [ 1, %1 ], [ 1, %1 ]
%35 = sext i32 %0 to i64
%36 = getelementptr inbounds [1000 x i32], [1000 x i32]* @ways.data, i64 0, i64 %35
store i32 %34, i32* %36
ret i32 %34
}