#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*/ free(int *);
scalar_t__ malloc(int);
int /*<<< orphan*/ memset(int *, int /*<<< orphan*/, int);
int numTrees(int n) {
  int *trees, i, j, ret;
  trees = (int *)malloc((n + 1) * sizeof(int));
  memset(trees, 0, (n + 1) * sizeof(int));
  trees[0] = 1;
  for (i = 1; i <= n; ++i) {
    for (j = 0; j < i; ++j)
      trees[i] += trees[j] * trees[i - 1 - j];
  }
  ret = trees[n];
  free(trees);
  return ret;
}


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   1050 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rdi
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
cltq
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edx
xor    %esi,%esi
call   1040 <memset@plt>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movl   $0x1,(%rax)
movl   $0x1,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jg     11e9 <numTrees+0xb9>
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    11d6 <numTrees+0xa6>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
sub    -0x18(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
imul   (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
add    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    118f <numTrees+0x5f>
jmp    11db <numTrees+0xab>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    117c <numTrees+0x4c>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x4(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rdi
call   1030 <free@plt>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<numTrees>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %rbx
push   %rax
mov    %edi,%r14d
lea    0x4(,%r14,4),%ebp
mov    %ebp,%edi
call   1050 <malloc@plt>
mov    %rax,%r15
mov    %rax,%rdi
xor    %esi,%esi
mov    %ebp,%edx
call   1040 <memset@plt>
movl   $0x1,(%r15)
test   %r14d,%r14d
jle    1214 <numTrees+0xe4>
lea    0x1(%r14),%r9d
mov    %r15,%r8
add    $0x4,%r8
mov    $0x1,%edx
xor    %r10d,%r10d
mov    %r15,%rdi
jmp    1195 <numTrees+0x65>
add    $0x1,%rdx
add    $0x1,%r10
add    $0x4,%rdi
cmp    %r9,%rdx
je     1214 <numTrees+0xe4>
mov    (%r15,%rdx,4),%ebp
test   %r10,%r10
je     11f0 <numTrees+0xc0>
mov    %rdx,%rax
and    $0xfffffffffffffffe,%rax
neg    %rax
xor    %ecx,%ecx
mov    %r8,%rsi
nopl   (%rax)
mov    (%rdi,%rcx,4),%ebx
imul   -0x4(%rsi),%ebx
add    %ebp,%ebx
mov    %ebx,(%r15,%rdx,4)
mov    -0x4(%rdi,%rcx,4),%ebp
imul   (%rsi),%ebp
add    %ebx,%ebp
mov    %ebp,(%r15,%rdx,4)
add    $0x8,%rsi
add    $0xfffffffffffffffe,%rcx
cmp    %rcx,%rax
jne    11b0 <numTrees+0x80>
neg    %rcx
test   $0x1,%dl
je     1180 <numTrees+0x50>
jmp    11f7 <numTrees+0xc7>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
xor    %ecx,%ecx
test   $0x1,%dl
je     1180 <numTrees+0x50>
mov    %rcx,%rax
not    %rax
add    %rdx,%rax
mov    (%r15,%rax,4),%eax
imul   (%r15,%rcx,4),%eax
add    %eax,%ebp
mov    %ebp,(%r15,%rdx,4)
jmp    1180 <numTrees+0x50>
movslq %r14d,%rax
mov    (%r15,%rax,4),%ebp
mov    %r15,%rdi
call   1030 <free@plt>
mov    %ebp,%eax
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
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 %9, 4
%11 = trunc i64 %10 to i32
%12 = call i64 @malloc(i32 %11)
%13 = inttoptr i64 %12 to i32*
store i32* %13, i32** %3
%14 = load i32*, i32** %3
%15 = load i32, i32* %2
%16 = add nsw i32 %15, 1
%17 = sext i32 %16 to i64
%18 = mul i64 %17, 4
%19 = trunc i64 %18 to i32
%20 = call i32 @memset(i32* %14, i32 0, i32 %19)
%21 = load i32*, i32** %3
%22 = getelementptr inbounds i32, i32* %21, i64 0
store i32 1, i32* %22
store i32 1, i32* %4
br label %23
23: ; preds = %57, %1
%24 = load i32, i32* %4
%25 = load i32, i32* %2
%26 = icmp sle i32 %24, %25
br i1 %26, label %27, label %60
27: ; preds = %23
store i32 0, i32* %5
br label %28
28: ; preds = %53, %27
%29 = load i32, i32* %5
%30 = load i32, i32* %4
%31 = icmp slt i32 %29, %30
br i1 %31, label %32, label %56
32: ; preds = %28
%33 = load i32*, i32** %3
%34 = load i32, i32* %5
%35 = sext i32 %34 to i64
%36 = getelementptr inbounds i32, i32* %33, i64 %35
%37 = load i32, i32* %36
%38 = load i32*, i32** %3
%39 = load i32, i32* %4
%40 = sub nsw i32 %39, 1
%41 = load i32, i32* %5
%42 = sub nsw i32 %40, %41
%43 = sext i32 %42 to i64
%44 = getelementptr inbounds i32, i32* %38, i64 %43
%45 = load i32, i32* %44
%46 = mul nsw i32 %37, %45
%47 = load i32*, i32** %3
%48 = load i32, i32* %4
%49 = sext i32 %48 to i64
%50 = getelementptr inbounds i32, i32* %47, i64 %49
%51 = load i32, i32* %50
%52 = add nsw i32 %51, %46
store i32 %52, i32* %50
br label %53
53: ; preds = %32
%54 = load i32, i32* %5
%55 = add nsw i32 %54, 1
store i32 %55, i32* %5
br label %28
56: ; preds = %28
br label %57
57: ; preds = %56
%58 = load i32, i32* %4
%59 = add nsw i32 %58, 1
store i32 %59, i32* %4
br label %23
60: ; preds = %23
%61 = load i32*, i32** %3
%62 = load i32, i32* %2
%63 = sext i32 %62 to i64
%64 = getelementptr inbounds i32, i32* %61, i64 %63
%65 = load i32, i32* %64
store i32 %65, i32* %6
%66 = load i32*, i32** %3
%67 = call i32 @free(i32* %66)
%68 = load i32, i32* %6
ret i32 %68
}

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