#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 /*<<< orphan*/ printf(char *, ...);
int /*<<< orphan*/ scanf(char *, int *);
int main() {
  int n;
  printf("n = ");
  scanf("%d", &n);
  long double nFactorial = 1;
  long double twoNFactorial = 1;
  long double nPlusOne = 1;
  long double catalan = 1;
  if (n >= 0) {
    int i, j;
    for (i = n, j = 2 * n; i >= 1; i--, j--) {
      nFactorial *= i;
      twoNFactorial *= j;
      nPlusOne = (n + 1) * i;
      catalan = twoNFactorial / (nPlusOne * nFactorial);
    }
    printf("Catalan(%.d) --> %.Lf\n", n, catalan);
  } else {
    printf("The number should be greater than 0 and less than 100");
  }
  return 0;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<main>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x80,%rsp
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
lea    0xec7(%rip),%rdi
xor    %eax,%eax
call   1030 <printf@plt>
lea    0xebe(%rip),%rdi
lea    -0x8(%rbp),%rsi
call   1040 <scanf@plt>
fld1
fld    %st(0)
fstpt  -0x20(%rbp)
fld    %st(0)
fstpt  -0x30(%rbp)
fld    %st(0)
fstpt  -0x40(%rbp)
fstpt  -0x50(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x8(%rbp)
jl     1203 <main+0xe3>
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x54(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
shl    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x58(%rbp)
cmpl   $0x1,-0x54(%rbp)
jl     11e5 <main+0xc5>
mov    -0x54(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x64(%rbp)
fildl  -0x64(%rbp)
fldt   -0x20(%rbp)
fmulp  %st,%st(1)
fstpt  -0x20(%rbp)
mov    -0x58(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x60(%rbp)
fildl  -0x60(%rbp)
fldt   -0x30(%rbp)
fmulp  %st,%st(1)
fstpt  -0x30(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    -0x54(%rbp),%ecx
imul   %ecx,%eax
mov    %eax,-0x5c(%rbp)
fildl  -0x5c(%rbp)
fstpt  -0x40(%rbp)
fldt   -0x30(%rbp)
fldt   -0x40(%rbp)
fldt   -0x20(%rbp)
fmulp  %st,%st(1)
fdivrp %st,%st(1)
fstpt  -0x50(%rbp)
mov    -0x54(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x54(%rbp)
mov    -0x58(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x58(%rbp)
jmp    117d <main+0x5d>
mov    -0x8(%rbp),%esi
fldt   -0x50(%rbp)
mov    %rsp,%rax
fstpt  (%rax)
lea    0xe11(%rip),%rdi
xor    %eax,%eax
call   1030 <printf@plt>
jmp    1211 <main+0xf1>
lea    0xe15(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <printf@plt>
xor    %eax,%eax
add    $0x80,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<main>:
sub    $0x48,%rsp
lea    0xed5(%rip),%rdi
xor    %eax,%eax
call   1030 <printf@plt>
lea    0xecc(%rip),%rdi
lea    0x44(%rsp),%rsi
call   1040 <scanf@plt>
mov    0x44(%rsp),%esi
test   %esi,%esi
js     11b7 <main+0x97>
fld1
je     1289 <main+0x169>
fstp   %st(0)
lea    (%rsi,%rsi,1),%eax
lea    -0x1(%rsi),%edx
mov    %esi,%edi
fldz
fld1
and    $0x3,%edi
je     11ca <main+0xaa>
fstp   %st(1)
fstp   %st(0)
fld1
mov    %esi,%ecx
fld    %st(0)
fldz
fldz
fxch   %st(1)
fxch   %st(3)
fxch   %st(2)
fxch   %st(1)
nopl   0x0(%rax)
fstp   %st(3)
fstp   %st(2)
mov    %ecx,0x3c(%rsp)
fimull 0x3c(%rsp)
mov    %eax,0x40(%rsp)
fxch   %st(1)
fimull 0x40(%rsp)
add    $0xffffffff,%ecx
add    $0xffffffff,%eax
fld    %st(1)
fld    %st(1)
add    $0xffffffff,%edi
fxch   %st(1)
fxch   %st(3)
fxch   %st(2)
fxch   %st(1)
jne    1180 <main+0x60>
cmp    $0x3,%edx
jae    11d9 <main+0xb9>
jmp    1269 <main+0x149>
lea    0xe61(%rip),%rdi
xor    %eax,%eax
call   1030 <printf@plt>
jmp    129a <main+0x17a>
mov    %esi,%ecx
fld    %st(0)
fld    %st(2)
cmp    $0x3,%edx
jb     1269 <main+0x149>
fstp   %st(3)
fstp   %st(2)
fldz
fldz
fxch   %st(2)
fxch   %st(3)
fxch   %st(1)
fxch   %st(2)
fxch   %st(1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
fstp   %st(2)
fstp   %st(0)
mov    %ecx,0x1c(%rsp)
fxch   %st(1)
fimull 0x1c(%rsp)
mov    %eax,0x20(%rsp)
fxch   %st(1)
fimull 0x20(%rsp)
lea    -0x1(%rcx),%edx
mov    %edx,0x2c(%rsp)
fxch   %st(1)
fimull 0x2c(%rsp)
lea    -0x1(%rax),%edx
mov    %edx,0x38(%rsp)
fxch   %st(1)
fimull 0x38(%rsp)
lea    -0x2(%rcx),%edx
mov    %edx,0x24(%rsp)
fxch   %st(1)
fimull 0x24(%rsp)
lea    -0x2(%rax),%edx
mov    %edx,0x30(%rsp)
fxch   %st(1)
fimull 0x30(%rsp)
lea    -0x3(%rcx),%edx
mov    %edx,0x28(%rsp)
fxch   %st(1)
fimull 0x28(%rsp)
lea    -0x3(%rax),%edi
mov    %edi,0x34(%rsp)
fxch   %st(1)
fimull 0x34(%rsp)
add    $0xfffffffc,%ecx
add    $0xfffffffc,%eax
cmp    $0x1,%edx
fldz
fldz
fxch   %st(1)
fxch   %st(2)
ja     11f0 <main+0xd0>
fstp   %st(2)
fstp   %st(0)
test   %esi,%esi
mov    $0x1,%eax
cmovle %esi,%eax
lea    0x1(%rsi),%ecx
imul   %eax,%ecx
mov    %ecx,0x18(%rsp)
fxch   %st(1)
fimull 0x18(%rsp)
fdivrp %st,%st(1)
fstpt  (%rsp)
lea    0xd75(%rip),%rdi
xor    %eax,%eax
call   1030 <printf@plt>
xor    %eax,%eax
add    $0x48,%rsp
ret

LLVM IR (-O0):
@.str = [5 x i8] c"n = \00"
@.str.1 = [3 x i8] c"%d\00"
@.str.2 = [23 x i8] c"Catalan(%.d) --> %.Lf\0A\00"
@.str.3 = [54 x i8] c"The number should be greater than 0 and less than 100\00"
define i32 @main() {
%1 = alloca i32
%2 = alloca i32
%3 = alloca x86_fp80
%4 = alloca x86_fp80
%5 = alloca x86_fp80
%6 = alloca x86_fp80
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
store i32 0, i32* %1
%9 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([5 x i8], [5 x i8]* @.str, i64 0, i64 0))
%10 = call i32 @scanf(i8* getelementptr inbounds ([3 x i8], [3 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), i32* %2)
store x86_fp80 0xK3FFF8000000000000000, x86_fp80* %3
store x86_fp80 0xK3FFF8000000000000000, x86_fp80* %4
store x86_fp80 0xK3FFF8000000000000000, x86_fp80* %5
store x86_fp80 0xK3FFF8000000000000000, x86_fp80* %6
%11 = load i32, i32* %2
%12 = icmp sge i32 %11, 0
br i1 %12, label %13, label %48
13: ; preds = %0
%14 = load i32, i32* %2
store i32 %14, i32* %7
%15 = load i32, i32* %2
%16 = mul nsw i32 2, %15
store i32 %16, i32* %8
br label %17
17: ; preds = %39, %13
%18 = load i32, i32* %7
%19 = icmp sge i32 %18, 1
br i1 %19, label %20, label %44
20: ; preds = %17
%21 = load i32, i32* %7
%22 = sitofp i32 %21 to x86_fp80
%23 = load x86_fp80, x86_fp80* %3
%24 = fmul x86_fp80 %23, %22
store x86_fp80 %24, x86_fp80* %3
%25 = load i32, i32* %8
%26 = sitofp i32 %25 to x86_fp80
%27 = load x86_fp80, x86_fp80* %4
%28 = fmul x86_fp80 %27, %26
store x86_fp80 %28, x86_fp80* %4
%29 = load i32, i32* %2
%30 = add nsw i32 %29, 1
%31 = load i32, i32* %7
%32 = mul nsw i32 %30, %31
%33 = sitofp i32 %32 to x86_fp80
store x86_fp80 %33, x86_fp80* %5
%34 = load x86_fp80, x86_fp80* %4
%35 = load x86_fp80, x86_fp80* %5
%36 = load x86_fp80, x86_fp80* %3
%37 = fmul x86_fp80 %35, %36
%38 = fdiv x86_fp80 %34, %37
store x86_fp80 %38, x86_fp80* %6
br label %39
39: ; preds = %20
%40 = load i32, i32* %7
%41 = add nsw i32 %40, -1
store i32 %41, i32* %7
%42 = load i32, i32* %8
%43 = add nsw i32 %42, -1
store i32 %43, i32* %8
br label %17
44: ; preds = %17
%45 = load i32, i32* %2
%46 = load x86_fp80, x86_fp80* %6
%47 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([23 x i8], [23 x i8]* @.str.2, i64 0, i64 0), i32 %45, x86_fp80 %46)
br label %50
48: ; preds = %0
%49 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([54 x i8], [54 x i8]* @.str.3, i64 0, i64 0))
br label %50
50: ; preds = %48, %44
ret i32 0
}

LLVM IR (-O2):
@.str = [5 x i8] c"n = \00"
@.str.1 = [3 x i8] c"%d\00"
@.str.2 = [23 x i8] c"Catalan(%.d) --> %.Lf\0A\00"
@.str.3 = [54 x i8] c"The number should be greater than 0 and less than 100\00"
define i32 @main() {
%1 = alloca i32
%2 = bitcast i32* %1 to i8*
%3 = tail call i32 (i8*, ...) @printf(i8* dereferenceable(1) getelementptr inbounds ([5 x i8], [5 x i8]* @.str, i64 0, i64 0))
%4 = call i32 @scanf(i8* getelementptr inbounds ([3 x i8], [3 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), i32* %1)
%5 = load i32, i32* %1
%6 = icmp sgt i32 %5, -1
br i1 %6, label %7, label %78
7: ; preds = %0
%8 = icmp eq i32 %5, 0
br i1 %8, label %75, label %9
9: ; preds = %7
%10 = shl nuw nsw i32 %5, 1
%11 = add i32 %5, -1
%12 = and i32 %5, 3
%13 = icmp eq i32 %12, 0
br i1 %13, label %28, label %14
14: ; preds = %9, %14
%15 = phi i32 [ %25, %14 ], [ %10, %9 ]
%16 = phi i32 [ %24, %14 ], [ %5, %9 ]
%17 = phi x86_fp80 [ %21, %14 ], [ 0xK3FFF8000000000000000, %9 ]
%18 = phi x86_fp80 [ %23, %14 ], [ 0xK3FFF8000000000000000, %9 ]
%19 = phi i32 [ %26, %14 ], [ 0, %9 ]
%20 = sitofp i32 %16 to x86_fp80
%21 = fmul x86_fp80 %17, %20
%22 = sitofp i32 %15 to x86_fp80
%23 = fmul x86_fp80 %18, %22
%24 = add nsw i32 %16, -1
%25 = add nsw i32 %15, -1
%26 = add i32 %19, 1
%27 = icmp eq i32 %26, %12
br i1 %27, label %28, label %14
28: ; preds = %14, %9
%29 = phi i32 [ %10, %9 ], [ %25, %14 ]
%30 = phi i32 [ %5, %9 ], [ %24, %14 ]
%31 = phi x86_fp80 [ 0xK3FFF8000000000000000, %9 ], [ %21, %14 ]
%32 = phi x86_fp80 [ 0xK3FFF8000000000000000, %9 ], [ %23, %14 ]
%33 = phi x86_fp80 [ undef, %9 ], [ %21, %14 ]
%34 = phi x86_fp80 [ undef, %9 ], [ %23, %14 ]
%35 = icmp ult i32 %11, 3
br i1 %35, label %66, label %36
36: ; preds = %28, %36
%37 = phi i32 [ %64, %36 ], [ %29, %28 ]
%38 = phi i32 [ %63, %36 ], [ %30, %28 ]
%39 = phi x86_fp80 [ %60, %36 ], [ %31, %28 ]
%40 = phi x86_fp80 [ %62, %36 ], [ %32, %28 ]
%41 = sitofp i32 %38 to x86_fp80
%42 = fmul x86_fp80 %39, %41
%43 = sitofp i32 %37 to x86_fp80
%44 = fmul x86_fp80 %40, %43
%45 = add nsw i32 %38, -1
%46 = add nsw i32 %37, -1
%47 = sitofp i32 %45 to x86_fp80
%48 = fmul x86_fp80 %42, %47
%49 = sitofp i32 %46 to x86_fp80
%50 = fmul x86_fp80 %44, %49
%51 = add nsw i32 %38, -2
%52 = add nsw i32 %37, -2
%53 = sitofp i32 %51 to x86_fp80
%54 = fmul x86_fp80 %48, %53
%55 = sitofp i32 %52 to x86_fp80
%56 = fmul x86_fp80 %50, %55
%57 = add nsw i32 %38, -3
%58 = add nsw i32 %37, -3
%59 = sitofp i32 %57 to x86_fp80
%60 = fmul x86_fp80 %54, %59
%61 = sitofp i32 %58 to x86_fp80
%62 = fmul x86_fp80 %56, %61
%63 = add nsw i32 %38, -4
%64 = add nsw i32 %37, -4
%65 = icmp ugt i32 %57, 1
br i1 %65, label %36, label %66
66: ; preds = %36, %28
%67 = phi x86_fp80 [ %33, %28 ], [ %60, %36 ]
%68 = phi x86_fp80 [ %34, %28 ], [ %62, %36 ]
%69 = call i32 @llvm.smin.i32(i32 %5, i32 1)
%70 = add nsw i32 %5, 1
%71 = mul nsw i32 %69, %70
%72 = sitofp i32 %71 to x86_fp80
%73 = fmul x86_fp80 %67, %72
%74 = fdiv x86_fp80 %68, %73
br label %75
75: ; preds = %66, %7
%76 = phi x86_fp80 [ %74, %66 ], [ 0xK3FFF8000000000000000, %7 ]
%77 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* dereferenceable(1) getelementptr inbounds ([23 x i8], [23 x i8]* @.str.2, i64 0, i64 0), i32 %5, x86_fp80 %76)
br label %80
78: ; preds = %0
%79 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* dereferenceable(1) getelementptr inbounds ([54 x i8], [54 x i8]* @.str.3, i64 0, i64 0))
br label %80
80: ; preds = %78, %75
ret i32 0
}