unsigned long long fib(unsigned int n) {
  static unsigned long long values[1000000] = {0};
  if (n <= 1) {
    return 1;
  } else if (n >= 1000000) {
    return fib(n - 1) + fib(n - 2);
  } else {
    unsigned long long v = values[n];
    if (v == 0) {
      v = fib(n - 1) + fib(n - 2);
      values[n] = v;
    }
    return v;
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<fib>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
mov    %edi,-0xc(%rbp)
cmpl   $0x1,-0xc(%rbp)
ja     1132 <fib+0x22>
movq   $0x1,-0x8(%rbp)
jmp    11cf <fib+0xbf>
cmpl   $0xf4240,-0xc(%rbp)
jb     116c <fib+0x5c>
mov    -0xc(%rbp),%edi
sub    $0x1,%edi
call   1030 <fib@plt>
mov    %rax,-0x20(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%edi
sub    $0x2,%edi
call   1030 <fib@plt>
mov    %rax,%rcx
mov    -0x20(%rbp),%rax
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x8(%rbp)
jmp    11cf <fib+0xbf>
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,%ecx
lea    0x2ec8(%rip),%rax
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
mov    %rax,-0x18(%rbp)
cmpq   $0x0,-0x18(%rbp)
jne    11c7 <fib+0xb7>
mov    -0xc(%rbp),%edi
sub    $0x1,%edi
call   1030 <fib@plt>
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%edi
sub    $0x2,%edi
call   1030 <fib@plt>
mov    %rax,%rcx
mov    -0x28(%rbp),%rax
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rdx
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,%ecx
lea    0x2e7d(%rip),%rax
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x8(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
add    $0x30,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<fib>:
push   %r15
push   %r14
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
cmp    $0x2,%edi
jae    1127 <fib+0x17>
mov    $0x1,%eax
xor    %r14d,%r14d
jmp    1182 <fib+0x72>
mov    %edi,%ebx
xor    %r14d,%r14d
cmp    $0xf4240,%edi
jb     1156 <fib+0x46>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
lea    -0x1(%rbx),%edi
call   1030 <fib@plt>
add    $0xfffffffe,%ebx
add    %rax,%r14
cmp    $0xf423f,%ebx
ja     1140 <fib+0x30>
mov    %ebx,%ebx
lea    0x2ee1(%rip),%r12
mov    (%r12,%rbx,8),%rax
test   %rax,%rax
jne    1182 <fib+0x72>
lea    -0x1(%rbx),%edi
call   1030 <fib@plt>
mov    %rax,%r15
lea    -0x2(%rbx),%edi
call   1030 <fib@plt>
add    %r15,%rax
mov    %rax,(%r12,%rbx,8)
add    %rax,%r14
mov    %r14,%rax
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r14
pop    %r15
ret

LLVM IR (-O0):
@fib.values = internal global [1000000 x i64] zeroinitializer
define i64 @fib(i32 %0) {
%2 = alloca i64
%3 = alloca i32
%4 = alloca i64
store i32 %0, i32* %3
%5 = load i32, i32* %3
%6 = icmp ule i32 %5, 1
br i1 %6, label %7, label %8
7: ; preds = %1
store i64 1, i64* %2
br label %40
8: ; preds = %1
%9 = load i32, i32* %3
%10 = icmp uge i32 %9, 1000000
br i1 %10, label %11, label %19
11: ; preds = %8
%12 = load i32, i32* %3
%13 = sub i32 %12, 1
%14 = call i64 @fib(i32 %13)
%15 = load i32, i32* %3
%16 = sub i32 %15, 2
%17 = call i64 @fib(i32 %16)
%18 = add i64 %14, %17
store i64 %18, i64* %2
br label %40
19: ; preds = %8
%20 = load i32, i32* %3
%21 = zext i32 %20 to i64
%22 = getelementptr inbounds [1000000 x i64], [1000000 x i64]* @fib.values, i64 0, i64 %21
%23 = load i64, i64* %22
store i64 %23, i64* %4
%24 = load i64, i64* %4
%25 = icmp eq i64 %24, 0
br i1 %25, label %26, label %38
26: ; preds = %19
%27 = load i32, i32* %3
%28 = sub i32 %27, 1
%29 = call i64 @fib(i32 %28)
%30 = load i32, i32* %3
%31 = sub i32 %30, 2
%32 = call i64 @fib(i32 %31)
%33 = add i64 %29, %32
store i64 %33, i64* %4
%34 = load i64, i64* %4
%35 = load i32, i32* %3
%36 = zext i32 %35 to i64
%37 = getelementptr inbounds [1000000 x i64], [1000000 x i64]* @fib.values, i64 0, i64 %36
store i64 %34, i64* %37
br label %38
38: ; preds = %26, %19
%39 = load i64, i64* %4
store i64 %39, i64* %2
br label %40
40: ; preds = %38, %11, %7
%41 = load i64, i64* %2
ret i64 %41
}

LLVM IR (-O2):
@fib.values = internal unnamed_addr global [1000000 x i64] zeroinitializer
define i64 @fib(i32 %0) {
%2 = icmp ult i32 %0, 2
br i1 %2, label %29, label %3
3: ; preds = %1
%4 = icmp ugt i32 %0, 999999
br i1 %4, label %5, label %13
5: ; preds = %3, %5
%6 = phi i64 [ %11, %5 ], [ 0, %3 ]
%7 = phi i32 [ %10, %5 ], [ %0, %3 ]
%8 = add i32 %7, -1
%9 = tail call i64 @fib(i32 %8)
%10 = add i32 %7, -2
%11 = add i64 %9, %6
%12 = icmp ugt i32 %10, 999999
br i1 %12, label %5, label %13
13: ; preds = %5, %3
%14 = phi i32 [ %0, %3 ], [ %10, %5 ]
%15 = phi i64 [ 0, %3 ], [ %11, %5 ]
%16 = zext i32 %14 to i64
%17 = getelementptr inbounds [1000000 x i64], [1000000 x i64]* @fib.values, i64 0, i64 %16
%18 = load i64, i64* %17
%19 = icmp eq i64 %18, 0
br i1 %19, label %22, label %29
20: ; preds = %29, %22
%21 = phi i64 [ %28, %22 ], [ %32, %29 ]
ret i64 %21
22: ; preds = %13
%23 = add nsw i32 %14, -1
%24 = tail call i64 @fib(i32 %23)
%25 = add nsw i32 %14, -2
%26 = tail call i64 @fib(i32 %25)
%27 = add i64 %26, %24
store i64 %27, i64* %17
%28 = add i64 %27, %15
br label %20
29: ; preds = %1, %13
%30 = phi i64 [ %15, %13 ], [ 0, %1 ]
%31 = phi i64 [ %18, %13 ], [ 1, %1 ]
%32 = add i64 %31, %30
br label %20
}