#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 uint16_t;

/* Variables and functions */
uint16_t ml_sqrt(uint16_t n) {
  uint16_t input = n;
  uint16_t result = 0;
  uint16_t one = 1u << 14;
  while (one > input) {
    one >>= 2;
  }
  while (one != 0) {
    if (input >= result + one) {
      input = input - (result + one);
      result = result + 2 * one;
    }
    result >>= 1;
    one >>= 2;
  }
  if (input > result) {
    result++;
  }
  return result;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<ml_sqrt>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
movl   $0x0,-0xc(%rbp)
movl   $0x4000,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
jle    1135 <ml_sqrt+0x35>
mov    -0x10(%rbp),%eax
sar    $0x2,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    111b <ml_sqrt+0x1b>
jmp    113a <ml_sqrt+0x3a>
cmpl   $0x0,-0x10(%rbp)
je     1188 <ml_sqrt+0x88>
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
add    -0x10(%rbp),%ecx
cmp    %ecx,%eax
jl     1171 <ml_sqrt+0x71>
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
add    -0x10(%rbp),%ecx
sub    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    -0x10(%rbp),%ecx
shl    $0x1,%ecx
add    %ecx,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
sar    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
sar    $0x2,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    113a <ml_sqrt+0x3a>
mov    -0x8(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jle    119d <ml_sqrt+0x9d>
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<ml_sqrt>:
mov    $0x4000,%ecx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
mov    %ecx,%eax
shr    $0x2,%ecx
cmp    %edi,%eax
jg     1110 <ml_sqrt+0x10>
test   %eax,%eax
je     1156 <ml_sqrt+0x56>
xor    %r8d,%r8d
xor    %esi,%esi
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
lea    (%rax,%rsi,1),%ecx
cmp    %ecx,%edi
cmovl  %r8d,%ecx
lea    (%rax,%rax,1),%edx
cmovl  %r8d,%edx
sub    %ecx,%edi
add    %esi,%edx
sar    %edx
mov    %eax,%ecx
shr    $0x2,%ecx
mov    %edx,%esi
cmp    $0x3,%eax
mov    %ecx,%eax
ja     1130 <ml_sqrt+0x30>
jmp    1158 <ml_sqrt+0x58>
xor    %edx,%edx
xor    %eax,%eax
cmp    %edx,%edi
setg   %al
add    %edx,%eax
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @ml_sqrt(i32 %0) {
%2 = alloca i32
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
store i32 %0, i32* %2
%6 = load i32, i32* %2
store i32 %6, i32* %3
store i32 0, i32* %4
store i32 16384, i32* %5
br label %7
7: ; preds = %11, %1
%8 = load i32, i32* %5
%9 = load i32, i32* %3
%10 = icmp sgt i32 %8, %9
br i1 %10, label %11, label %14
11: ; preds = %7
%12 = load i32, i32* %5
%13 = ashr i32 %12, 2
store i32 %13, i32* %5
br label %7
14: ; preds = %7
br label %15
15: ; preds = %34, %14
%16 = load i32, i32* %5
%17 = icmp ne i32 %16, 0
br i1 %17, label %18, label %39
18: ; preds = %15
%19 = load i32, i32* %3
%20 = load i32, i32* %4
%21 = load i32, i32* %5
%22 = add nsw i32 %20, %21
%23 = icmp sge i32 %19, %22
br i1 %23, label %24, label %34
24: ; preds = %18
%25 = load i32, i32* %3
%26 = load i32, i32* %4
%27 = load i32, i32* %5
%28 = add nsw i32 %26, %27
%29 = sub nsw i32 %25, %28
store i32 %29, i32* %3
%30 = load i32, i32* %4
%31 = load i32, i32* %5
%32 = mul nsw i32 2, %31
%33 = add nsw i32 %30, %32
store i32 %33, i32* %4
br label %34
34: ; preds = %24, %18
%35 = load i32, i32* %4
%36 = ashr i32 %35, 1
store i32 %36, i32* %4
%37 = load i32, i32* %5
%38 = ashr i32 %37, 2
store i32 %38, i32* %5
br label %15
39: ; preds = %15
%40 = load i32, i32* %3
%41 = load i32, i32* %4
%42 = icmp sgt i32 %40, %41
br i1 %42, label %43, label %46
43: ; preds = %39
%44 = load i32, i32* %4
%45 = add nsw i32 %44, 1
store i32 %45, i32* %4
br label %46
46: ; preds = %43, %39
%47 = load i32, i32* %4
ret i32 %47
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @ml_sqrt(i32 %0) {
br label %2
2: ; preds = %2, %1
%3 = phi i32 [ 16384, %1 ], [ %5, %2 ]
%4 = icmp sgt i32 %3, %0
%5 = lshr i32 %3, 2
br i1 %4, label %2, label %6
6: ; preds = %2
%7 = icmp eq i32 %3, 0
br i1 %7, label %22, label %8
8: ; preds = %6, %8
%9 = phi i32 [ %20, %8 ], [ %3, %6 ]
%10 = phi i32 [ %19, %8 ], [ 0, %6 ]
%11 = phi i32 [ %16, %8 ], [ %0, %6 ]
%12 = add nsw i32 %9, %10
%13 = icmp slt i32 %11, %12
%14 = shl nuw nsw i32 %9, 1
%15 = select i1 %13, i32 0, i32 %12
%16 = sub nsw i32 %11, %15
%17 = select i1 %13, i32 0, i32 %14
%18 = add nsw i32 %17, %10
%19 = ashr i32 %18, 1
%20 = lshr i32 %9, 2
%21 = icmp ult i32 %9, 4
br i1 %21, label %22, label %8
22: ; preds = %8, %6
%23 = phi i32 [ %0, %6 ], [ %16, %8 ]
%24 = phi i32 [ 0, %6 ], [ %19, %8 ]
%25 = icmp sgt i32 %23, %24
%26 = zext i1 %25 to i32
%27 = add nsw i32 %24, %26
ret i32 %27
}