#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 ceil(double);
int floor(double);
double sqrt(int);
int pita2(int lim) {
  int b, c, asqr, peri, res, ires;
  double csqr;
  int refs[1001] = {0};
  for (int a = 3; a <= (lim / 4) + 1; a++) {
    b = a + 1;
    csqr = sqrt(a * a + b * b);
    c = floor(csqr);
    peri = a + b + c;
    while (peri < lim) {
      if (floor(csqr) == ceil(csqr)) {
        refs[peri] += 1;
      }
      b++;
      csqr = sqrt(a * a + b * b);
      c = floor(csqr);
      peri = a + b + c;
    }
  }
  res = 0;
  ires = 0;
  for (int i = 0; i < lim; i++) {
    if (refs[i] > res) {
      res = refs[i];
      ires = i;
    }
  }
  return (ires * 1000) + res;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<pita2>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0xfe0,%rsp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
lea    -0xfd0(%rbp),%rdi
xor    %esi,%esi
mov    $0xfa4,%edx
call   1040 <memset@plt>
movl   $0x3,-0xfd4(%rbp)
mov    -0xfd4(%rbp),%eax
mov    %eax,-0xfdc(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    $0x4,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%ecx
mov    -0xfdc(%rbp),%eax
add    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jg     128b <pita2+0x14b>
mov    -0xfd4(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
mov    -0xfd4(%rbp),%edi
imul   -0xfd4(%rbp),%edi
mov    -0x8(%rbp),%eax
imul   -0x8(%rbp),%eax
add    %eax,%edi
call   1050 <sqrt@plt>
movsd  %xmm0,-0x28(%rbp)
movsd  -0x28(%rbp),%xmm0
call   1060 <floor@plt>
mov    %eax,-0xc(%rbp)
mov    -0xfd4(%rbp),%eax
add    -0x8(%rbp),%eax
add    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    1272 <pita2+0x132>
movsd  -0x28(%rbp),%xmm0
call   1060 <floor@plt>
mov    %eax,-0xfe0(%rbp)
movsd  -0x28(%rbp),%xmm0
call   1030 <ceil@plt>
mov    %eax,%ecx
mov    -0xfe0(%rbp),%eax
cmp    %ecx,%eax
jne    1228 <pita2+0xe8>
movslq -0x14(%rbp),%rax
mov    -0xfd0(%rbp,%rax,4),%ecx
add    $0x1,%ecx
mov    %ecx,-0xfd0(%rbp,%rax,4)
mov    -0x8(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
mov    -0xfd4(%rbp),%edi
imul   -0xfd4(%rbp),%edi
mov    -0x8(%rbp),%eax
imul   -0x8(%rbp),%eax
add    %eax,%edi
call   1050 <sqrt@plt>
movsd  %xmm0,-0x28(%rbp)
movsd  -0x28(%rbp),%xmm0
call   1060 <floor@plt>
mov    %eax,-0xc(%rbp)
mov    -0xfd4(%rbp),%eax
add    -0x8(%rbp),%eax
add    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    11dd <pita2+0x9d>
jmp    1277 <pita2+0x137>
mov    -0xfd4(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xfd4(%rbp)
jmp    116b <pita2+0x2b>
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
movl   $0x0,-0xfd8(%rbp)
mov    -0xfd8(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    12fc <pita2+0x1bc>
movslq -0xfd8(%rbp),%rax
mov    -0xfd0(%rbp,%rax,4),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jle    12e3 <pita2+0x1a3>
movslq -0xfd8(%rbp),%rax
mov    -0xfd0(%rbp,%rax,4),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0xfd8(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    12e8 <pita2+0x1a8>
mov    -0xfd8(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xfd8(%rbp)
jmp    12a3 <pita2+0x163>
imul   $0x3e8,-0x1c(%rbp),%eax
add    -0x18(%rbp),%eax
add    $0xfe0,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<pita2>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0xfd8,%rsp
mov    %edi,%r14d
lea    0x30(%rsp),%rdi
mov    $0xfa4,%edx
xor    %esi,%esi
call   1040 <memset@plt>
cmp    $0x8,%r14d
jge    11d0 <pita2+0x90>
test   %r14d,%r14d
mov    $0x0,%eax
jle    11be <pita2+0x7e>
mov    %r14d,%edi
lea    -0x1(%rdi),%rcx
mov    %edi,%eax
and    $0x3,%eax
cmp    $0x3,%rcx
jae    12e2 <pita2+0x1a2>
xor    %ecx,%ecx
xor    %edx,%edx
xor    %esi,%esi
test   %rax,%rax
je     11b6 <pita2+0x76>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
mov    0x30(%rsp,%rcx,4),%edi
cmp    %esi,%edi
cmovg  %edi,%esi
cmovg  %ecx,%edx
add    $0x1,%rcx
add    $0xffffffffffffffff,%rax
jne    11a0 <pita2+0x60>
imul   $0x3e8,%edx,%eax
add    %esi,%eax
add    $0xfd8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret
mov    %r14d,%eax
shr    $0x2,%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,0x20(%rsp)
movl   $0x3,0xc(%rsp)
movl   $0x7,0x14(%rsp)
movl   $0x5,0x10(%rsp)
jmp    1219 <pita2+0xd9>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
addl   $0x2,0x14(%rsp)
addl   $0x1,0x10(%rsp)
mov    0x28(%rsp),%rax
cmp    0x20(%rsp),%eax
je     116b <pita2+0x2b>
mov    0xc(%rsp),%eax
mov    %eax,%ebp
lea    0x1(%rbp),%edi
imul   %eax,%eax
mov    %edi,0xc(%rsp)
imul   %edi,%edi
mov    %eax,0x24(%rsp)
add    %eax,%edi
call   1050 <sqrt@plt>
movsd  %xmm0,0x18(%rsp)
call   1060 <floor@plt>
mov    %rbp,0x28(%rsp)
add    %ebp,%ebp
add    $0x1,%ebp
add    %eax,%ebp
cmp    %r14d,%ebp
jge    1200 <pita2+0xc0>
mov    0x10(%rsp),%r13d
mov    0x14(%rsp),%eax
mov    %eax,%r12d
mov    0xc(%rsp),%eax
mov    %eax,%r15d
jmp    12bc <pita2+0x17c>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
lea    0x1(%r15),%ebx
mov    %r13d,%edi
imul   %r13d,%edi
add    0x24(%rsp),%edi
call   1050 <sqrt@plt>
movsd  %xmm0,0x18(%rsp)
call   1060 <floor@plt>
mov    0x28(%rsp),%rcx
lea    (%r15,%rcx,1),%ebp
add    $0x1,%ebp
add    %eax,%ebp
add    %r12d,%eax
add    $0x1,%eax
mov    %r12d,%ecx
add    $0x1,%ecx
add    $0x1,%r13d
mov    %ecx,%r12d
mov    %ebx,%r15d
cmp    %r14d,%eax
jge    1200 <pita2+0xc0>
movsd  0x18(%rsp),%xmm0
call   1060 <floor@plt>
mov    %eax,%ebx
movsd  0x18(%rsp),%xmm0
call   1030 <ceil@plt>
cmp    %eax,%ebx
jne    1270 <pita2+0x130>
movslq %ebp,%rax
addl   $0x1,0x30(%rsp,%rax,4)
jmp    1270 <pita2+0x130>
and    $0xfffffffc,%edi
xor    %ecx,%ecx
xor    %edx,%edx
xor    %esi,%esi
jmp    12ff <pita2+0x1bf>
nopl   (%rax)
mov    %ebp,%esi
add    $0x4,%rcx
cmp    %rdi,%rcx
je     1191 <pita2+0x51>
mov    0x30(%rsp,%rcx,4),%ebp
cmp    %esi,%ebp
cmovg  %ebp,%esi
mov    0x34(%rsp,%rcx,4),%ebx
cmovg  %ecx,%edx
cmp    %esi,%ebx
jg     1320 <pita2+0x1e0>
mov    %esi,%ebx
jmp    1323 <pita2+0x1e3>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
lea    0x1(%rcx),%edx
mov    0x38(%rsp,%rcx,4),%ebp
cmp    %ebx,%ebp
jg     1330 <pita2+0x1f0>
mov    %ebx,%ebp
jmp    1333 <pita2+0x1f3>
nop
lea    0x2(%rcx),%edx
mov    0x3c(%rsp,%rcx,4),%esi
cmp    %ebp,%esi
jle    12f0 <pita2+0x1b0>
lea    0x3(%rcx),%edx
jmp    12f2 <pita2+0x1b2>

LLVM IR (-O0):
define i32 @pita2(i32 %0) {
%2 = alloca i32
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca double
%10 = alloca [1001 x i32]
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
store i32 %0, i32* %2
%13 = bitcast [1001 x i32]* %10 to i8*
store i32 3, i32* %11
br label %14
14: ; preds = %73, %1
%15 = load i32, i32* %11
%16 = load i32, i32* %2
%17 = sdiv i32 %16, 4
%18 = add nsw i32 %17, 1
%19 = icmp sle i32 %15, %18
br i1 %19, label %20, label %76
20: ; preds = %14
%21 = load i32, i32* %11
%22 = add nsw i32 %21, 1
store i32 %22, i32* %3
%23 = load i32, i32* %11
%24 = load i32, i32* %11
%25 = mul nsw i32 %23, %24
%26 = load i32, i32* %3
%27 = load i32, i32* %3
%28 = mul nsw i32 %26, %27
%29 = add nsw i32 %25, %28
%30 = call double @sqrt(i32 %29)
store double %30, double* %9
%31 = load double, double* %9
%32 = call i32 @floor(double %31)
store i32 %32, i32* %4
%33 = load i32, i32* %11
%34 = load i32, i32* %3
%35 = add nsw i32 %33, %34
%36 = load i32, i32* %4
%37 = add nsw i32 %35, %36
store i32 %37, i32* %6
br label %38
38: ; preds = %54, %20
%39 = load i32, i32* %6
%40 = load i32, i32* %2
%41 = icmp slt i32 %39, %40
br i1 %41, label %42, label %72
42: ; preds = %38
%43 = load double, double* %9
%44 = call i32 @floor(double %43)
%45 = load double, double* %9
%46 = call i32 @ceil(double %45)
%47 = icmp eq i32 %44, %46
br i1 %47, label %48, label %54
48: ; preds = %42
%49 = load i32, i32* %6
%50 = sext i32 %49 to i64
%51 = getelementptr inbounds [1001 x i32], [1001 x i32]* %10, i64 0, i64 %50
%52 = load i32, i32* %51
%53 = add nsw i32 %52, 1
store i32 %53, i32* %51
br label %54
54: ; preds = %48, %42
%55 = load i32, i32* %3
%56 = add nsw i32 %55, 1
store i32 %56, i32* %3
%57 = load i32, i32* %11
%58 = load i32, i32* %11
%59 = mul nsw i32 %57, %58
%60 = load i32, i32* %3
%61 = load i32, i32* %3
%62 = mul nsw i32 %60, %61
%63 = add nsw i32 %59, %62
%64 = call double @sqrt(i32 %63)
store double %64, double* %9
%65 = load double, double* %9
%66 = call i32 @floor(double %65)
store i32 %66, i32* %4
%67 = load i32, i32* %11
%68 = load i32, i32* %3
%69 = add nsw i32 %67, %68
%70 = load i32, i32* %4
%71 = add nsw i32 %69, %70
store i32 %71, i32* %6
br label %38
72: ; preds = %38
br label %73
73: ; preds = %72
%74 = load i32, i32* %11
%75 = add nsw i32 %74, 1
store i32 %75, i32* %11
br label %14
76: ; preds = %14
store i32 0, i32* %7
store i32 0, i32* %8
store i32 0, i32* %12
br label %77
77: ; preds = %95, %76
%78 = load i32, i32* %12
%79 = load i32, i32* %2
%80 = icmp slt i32 %78, %79
br i1 %80, label %81, label %98
81: ; preds = %77
%82 = load i32, i32* %12
%83 = sext i32 %82 to i64
%84 = getelementptr inbounds [1001 x i32], [1001 x i32]* %10, i64 0, i64 %83
%85 = load i32, i32* %84
%86 = load i32, i32* %7
%87 = icmp sgt i32 %85, %86
br i1 %87, label %88, label %94
88: ; preds = %81
%89 = load i32, i32* %12
%90 = sext i32 %89 to i64
%91 = getelementptr inbounds [1001 x i32], [1001 x i32]* %10, i64 0, i64 %90
%92 = load i32, i32* %91
store i32 %92, i32* %7
%93 = load i32, i32* %12
store i32 %93, i32* %8
br label %94
94: ; preds = %88, %81
br label %95
95: ; preds = %94
%96 = load i32, i32* %12
%97 = add nsw i32 %96, 1
store i32 %97, i32* %12
br label %77
98: ; preds = %77
%99 = load i32, i32* %8
%100 = mul nsw i32 %99, 1000
%101 = load i32, i32* %7
%102 = add nsw i32 %100, %101
ret i32 %102
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @pita2(i32 %0) {
%2 = alloca [1001 x i32]
%3 = bitcast [1001 x i32]* %2 to i8*
%4 = icmp slt i32 %0, 8
br i1 %4, label %10, label %5
5: ; preds = %1
%6 = lshr i32 %0, 2
%7 = add nuw nsw i32 %6, 1
br label %19
8: ; preds = %42, %19
%9 = icmp eq i32 %20, %7
br i1 %9, label %10, label %19
10: ; preds = %8, %1
%11 = icmp sgt i32 %0, 0
br i1 %11, label %12, label %77
12: ; preds = %10
%13 = zext i32 %0 to i64
%14 = add nsw i64 %13, -1
%15 = and i64 %13, 3
%16 = icmp ult i64 %14, 3
br i1 %16, label %51, label %17
17: ; preds = %12
%18 = and i64 %13, 4294967292
br label %79
19: ; preds = %5, %8
%20 = phi i32 [ %21, %8 ], [ 3, %5 ]
%21 = add nuw nsw i32 %20, 1
%22 = mul nsw i32 %20, %20
%23 = mul nsw i32 %21, %21
%24 = add nuw nsw i32 %23, %22
%25 = tail call double @sqrt(i32 %24)
%26 = tail call i32 @floor(double %25)
%27 = add nuw nsw i32 %21, %20
%28 = add nsw i32 %27, %26
%29 = icmp slt i32 %28, %0
br i1 %29, label %30, label %8
30: ; preds = %19, %42
%31 = phi double [ %46, %42 ], [ %25, %19 ]
%32 = phi i32 [ %49, %42 ], [ %28, %19 ]
%33 = phi i32 [ %43, %42 ], [ %21, %19 ]
%34 = tail call i32 @floor(double %31)
%35 = tail call i32 @ceil(double %31)
%36 = icmp eq i32 %34, %35
br i1 %36, label %37, label %42
37: ; preds = %30
%38 = sext i32 %32 to i64
%39 = getelementptr inbounds [1001 x i32], [1001 x i32]* %2, i64 0, i64 %38
%40 = load i32, i32* %39
%41 = add nsw i32 %40, 1
store i32 %41, i32* %39
br label %42
42: ; preds = %37, %30
%43 = add nuw nsw i32 %33, 1
%44 = mul nsw i32 %43, %43
%45 = add nuw nsw i32 %44, %22
%46 = tail call double @sqrt(i32 %45)
%47 = tail call i32 @floor(double %46)
%48 = add nuw nsw i32 %43, %20
%49 = add nsw i32 %48, %47
%50 = icmp slt i32 %49, %0
br i1 %50, label %30, label %8
51: ; preds = %79, %12
%52 = phi i32 [ undef, %12 ], [ %108, %79 ]
%53 = phi i32 [ undef, %12 ], [ %110, %79 ]
%54 = phi i64 [ 0, %12 ], [ %111, %79 ]
%55 = phi i32 [ 0, %12 ], [ %110, %79 ]
%56 = phi i32 [ 0, %12 ], [ %108, %79 ]
%57 = icmp eq i64 %15, 0
br i1 %57, label %72, label %58
58: ; preds = %51, %58
%59 = phi i64 [ %69, %58 ], [ %54, %51 ]
%60 = phi i32 [ %68, %58 ], [ %55, %51 ]
%61 = phi i32 [ %66, %58 ], [ %56, %51 ]
%62 = phi i64 [ %70, %58 ], [ 0, %51 ]
%63 = getelementptr inbounds [1001 x i32], [1001 x i32]* %2, i64 0, i64 %59
%64 = load i32, i32* %63
%65 = icmp sgt i32 %64, %61
%66 = select i1 %65, i32 %64, i32 %61
%67 = trunc i64 %59 to i32
%68 = select i1 %65, i32 %67, i32 %60
%69 = add nuw nsw i64 %59, 1
%70 = add i64 %62, 1
%71 = icmp eq i64 %70, %15
br i1 %71, label %72, label %58
72: ; preds = %58, %51
%73 = phi i32 [ %52, %51 ], [ %66, %58 ]
%74 = phi i32 [ %53, %51 ], [ %68, %58 ]
%75 = mul i32 %74, 1000
%76 = add nsw i32 %75, %73
br label %77
77: ; preds = %72, %10
%78 = phi i32 [ %76, %72 ], [ 0, %10 ]
ret i32 %78
79: ; preds = %79, %17
%80 = phi i64 [ 0, %17 ], [ %111, %79 ]
%81 = phi i32 [ 0, %17 ], [ %110, %79 ]
%82 = phi i32 [ 0, %17 ], [ %108, %79 ]
%83 = phi i64 [ 0, %17 ], [ %112, %79 ]
%84 = getelementptr inbounds [1001 x i32], [1001 x i32]* %2, i64 0, i64 %80
%85 = load i32, i32* %84
%86 = icmp sgt i32 %85, %82
%87 = select i1 %86, i32 %85, i32 %82
%88 = trunc i64 %80 to i32
%89 = select i1 %86, i32 %88, i32 %81
%90 = or i64 %80, 1
%91 = getelementptr inbounds [1001 x i32], [1001 x i32]* %2, i64 0, i64 %90
%92 = load i32, i32* %91
%93 = icmp sgt i32 %92, %87
%94 = select i1 %93, i32 %92, i32 %87
%95 = trunc i64 %90 to i32
%96 = select i1 %93, i32 %95, i32 %89
%97 = or i64 %80, 2
%98 = getelementptr inbounds [1001 x i32], [1001 x i32]* %2, i64 0, i64 %97
%99 = load i32, i32* %98
%100 = icmp sgt i32 %99, %94
%101 = select i1 %100, i32 %99, i32 %94
%102 = trunc i64 %97 to i32
%103 = select i1 %100, i32 %102, i32 %96
%104 = or i64 %80, 3
%105 = getelementptr inbounds [1001 x i32], [1001 x i32]* %2, i64 0, i64 %104
%106 = load i32, i32* %105
%107 = icmp sgt i32 %106, %101
%108 = select i1 %107, i32 %106, i32 %101
%109 = trunc i64 %104 to i32
%110 = select i1 %107, i32 %109, i32 %103
%111 = add nuw nsw i64 %80, 4
%112 = add i64 %83, 4
%113 = icmp eq i64 %112, %18
br i1 %113, label %51, label %79
}