#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 *num = (int *)malloc((n + 1) * sizeof(int));
  num[0] = 1;
  for (int i = 1; i <= n; i++) {
    for (int j = 1; j <= i; j++) {
      num[i] += num[j - 1] * num[i - j];
    }
  }
  return num[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)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movl   $0x1,(%rax)
movl   $0x1,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jg     11b2 <numTrees+0xa2>
movl   $0x1,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jg     119f <numTrees+0x8f>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%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    1156 <numTrees+0x46>
jmp    11a4 <numTrees+0x94>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1143 <numTrees+0x33>
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   %r14
push   %rbx
push   %rax
mov    %edi,%r14d
lea    0x4(,%r14,4),%edi
call   1030 <malloc@plt>
movl   $0x1,(%rax)
test   %r14d,%r14d
jle    11e2 <numTrees+0xd2>
lea    0x1(%r14),%r8d
mov    $0x1,%edx
xor    %r10d,%r10d
mov    %rax,%r9
jmp    1165 <numTrees+0x55>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
add    $0x1,%rdx
add    $0x1,%r10
add    $0x4,%r9
cmp    %r8,%rdx
je     11e2 <numTrees+0xd2>
mov    (%rax,%rdx,4),%ebx
test   %r10,%r10
je     11c0 <numTrees+0xb0>
mov    %rdx,%r11
and    $0xfffffffffffffffe,%r11
neg    %r11
mov    $0x1,%ecx
mov    %r9,%rsi
nop
mov    (%rsi),%edi
imul   -0x4(%rax,%rcx,4),%edi
add    %ebx,%edi
mov    %edi,(%rax,%rdx,4)
mov    -0x4(%rsi),%ebx
imul   (%rax,%rcx,4),%ebx
add    %edi,%ebx
mov    %ebx,(%rax,%rdx,4)
add    $0xfffffffffffffff8,%rsi
lea    (%r11,%rcx,1),%rdi
add    $0x2,%rdi
add    $0x2,%rcx
cmp    $0x1,%rdi
jne    1180 <numTrees+0x70>
test   $0x1,%dl
je     1150 <numTrees+0x40>
jmp    11ca <numTrees+0xba>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
mov    $0x1,%ecx
test   $0x1,%dl
je     1150 <numTrees+0x40>
mov    %rdx,%rsi
sub    %rcx,%rsi
mov    (%rax,%rsi,4),%esi
imul   -0x4(%rax,%rcx,4),%esi
add    %esi,%ebx
mov    %ebx,(%rax,%rdx,4)
jmp    1150 <numTrees+0x40>
movslq %r14d,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r14
ret

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

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*
store i32 1, i32* %5
%6 = icmp slt i32 %0, 1
br i1 %6, label %19, label %7
7: ; preds = %1
%8 = add nuw i32 %0, 1
%9 = zext i32 %8 to i64
br label %10
10: ; preds = %7, %36
%11 = phi i64 [ 0, %7 ], [ %39, %36 ]
%12 = phi i64 [ 1, %7 ], [ %37, %36 ]
%13 = getelementptr inbounds i32, i32* %5, i64 %12
%14 = load i32, i32* %13
%15 = and i64 %12, 1
%16 = icmp eq i64 %11, 0
br i1 %16, label %23, label %17
17: ; preds = %10
%18 = and i64 %12, 9223372036854775806
br label %40
19: ; preds = %36, %1
%20 = sext i32 %0 to i64
%21 = getelementptr inbounds i32, i32* %5, i64 %20
%22 = load i32, i32* %21
ret i32 %22
23: ; preds = %40, %10
%24 = phi i32 [ %14, %10 ], [ %59, %40 ]
%25 = phi i64 [ 1, %10 ], [ %60, %40 ]
%26 = icmp eq i64 %15, 0
br i1 %26, label %36, label %27
27: ; preds = %23
%28 = add nsw i64 %25, -1
%29 = getelementptr inbounds i32, i32* %5, i64 %28
%30 = load i32, i32* %29
%31 = sub nsw i64 %12, %25
%32 = getelementptr inbounds i32, i32* %5, i64 %31
%33 = load i32, i32* %32
%34 = mul nsw i32 %33, %30
%35 = add nsw i32 %24, %34
store i32 %35, i32* %13
br label %36
36: ; preds = %23, %27
%37 = add nuw nsw i64 %12, 1
%38 = icmp eq i64 %37, %9
%39 = add i64 %11, 1
br i1 %38, label %19, label %10
40: ; preds = %40, %17
%41 = phi i32 [ %14, %17 ], [ %59, %40 ]
%42 = phi i64 [ 1, %17 ], [ %60, %40 ]
%43 = phi i64 [ 0, %17 ], [ %61, %40 ]
%44 = add nsw i64 %42, -1
%45 = getelementptr inbounds i32, i32* %5, i64 %44
%46 = load i32, i32* %45
%47 = sub nsw i64 %12, %42
%48 = getelementptr inbounds i32, i32* %5, i64 %47
%49 = load i32, i32* %48
%50 = mul nsw i32 %49, %46
%51 = add nsw i32 %41, %50
store i32 %51, i32* %13
%52 = xor i64 %42, -1
%53 = getelementptr inbounds i32, i32* %5, i64 %42
%54 = load i32, i32* %53
%55 = add nsw i64 %12, %52
%56 = getelementptr inbounds i32, i32* %5, i64 %55
%57 = load i32, i32* %56
%58 = mul nsw i32 %57, %54
%59 = add nsw i32 %51, %58
store i32 %59, i32* %13
%60 = add nuw nsw i64 %42, 2
%61 = add i64 %43, 2
%62 = icmp eq i64 %61, %18
br i1 %62, label %23, label %40
}