#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 uint8_t;
typedef int uint16_t;

/* Variables and functions */
uint8_t sqrt16(uint16_t x) {
  if (x <= 1) {
    return x;
  }
  uint8_t low = 1;
  uint8_t hi, mid;
  if (x > 7904) {
    hi = 255;
  } else {
    hi = (x >> 5) + 8;
  }
  do {
    mid = (low + hi) >> 1;
    if ((uint16_t)(mid * mid) > x) {
      hi = mid - 1;
    } else {
      if (mid == 255) {
        return 255;
      }
      low = mid + 1;
    }
  } while (hi >= low);
  return low - 1;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<sqrt16>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x8(%rbp)
cmpl   $0x1,-0x8(%rbp)
jg     111c <sqrt16+0x1c>
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    11b3 <sqrt16+0xb3>
movl   $0x1,-0xc(%rbp)
cmpl   $0x1ee0,-0x8(%rbp)
jle    113c <sqrt16+0x3c>
movl   $0xff,-0x10(%rbp)
jmp    1148 <sqrt16+0x48>
mov    -0x8(%rbp),%eax
sar    $0x5,%eax
add    $0x8,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    114d <sqrt16+0x4d>
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    -0x10(%rbp),%eax
sar    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
imul   -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
jle    1177 <sqrt16+0x77>
mov    -0x14(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    1199 <sqrt16+0x99>
cmpl   $0xff,-0x14(%rbp)
jne    1190 <sqrt16+0x90>
movl   $0xff,-0x4(%rbp)
jmp    11b3 <sqrt16+0xb3>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
jmp    119e <sqrt16+0x9e>
mov    -0x10(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    114d <sqrt16+0x4d>
mov    -0xc(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<sqrt16>:
mov    %edi,%eax
cmp    $0x2,%edi
jl     115d <sqrt16+0x5d>
mov    %eax,%edx
shr    $0x5,%edx
add    $0x8,%edx
cmp    $0x1ee1,%eax
mov    $0xff,%ecx
cmovb  %edx,%ecx
mov    $0x1,%edx
jmp    1139 <sqrt16+0x39>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
add    $0xffffffff,%esi
mov    %esi,%ecx
cmp    %edx,%ecx
jl     1158 <sqrt16+0x58>
lea    (%rcx,%rdx,1),%esi
sar    %esi
mov    %esi,%edi
imul   %esi,%edi
cmp    %eax,%edi
jg     1130 <sqrt16+0x30>
cmp    $0xff,%esi
je     115e <sqrt16+0x5e>
add    $0x1,%esi
mov    %esi,%edx
cmp    %edx,%ecx
jge    1139 <sqrt16+0x39>
add    $0xffffffff,%edx
mov    %edx,%eax
ret
mov    $0xff,%eax
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @sqrt16(i32 %0) {
%2 = alloca i32
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
store i32 %0, i32* %3
%7 = load i32, i32* %3
%8 = icmp sle i32 %7, 1
br i1 %8, label %9, label %11
9: ; preds = %1
%10 = load i32, i32* %3
store i32 %10, i32* %2
br label %48
11: ; preds = %1
store i32 1, i32* %4
%12 = load i32, i32* %3
%13 = icmp sgt i32 %12, 7904
br i1 %13, label %14, label %15
14: ; preds = %11
store i32 255, i32* %5
br label %19
15: ; preds = %11
%16 = load i32, i32* %3
%17 = ashr i32 %16, 5
%18 = add nsw i32 %17, 8
store i32 %18, i32* %5
br label %19
19: ; preds = %15, %14
br label %20
20: ; preds = %41, %19
%21 = load i32, i32* %4
%22 = load i32, i32* %5
%23 = add nsw i32 %21, %22
%24 = ashr i32 %23, 1
store i32 %24, i32* %6
%25 = load i32, i32* %6
%26 = load i32, i32* %6
%27 = mul nsw i32 %25, %26
%28 = load i32, i32* %3
%29 = icmp sgt i32 %27, %28
br i1 %29, label %30, label %33
30: ; preds = %20
%31 = load i32, i32* %6
%32 = sub nsw i32 %31, 1
store i32 %32, i32* %5
br label %40
33: ; preds = %20
%34 = load i32, i32* %6
%35 = icmp eq i32 %34, 255
br i1 %35, label %36, label %37
36: ; preds = %33
store i32 255, i32* %2
br label %48
37: ; preds = %33
%38 = load i32, i32* %6
%39 = add nsw i32 %38, 1
store i32 %39, i32* %4
br label %40
40: ; preds = %37, %30
br label %41
41: ; preds = %40
%42 = load i32, i32* %5
%43 = load i32, i32* %4
%44 = icmp sge i32 %42, %43
br i1 %44, label %20, label %45
45: ; preds = %41
%46 = load i32, i32* %4
%47 = sub nsw i32 %46, 1
store i32 %47, i32* %2
br label %48
48: ; preds = %45, %36, %9
%49 = load i32, i32* %2
ret i32 %49
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @sqrt16(i32 %0) {
%2 = icmp slt i32 %0, 2
br i1 %2, label %27, label %3
3: ; preds = %1
%4 = icmp ugt i32 %0, 7904
%5 = lshr i32 %0, 5
%6 = add nuw nsw i32 %5, 8
%7 = select i1 %4, i32 255, i32 %6
br label %8
8: ; preds = %21, %3
%9 = phi i32 [ 1, %3 ], [ %22, %21 ]
%10 = phi i32 [ %7, %3 ], [ %23, %21 ]
%11 = add nsw i32 %10, %9
%12 = ashr i32 %11, 1
%13 = mul nsw i32 %12, %12
%14 = icmp sgt i32 %13, %0
br i1 %14, label %15, label %17
15: ; preds = %8
%16 = add nsw i32 %12, -1
br label %21
17: ; preds = %8
%18 = icmp eq i32 %12, 255
br i1 %18, label %27, label %19
19: ; preds = %17
%20 = add nsw i32 %12, 1
br label %21
21: ; preds = %15, %19
%22 = phi i32 [ %9, %15 ], [ %20, %19 ]
%23 = phi i32 [ %16, %15 ], [ %10, %19 ]
%24 = icmp slt i32 %23, %22
br i1 %24, label %25, label %8
25: ; preds = %21
%26 = add nsw i32 %22, -1
br label %27
27: ; preds = %17, %25, %1
%28 = phi i32 [ %0, %1 ], [ %26, %25 ], [ 255, %17 ]
ret i32 %28
}