#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 fact(int);
int binomial_moderate(int n, int p) {
  int num;
  int k;
  if (p > n - p)
    p = n - p;
  for (num = 1, k = n - p + 1; k <= n; k++)
    num *= k;
  return num / fact(p);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<binomial_moderate>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x20,%rsp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %esi,-0x8(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    -0x4(%rbp),%ecx
sub    -0x8(%rbp),%ecx
cmp    %ecx,%eax
jle    1138 <binomial_moderate+0x28>
mov    -0x4(%rbp),%eax
sub    -0x8(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
movl   $0x1,-0xc(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
sub    -0x8(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jg     116f <binomial_moderate+0x5f>
mov    -0x10(%rbp),%eax
imul   -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    114b <binomial_moderate+0x3b>
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%edi
call   1030 <fact@plt>
mov    %eax,%ecx
mov    -0x14(%rbp),%eax
cltd
idiv   %ecx
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<binomial_moderate>:
push   %rbx
mov    %edi,%eax
sub    %esi,%edi
cmp    %esi,%edi
cmovge %esi,%edi
test   %edi,%edi
jle    1181 <binomial_moderate+0x71>
mov    %eax,%ecx
sub    %edi,%ecx
lea    0x1(%rcx),%r9d
cmp    %r9d,%eax
cmovg  %eax,%r9d
add    %edi,%r9d
sub    %eax,%r9d
mov    $0x1,%ebx
cmp    $0x8,%r9d
jb     13a0 <binomial_moderate+0x290>
mov    %r9d,%r8d
and    $0xfffffff8,%r8d
movd   %ecx,%xmm0
pshufd $0x0,%xmm0,%xmm7
paddd  0xea6(%rip),%xmm7
lea    -0x8(%r8),%edx
mov    %edx,%ebx
shr    $0x3,%ebx
add    $0x1,%ebx
mov    %ebx,%esi
and    $0x3,%esi
cmp    $0x18,%edx
jae    118b <binomial_moderate+0x7b>
movdqa 0xe98(%rip),%xmm5
movdqa %xmm5,%xmm1
jmp    12d3 <binomial_moderate+0x1c3>
mov    $0x1,%ebx
jmp    13aa <binomial_moderate+0x29a>
and    $0xfffffffc,%ebx
movdqa 0xe7a(%rip),%xmm5
pcmpeqd %xmm8,%xmm8
movdqa 0xe7c(%rip),%xmm9
movdqa 0xe83(%rip),%xmm10
movdqa 0xe8a(%rip),%xmm11
movdqa 0xe91(%rip),%xmm12
movdqa 0xe98(%rip),%xmm13
movdqa 0xe9f(%rip),%xmm14
movdqa 0xea6(%rip),%xmm15
movdqa 0xeae(%rip),%xmm4
movdqa %xmm5,%xmm1
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
movdqa %xmm7,%xmm6
psubd  %xmm8,%xmm6
movdqa %xmm7,%xmm0
paddd  %xmm9,%xmm0
pshufd $0xf5,%xmm6,%xmm2
pshufd $0xf5,%xmm5,%xmm3
pmuludq %xmm2,%xmm3
pmuludq %xmm5,%xmm6
pshufd $0xf5,%xmm1,%xmm2
pshufd $0xf5,%xmm0,%xmm5
pmuludq %xmm2,%xmm5
pmuludq %xmm1,%xmm0
movdqa %xmm7,%xmm1
paddd  %xmm10,%xmm1
movdqa %xmm7,%xmm2
paddd  %xmm11,%xmm2
pmuludq %xmm1,%xmm6
pshufd $0xf5,%xmm1,%xmm1
pmuludq %xmm3,%xmm1
pmuludq %xmm2,%xmm0
pshufd $0xf5,%xmm2,%xmm2
pmuludq %xmm5,%xmm2
movdqa %xmm7,%xmm3
paddd  %xmm12,%xmm3
pshufd $0xf5,%xmm3,%xmm5
pmuludq %xmm1,%xmm5
movdqa %xmm7,%xmm1
paddd  %xmm13,%xmm1
pmuludq %xmm6,%xmm3
pshufd $0xf5,%xmm1,%xmm6
pmuludq %xmm2,%xmm6
pmuludq %xmm0,%xmm1
movdqa %xmm7,%xmm0
paddd  %xmm14,%xmm0
pmuludq %xmm0,%xmm3
pshufd $0xf5,%xmm0,%xmm0
pmuludq %xmm5,%xmm0
pshufd $0xe8,%xmm3,%xmm5
pshufd $0xe8,%xmm0,%xmm0
punpckldq %xmm0,%xmm5
movdqa %xmm7,%xmm0
paddd  %xmm15,%xmm0
pmuludq %xmm0,%xmm1
pshufd $0xf5,%xmm0,%xmm0
pmuludq %xmm6,%xmm0
pshufd $0xe8,%xmm1,%xmm1
pshufd $0xe8,%xmm0,%xmm0
punpckldq %xmm0,%xmm1
paddd  %xmm4,%xmm7
add    $0xfffffffc,%ebx
jne    11f0 <binomial_moderate+0xe0>
movdqa %xmm5,%xmm0
movdqa %xmm1,%xmm6
test   %esi,%esi
je     1362 <binomial_moderate+0x252>
pcmpeqd %xmm8,%xmm8
movdqa 0xd30(%rip),%xmm3
movdqa 0xda8(%rip),%xmm4
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movdqa %xmm7,%xmm0
psubd  %xmm8,%xmm0
movdqa %xmm7,%xmm6
paddd  %xmm3,%xmm6
pshufd $0xf5,%xmm0,%xmm2
pmuludq %xmm5,%xmm0
pshufd $0xe8,%xmm0,%xmm0
pshufd $0xf5,%xmm5,%xmm5
pmuludq %xmm2,%xmm5
pshufd $0xe8,%xmm5,%xmm2
punpckldq %xmm2,%xmm0
pshufd $0xf5,%xmm6,%xmm2
pmuludq %xmm1,%xmm6
pshufd $0xe8,%xmm6,%xmm6
pshufd $0xf5,%xmm1,%xmm1
pmuludq %xmm2,%xmm1
pshufd $0xe8,%xmm1,%xmm1
punpckldq %xmm1,%xmm6
paddd  %xmm4,%xmm7
movdqa %xmm0,%xmm5
movdqa %xmm6,%xmm1
add    $0xffffffff,%esi
jne    1300 <binomial_moderate+0x1f0>
pshufd $0xf5,%xmm0,%xmm1
pshufd $0xf5,%xmm6,%xmm2
pmuludq %xmm1,%xmm2
pmuludq %xmm0,%xmm6
pshufd $0xee,%xmm6,%xmm0
pmuludq %xmm6,%xmm0
pshufd $0xaa,%xmm2,%xmm1
pmuludq %xmm2,%xmm1
pmuludq %xmm0,%xmm1
movd   %xmm1,%ebx
cmp    %r8d,%r9d
je     13aa <binomial_moderate+0x29a>
add    %r8d,%ecx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%ecx
imul   %ecx,%ebx
cmp    %eax,%ecx
jl     13a0 <binomial_moderate+0x290>
call   1030 <fact@plt>
mov    %eax,%ecx
mov    %ebx,%eax
cltd
idiv   %ecx
pop    %rbx
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @binomial_moderate(i32 %0, i32 %1) {
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
store i32 %0, i32* %3
store i32 %1, i32* %4
%7 = load i32, i32* %4
%8 = load i32, i32* %3
%9 = load i32, i32* %4
%10 = sub nsw i32 %8, %9
%11 = icmp sgt i32 %7, %10
br i1 %11, label %12, label %16
12: ; preds = %2
%13 = load i32, i32* %3
%14 = load i32, i32* %4
%15 = sub nsw i32 %13, %14
store i32 %15, i32* %4
br label %16
16: ; preds = %12, %2
store i32 1, i32* %5
%17 = load i32, i32* %3
%18 = load i32, i32* %4
%19 = sub nsw i32 %17, %18
%20 = add nsw i32 %19, 1
store i32 %20, i32* %6
br label %21
21: ; preds = %29, %16
%22 = load i32, i32* %6
%23 = load i32, i32* %3
%24 = icmp sle i32 %22, %23
br i1 %24, label %25, label %32
25: ; preds = %21
%26 = load i32, i32* %6
%27 = load i32, i32* %5
%28 = mul nsw i32 %27, %26
store i32 %28, i32* %5
br label %29
29: ; preds = %25
%30 = load i32, i32* %6
%31 = add nsw i32 %30, 1
store i32 %31, i32* %6
br label %21
32: ; preds = %21
%33 = load i32, i32* %5
%34 = load i32, i32* %4
%35 = call i32 @fact(i32 %34)
%36 = sdiv i32 %33, %35
ret i32 %36
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @binomial_moderate(i32 %0, i32 %1) {
%3 = sub nsw i32 %0, %1
%4 = icmp slt i32 %3, %1
%5 = select i1 %4, i32 %3, i32 %1
%6 = icmp sgt i32 %5, 0
br i1 %6, label %7, label %86
7: ; preds = %2
%8 = sub nsw i32 %0, %5
%9 = add i32 %0, 1
%10 = sub i32 %9, %5
%11 = call i32 @llvm.smax.i32(i32 %0, i32 %10)
%12 = add i32 %5, %11
%13 = sub i32 %12, %0
%14 = icmp ult i32 %13, 8
br i1 %14, label %77, label %15
15: ; preds = %7
%16 = and i32 %13, -8
%17 = add i32 %8, %16
%18 = insertelement <4 x i32> poison, i32 %8, i64 0
%19 = shufflevector <4 x i32> %18, <4 x i32> poison, <4 x i32> zeroinitializer
%20 = add <4 x i32> %19, <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3>
%21 = add i32 %16, -8
%22 = lshr exact i32 %21, 3
%23 = add nuw nsw i32 %22, 1
%24 = and i32 %23, 3
%25 = icmp ult i32 %21, 24
br i1 %25, label %52, label %26
26: ; preds = %15
%27 = and i32 %23, 1073741820
br label %28
28: ; preds = %28, %26
%29 = phi <4 x i32> [ %20, %26 ], [ %49, %28 ]
%30 = phi <4 x i32> [ <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>, %26 ], [ %47, %28 ]
%31 = phi <4 x i32> [ <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>, %26 ], [ %48, %28 ]
%32 = phi i32 [ 0, %26 ], [ %50, %28 ]
%33 = add nsw <4 x i32> %29, <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>
%34 = add <4 x i32> %29, <i32 5, i32 5, i32 5, i32 5>
%35 = mul <4 x i32> %33, %30
%36 = mul <4 x i32> %34, %31
%37 = add <4 x i32> %29, <i32 9, i32 9, i32 9, i32 9>
%38 = add <4 x i32> %29, <i32 13, i32 13, i32 13, i32 13>
%39 = mul <4 x i32> %37, %35
%40 = mul <4 x i32> %38, %36
%41 = add <4 x i32> %29, <i32 17, i32 17, i32 17, i32 17>
%42 = add <4 x i32> %29, <i32 21, i32 21, i32 21, i32 21>
%43 = mul <4 x i32> %41, %39
%44 = mul <4 x i32> %42, %40
%45 = add <4 x i32> %29, <i32 25, i32 25, i32 25, i32 25>
%46 = add <4 x i32> %29, <i32 29, i32 29, i32 29, i32 29>
%47 = mul <4 x i32> %45, %43
%48 = mul <4 x i32> %46, %44
%49 = add <4 x i32> %29, <i32 32, i32 32, i32 32, i32 32>
%50 = add i32 %32, 4
%51 = icmp eq i32 %50, %27
br i1 %51, label %52, label %28
52: ; preds = %28, %15
%53 = phi <4 x i32> [ undef, %15 ], [ %47, %28 ]
%54 = phi <4 x i32> [ undef, %15 ], [ %48, %28 ]
%55 = phi <4 x i32> [ %20, %15 ], [ %49, %28 ]
%56 = phi <4 x i32> [ <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>, %15 ], [ %47, %28 ]
%57 = phi <4 x i32> [ <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>, %15 ], [ %48, %28 ]
%58 = icmp eq i32 %24, 0
br i1 %58, label %71, label %59
59: ; preds = %52, %59
%60 = phi <4 x i32> [ %68, %59 ], [ %55, %52 ]
%61 = phi <4 x i32> [ %66, %59 ], [ %56, %52 ]
%62 = phi <4 x i32> [ %67, %59 ], [ %57, %52 ]
%63 = phi i32 [ %69, %59 ], [ 0, %52 ]
%64 = add nsw <4 x i32> %60, <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>
%65 = add <4 x i32> %60, <i32 5, i32 5, i32 5, i32 5>
%66 = mul <4 x i32> %64, %61
%67 = mul <4 x i32> %65, %62
%68 = add <4 x i32> %60, <i32 8, i32 8, i32 8, i32 8>
%69 = add i32 %63, 1
%70 = icmp eq i32 %69, %24
br i1 %70, label %71, label %59
71: ; preds = %59, %52
%72 = phi <4 x i32> [ %53, %52 ], [ %66, %59 ]
%73 = phi <4 x i32> [ %54, %52 ], [ %67, %59 ]
%74 = mul <4 x i32> %73, %72
%75 = call i32 @llvm.vector.reduce.mul.v4i32(<4 x i32> %74)
%76 = icmp eq i32 %13, %16
br i1 %76, label %86, label %77
77: ; preds = %7, %71
%78 = phi i32 [ %8, %7 ], [ %17, %71 ]
%79 = phi i32 [ 1, %7 ], [ %75, %71 ]
br label %80
80: ; preds = %77, %80
%81 = phi i32 [ %83, %80 ], [ %78, %77 ]
%82 = phi i32 [ %84, %80 ], [ %79, %77 ]
%83 = add nsw i32 %81, 1
%84 = mul nsw i32 %83, %82
%85 = icmp slt i32 %83, %0
br i1 %85, label %80, label %86
86: ; preds = %80, %71, %2
%87 = phi i32 [ 1, %2 ], [ %75, %71 ], [ %84, %80 ]
%88 = tail call i32 @fact(i32 %5)
%89 = sdiv i32 %87, %88
ret i32 %89
}