#define NULL ((void *)0)
typedef unsigned long size_t; // Customize by platform.
typedef long intptr_t;
typedef unsigned long uintptr_t;
typedef long scalar_t__; // Either arithmetic or pointer type.
/* By default, we understand bool (as a convenience). */
typedef int bool;
#define false 0
#define true 1

/* Forward declarations */

/* Type definitions */

/* Variables and functions */
int *malloc(int);
int numTrees(int n) {
  int i, j;
  int *sum = malloc((n + 1) * sizeof(int));
  sum[0] = 1;
  for (i = 1; i <= n; i++) {
    for (j = 0; j < i; j++) {
      sum[i] += sum[j] * sum[i - j - 1];
    }
  }
  return sum[n];
}


x86 assembly (clang, -O0):
<numTrees>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x20,%rsp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
cltq
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edi
call   1030 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
movl   $0x1,(%rax)
movl   $0x1,-0x8(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jg     11b0 <numTrees+0xa0>
movl   $0x0,-0xc(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
jge    119d <numTrees+0x8d>
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0xc(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%ecx
sub    -0xc(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
imul   (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x8(%rbp),%rcx
add    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
jmp    1156 <numTrees+0x46>
jmp    11a2 <numTrees+0x92>
mov    -0x8(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
jmp    1143 <numTrees+0x33>
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x4(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<numTrees>:
push   %rbp
push   %r14
push   %rbx
mov    %edi,%r14d
lea    0x4(,%r14,4),%edi
call   1030 <malloc@plt>
movl   $0x1,(%rax)
test   %r14d,%r14d
jle    11cf <numTrees+0xbf>
lea    0x1(%r14),%r9d
mov    %rax,%r8
add    $0x4,%r8
mov    $0x1,%esi
xor    %r10d,%r10d
mov    %rax,%rbx
jmp    1161 <numTrees+0x51>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%rsi
add    $0x1,%r10
add    $0x4,%rbx
cmp    %r9,%rsi
je     11cf <numTrees+0xbf>
mov    (%rax,%rsi,4),%edx
test   %r10,%r10
je     11b0 <numTrees+0xa0>
mov    %rsi,%r11
and    $0xfffffffffffffffe,%r11
neg    %r11
xor    %ecx,%ecx
mov    %r8,%rdi
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    (%rbx,%rcx,4),%ebp
imul   -0x4(%rdi),%ebp
add    %edx,%ebp
mov    %ebp,(%rax,%rsi,4)
mov    -0x4(%rbx,%rcx,4),%edx
imul   (%rdi),%edx
add    %ebp,%edx
mov    %edx,(%rax,%rsi,4)
add    $0x8,%rdi
add    $0xfffffffffffffffe,%rcx
cmp    %rcx,%r11
jne    1180 <numTrees+0x70>
neg    %rcx
test   $0x1,%sil
je     1150 <numTrees+0x40>
jmp    11b8 <numTrees+0xa8>
xor    %ecx,%ecx
test   $0x1,%sil
je     1150 <numTrees+0x40>
mov    %rcx,%rdi
not    %rdi
add    %rsi,%rdi
mov    (%rax,%rdi,4),%edi
imul   (%rax,%rcx,4),%edi
add    %edi,%edx
mov    %edx,(%rax,%rsi,4)
jmp    1150 <numTrees+0x40>
movslq %r14d,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @numTrees(i32 %0) {
%2 = alloca i32
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32*
store i32 %0, i32* %2
%6 = load i32, i32* %2
%7 = add nsw i32 %6, 1
%8 = sext i32 %7 to i64
%9 = mul i64 %8, 4
%10 = trunc i64 %9 to i32
%11 = call i32* @malloc(i32 %10)
store i32* %11, i32** %5
%12 = load i32*, i32** %5
%13 = getelementptr inbounds i32, i32* %12, i64 0
store i32 1, i32* %13
store i32 1, i32* %3
br label %14
14: ; preds = %48, %1
%15 = load i32, i32* %3
%16 = load i32, i32* %2
%17 = icmp sle i32 %15, %16
br i1 %17, label %18, label %51
18: ; preds = %14
store i32 0, i32* %4
br label %19
19: ; preds = %44, %18
%20 = load i32, i32* %4
%21 = load i32, i32* %3
%22 = icmp slt i32 %20, %21
br i1 %22, label %23, label %47
23: ; preds = %19
%24 = load i32*, i32** %5
%25 = load i32, i32* %4
%26 = sext i32 %25 to i64
%27 = getelementptr inbounds i32, i32* %24, i64 %26
%28 = load i32, i32* %27
%29 = load i32*, i32** %5
%30 = load i32, i32* %3
%31 = load i32, i32* %4
%32 = sub nsw i32 %30, %31
%33 = sub nsw i32 %32, 1
%34 = sext i32 %33 to i64
%35 = getelementptr inbounds i32, i32* %29, i64 %34
%36 = load i32, i32* %35
%37 = mul nsw i32 %28, %36
%38 = load i32*, i32** %5
%39 = load i32, i32* %3
%40 = sext i32 %39 to i64
%41 = getelementptr inbounds i32, i32* %38, i64 %40
%42 = load i32, i32* %41
%43 = add nsw i32 %42, %37
store i32 %43, i32* %41
br label %44
44: ; preds = %23
%45 = load i32, i32* %4
%46 = add nsw i32 %45, 1
store i32 %46, i32* %4
br label %19
47: ; preds = %19
br label %48
48: ; preds = %47
%49 = load i32, i32* %3
%50 = add nsw i32 %49, 1
store i32 %50, i32* %3
br label %14
51: ; preds = %14
%52 = load i32*, i32** %5
%53 = load i32, i32* %2
%54 = sext i32 %53 to i64
%55 = getelementptr inbounds i32, i32* %52, i64 %54
%56 = load i32, i32* %55
ret i32 %56
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @numTrees(i32 %0) {
%2 = shl i32 %0, 2
%3 = add i32 %2, 4
%4 = tail call i32* @malloc(i32 %3)
store i32 1, i32* %4
%5 = icmp slt i32 %0, 1
br i1 %5, label %59, label %6
6: ; preds = %1
%7 = add nuw i32 %0, 1
%8 = zext i32 %7 to i64
br label %9
9: ; preds = %6, %55
%10 = phi i64 [ 0, %6 ], [ %58, %55 ]
%11 = phi i64 [ 1, %6 ], [ %56, %55 ]
%12 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %11
%13 = load i32, i32* %12
%14 = and i64 %11, 1
%15 = icmp eq i64 %10, 0
br i1 %15, label %42, label %16
16: ; preds = %9
%17 = and i64 %11, 9223372036854775806
br label %18
18: ; preds = %18, %16
%19 = phi i32 [ %13, %16 ], [ %38, %18 ]
%20 = phi i64 [ 0, %16 ], [ %39, %18 ]
%21 = phi i64 [ 0, %16 ], [ %40, %18 ]
%22 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %20
%23 = load i32, i32* %22
%24 = xor i64 %20, -1
%25 = add nsw i64 %11, %24
%26 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %25
%27 = load i32, i32* %26
%28 = mul nsw i32 %27, %23
%29 = add nsw i32 %19, %28
store i32 %29, i32* %12
%30 = or i64 %20, 1
%31 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %30
%32 = load i32, i32* %31
%33 = sub nuw nsw i64 -2, %20
%34 = add nsw i64 %11, %33
%35 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %34
%36 = load i32, i32* %35
%37 = mul nsw i32 %36, %32
%38 = add nsw i32 %29, %37
store i32 %38, i32* %12
%39 = add nuw nsw i64 %20, 2
%40 = add i64 %21, 2
%41 = icmp eq i64 %40, %17
br i1 %41, label %42, label %18
42: ; preds = %18, %9
%43 = phi i32 [ %13, %9 ], [ %38, %18 ]
%44 = phi i64 [ 0, %9 ], [ %39, %18 ]
%45 = icmp eq i64 %14, 0
br i1 %45, label %55, label %46
46: ; preds = %42
%47 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %44
%48 = load i32, i32* %47
%49 = xor i64 %44, -1
%50 = add nsw i64 %11, %49
%51 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %50
%52 = load i32, i32* %51
%53 = mul nsw i32 %52, %48
%54 = add nsw i32 %43, %53
store i32 %54, i32* %12
br label %55
55: ; preds = %42, %46
%56 = add nuw nsw i64 %11, 1
%57 = icmp eq i64 %56, %8
%58 = add i64 %10, 1
br i1 %57, label %59, label %9
59: ; preds = %55, %1
%60 = sext i32 %0 to i64
%61 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %60
%62 = load i32, i32* %61
ret i32 %62
}