#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 */
scalar_t__ malloc(int);
int numTrees(int n) {
  int *arr = (int *)malloc(sizeof(int) * (n + 1));
  for (int i = 0; i < n; i++)
    arr[i] = 0;
  arr[0] = 1;
  arr[1] = 1;
  for (int i = 2; i <= n; i++)
    for (int j = 0; j <= i - 1; j++)
      arr[i] += arr[j] * arr[i - j - 1];
  return arr[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,-0x10(%rbp)
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    1162 <numTrees+0x52>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
movl   $0x0,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1139 <numTrees+0x29>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movl   $0x1,(%rax)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movl   $0x1,0x4(%rax)
movl   $0x2,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jg     11f0 <numTrees+0xe0>
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jg     11dd <numTrees+0xcd>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
sub    -0x1c(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
imul   (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
add    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1191 <numTrees+0x81>
jmp    11e2 <numTrees+0xd2>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    117e <numTrees+0x6e>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x4(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<numTrees>:
push   %r15
push   %r14
push   %rbx
mov    %edi,%r14d
lea    0x4(,%r14,4),%edi
call   1040 <malloc@plt>
mov    %rax,%r15
test   %r14d,%r14d
jle    1209 <numTrees+0xe9>
mov    %r14d,%edx
shl    $0x2,%rdx
mov    %r15,%rdi
xor    %esi,%esi
call   1030 <memset@plt>
movabs $0x100000001,%rax
mov    %rax,(%r15)
cmp    $0x1,%r14d
je     1216 <numTrees+0xf6>
lea    0x1(%r14),%r9d
mov    %r15,%r8
add    $0x4,%r8
mov    $0x2,%edx
xor    %r10d,%r10d
mov    %r8,%rdi
jmp    119d <numTrees+0x7d>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%rdx
add    $0x4,%rdi
cmp    %r9,%rdx
je     1216 <numTrees+0xf6>
mov    (%r15,%rdx,4),%ecx
inc    %r10
jne    11b0 <numTrees+0x90>
xor    %eax,%eax
test   $0x1,%dl
je     1190 <numTrees+0x70>
jmp    11ef <numTrees+0xcf>
nop
mov    %rdx,%r11
and    $0xfffffffffffffffe,%r11
neg    %r11
xor    %eax,%eax
mov    %r8,%rbx
nop
mov    (%rdi,%rax,4),%esi
imul   -0x4(%rbx),%esi
add    %ecx,%esi
mov    %esi,(%r15,%rdx,4)
mov    -0x4(%rdi,%rax,4),%ecx
imul   (%rbx),%ecx
add    %esi,%ecx
mov    %ecx,(%r15,%rdx,4)
add    $0x8,%rbx
add    $0xfffffffffffffffe,%rax
cmp    %rax,%r11
jne    11c0 <numTrees+0xa0>
neg    %rax
test   $0x1,%dl
je     1190 <numTrees+0x70>
mov    %rax,%rsi
not    %rsi
add    %rdx,%rsi
mov    (%r15,%rsi,4),%esi
imul   (%r15,%rax,4),%esi
add    %esi,%ecx
mov    %ecx,(%r15,%rdx,4)
jmp    1190 <numTrees+0x70>
movabs $0x100000001,%rax
mov    %rax,(%r15)
movslq %r14d,%rax
mov    (%r15,%rax,4),%eax
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %r15
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @numTrees(i32 %0) {
%2 = alloca i32
%3 = alloca i32*
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
store i32 %0, i32* %2
%7 = load i32, i32* %2
%8 = add nsw i32 %7, 1
%9 = sext i32 %8 to i64
%10 = mul i64 4, %9
%11 = trunc i64 %10 to i32
%12 = call i64 @malloc(i32 %11)
%13 = inttoptr i64 %12 to i32*
store i32* %13, i32** %3
store i32 0, i32* %4
br label %14
14: ; preds = %23, %1
%15 = load i32, i32* %4
%16 = load i32, i32* %2
%17 = icmp slt i32 %15, %16
br i1 %17, label %18, label %26
18: ; preds = %14
%19 = load i32*, i32** %3
%20 = load i32, i32* %4
%21 = sext i32 %20 to i64
%22 = getelementptr inbounds i32, i32* %19, i64 %21
store i32 0, i32* %22
br label %23
23: ; preds = %18
%24 = load i32, i32* %4
%25 = add nsw i32 %24, 1
store i32 %25, i32* %4
br label %14
26: ; preds = %14
%27 = load i32*, i32** %3
%28 = getelementptr inbounds i32, i32* %27, i64 0
store i32 1, i32* %28
%29 = load i32*, i32** %3
%30 = getelementptr inbounds i32, i32* %29, i64 1
store i32 1, i32* %30
store i32 2, i32* %5
br label %31
31: ; preds = %66, %26
%32 = load i32, i32* %5
%33 = load i32, i32* %2
%34 = icmp sle i32 %32, %33
br i1 %34, label %35, label %69
35: ; preds = %31
store i32 0, i32* %6
br label %36
36: ; preds = %62, %35
%37 = load i32, i32* %6
%38 = load i32, i32* %5
%39 = sub nsw i32 %38, 1
%40 = icmp sle i32 %37, %39
br i1 %40, label %41, label %65
41: ; preds = %36
%42 = load i32*, i32** %3
%43 = load i32, i32* %6
%44 = sext i32 %43 to i64
%45 = getelementptr inbounds i32, i32* %42, i64 %44
%46 = load i32, i32* %45
%47 = load i32*, i32** %3
%48 = load i32, i32* %5
%49 = load i32, i32* %6
%50 = sub nsw i32 %48, %49
%51 = sub nsw i32 %50, 1
%52 = sext i32 %51 to i64
%53 = getelementptr inbounds i32, i32* %47, i64 %52
%54 = load i32, i32* %53
%55 = mul nsw i32 %46, %54
%56 = load i32*, i32** %3
%57 = load i32, i32* %5
%58 = sext i32 %57 to i64
%59 = getelementptr inbounds i32, i32* %56, i64 %58
%60 = load i32, i32* %59
%61 = add nsw i32 %60, %55
store i32 %61, i32* %59
br label %62
62: ; preds = %41
%63 = load i32, i32* %6
%64 = add nsw i32 %63, 1
store i32 %64, i32* %6
br label %36
65: ; preds = %36
br label %66
66: ; preds = %65
%67 = load i32, i32* %5
%68 = add nsw i32 %67, 1
store i32 %68, i32* %5
br label %31
69: ; preds = %31
%70 = load i32*, i32** %3
%71 = load i32, i32* %2
%72 = sext i32 %71 to i64
%73 = getelementptr inbounds i32, i32* %70, i64 %72
%74 = load i32, i32* %73
ret i32 %74
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @numTrees(i32 %0) {
%2 = shl i32 %0, 2
%3 = add i32 %2, 4
%4 = tail call i64 @malloc(i32 %3)
%5 = inttoptr i64 %4 to i32*
%6 = icmp sgt i32 %0, 0
br i1 %6, label %9, label %7
7: ; preds = %1
store i32 1, i32* %5
%8 = getelementptr inbounds i32, i32* %5, i64 1
store i32 1, i32* %8
br label %27
9: ; preds = %1
%10 = inttoptr i64 %4 to i8*
%11 = zext i32 %0 to i64
%12 = shl nuw nsw i64 %11, 2
store i32 1, i32* %5
%13 = getelementptr inbounds i32, i32* %5, i64 1
store i32 1, i32* %13
%14 = icmp eq i32 %0, 1
br i1 %14, label %27, label %15
15: ; preds = %9
%16 = add nuw i32 %0, 1
%17 = zext i32 %16 to i64
br label %18
18: ; preds = %15, %44
%19 = phi i64 [ 0, %15 ], [ %47, %44 ]
%20 = phi i64 [ 2, %15 ], [ %45, %44 ]
%21 = getelementptr inbounds i32, i32* %5, i64 %20
%22 = load i32, i32* %21
%23 = and i64 %20, 1
%24 = icmp eq i64 %19, -1
br i1 %24, label %31, label %25
25: ; preds = %18
%26 = and i64 %20, 9223372036854775806
br label %48
27: ; preds = %44, %7, %9
%28 = sext i32 %0 to i64
%29 = getelementptr inbounds i32, i32* %5, i64 %28
%30 = load i32, i32* %29
ret i32 %30
31: ; preds = %48, %18
%32 = phi i32 [ %22, %18 ], [ %68, %48 ]
%33 = phi i64 [ 0, %18 ], [ %69, %48 ]
%34 = icmp eq i64 %23, 0
br i1 %34, label %44, label %35
35: ; preds = %31
%36 = getelementptr inbounds i32, i32* %5, i64 %33
%37 = load i32, i32* %36
%38 = xor i64 %33, -1
%39 = add nsw i64 %20, %38
%40 = getelementptr inbounds i32, i32* %5, i64 %39
%41 = load i32, i32* %40
%42 = mul nsw i32 %41, %37
%43 = add nsw i32 %32, %42
store i32 %43, i32* %21
br label %44
44: ; preds = %31, %35
%45 = add nuw nsw i64 %20, 1
%46 = icmp eq i64 %45, %17
%47 = add i64 %19, 1
br i1 %46, label %27, label %18
48: ; preds = %48, %25
%49 = phi i32 [ %22, %25 ], [ %68, %48 ]
%50 = phi i64 [ 0, %25 ], [ %69, %48 ]
%51 = phi i64 [ 0, %25 ], [ %70, %48 ]
%52 = getelementptr inbounds i32, i32* %5, i64 %50
%53 = load i32, i32* %52
%54 = xor i64 %50, -1
%55 = add nsw i64 %20, %54
%56 = getelementptr inbounds i32, i32* %5, i64 %55
%57 = load i32, i32* %56
%58 = mul nsw i32 %57, %53
%59 = add nsw i32 %49, %58
store i32 %59, i32* %21
%60 = or i64 %50, 1
%61 = getelementptr inbounds i32, i32* %5, i64 %60
%62 = load i32, i32* %61
%63 = sub nuw nsw i64 -2, %50
%64 = add nsw i64 %20, %63
%65 = getelementptr inbounds i32, i32* %5, i64 %64
%66 = load i32, i32* %65
%67 = mul nsw i32 %66, %62
%68 = add nsw i32 %59, %67
store i32 %68, i32* %21
%69 = add nuw nsw i64 %50, 2
%70 = add i64 %51, 2
%71 = icmp eq i64 %70, %26
br i1 %71, label %31, label %48
}