#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 */
typedef int uint64_t;

/* Variables and functions */
int gcd(int, int);
uint64_t solve(uint64_t n) {
  uint64_t num = 1, den = 1;
  for (uint64_t i = 1; i <= n; ++i) {
    num *= n + i;
    den *= i;
    uint64_t q = gcd(num, den);
    num /= q;
    den /= q;
  }
  return num;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<solve>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x20,%rsp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
movl   $0x1,-0x8(%rbp)
movl   $0x1,-0xc(%rbp)
movl   $0x1,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jg     1187 <solve+0x77>
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    -0x10(%rbp),%eax
imul   -0x8(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
imul   -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%edi
mov    -0xc(%rbp),%esi
call   1030 <gcd@plt>
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%ecx
mov    -0x8(%rbp),%eax
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x8(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%ecx
mov    -0xc(%rbp),%eax
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0xc(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    1130 <solve+0x20>
mov    -0x8(%rbp),%eax
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<solve>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r12
push   %rbx
test   %edi,%edi
jle    117b <solve+0x6b>
mov    %edi,%r14d
mov    %edi,%r15d
neg    %r15d
mov    $0x1,%ecx
mov    $0x1,%r12d
mov    $0x1,%ebp
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
lea    (%r14,%r12,1),%ebx
imul   %ecx,%ebx
imul   %r12d,%ebp
mov    %ebx,%edi
mov    %ebp,%esi
call   1030 <gcd@plt>
mov    %eax,%esi
mov    %ebx,%eax
cltd
idiv   %esi
mov    %eax,%ecx
mov    %ebp,%eax
cltd
idiv   %esi
lea    (%r15,%r12,1),%edx
add    $0x1,%edx
mov    %r12d,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,%r12d
mov    %eax,%ebp
cmp    $0x1,%edx
jne    1140 <solve+0x30>
jmp    1180 <solve+0x70>
mov    $0x1,%ecx
mov    %ecx,%eax
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

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

LLVM IR (-O2):
define i32 @solve(i32 %0) {
%2 = icmp slt i32 %0, 1
br i1 %2, label %3, label %5
3: ; preds = %5, %1
%4 = phi i32 [ 1, %1 ], [ %13, %5 ]
ret i32 %4
5: ; preds = %1, %5
%6 = phi i32 [ %13, %5 ], [ 1, %1 ]
%7 = phi i32 [ %15, %5 ], [ 1, %1 ]
%8 = phi i32 [ %14, %5 ], [ 1, %1 ]
%9 = add nsw i32 %7, %0
%10 = mul nsw i32 %6, %9
%11 = mul nsw i32 %7, %8
%12 = tail call i32 @gcd(i32 %10, i32 %11)
%13 = sdiv i32 %10, %12
%14 = sdiv i32 %11, %12
%15 = add nuw i32 %7, 1
%16 = icmp eq i32 %7, %0
br i1 %16, label %3, label %5
}