#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 clz(unsigned int);
unsigned fp_sqrt(unsigned val) {
  unsigned x;
  int bitpos;
  unsigned long long v;
  if (!val)
    return val;
  bitpos = 16 - clz(val);
  if (bitpos > 0)
    x = (1u << 16) << (bitpos >> 1u);
  else if (bitpos < 0)
    x = (1u << 16) << ((unsigned)(-bitpos) << 1u);
  else
    x = (1u << 16);
  v = (unsigned long long)val << (16 - 1u);
  x = (x >> 1u) + v / x;
  x = (x >> 1u) + v / x;
  x = (x >> 1u) + v / x;
  x = (x >> 1u) + v / x;
  return x;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<fp_sqrt>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x40,%rsp
mov    %edi,-0x8(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x8(%rbp)
jne    1130 <fp_sqrt+0x20>
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    1235 <fp_sqrt+0x125>
mov    -0x8(%rbp),%edi
call   1030 <clz@plt>
mov    %eax,%ecx
mov    $0x10,%eax
sub    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x10(%rbp)
jle    1163 <fp_sqrt+0x53>
mov    -0x10(%rbp),%ecx
sar    $0x1,%ecx
mov    $0x10000,%eax
shl    %cl,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
jmp    1190 <fp_sqrt+0x80>
cmpl   $0x0,-0x10(%rbp)
jge    1184 <fp_sqrt+0x74>
xor    %ecx,%ecx
sub    -0x10(%rbp),%ecx
shl    $0x1,%ecx
mov    $0x10000,%eax
shl    %cl,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
jmp    118b <fp_sqrt+0x7b>
movl   $0x10000,-0xc(%rbp)
jmp    1190 <fp_sqrt+0x80>
mov    -0x8(%rbp),%eax
shl    $0xf,%rax
mov    %rax,-0x18(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
shr    $0x1,%eax
mov    %eax,%eax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
xor    %edx,%edx
div    %rcx
mov    %rax,%rcx
mov    -0x38(%rbp),%rax
add    %rcx,%rax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
shr    $0x1,%eax
mov    %eax,%eax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
xor    %edx,%edx
div    %rcx
mov    %rax,%rcx
mov    -0x30(%rbp),%rax
add    %rcx,%rax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
shr    $0x1,%eax
mov    %eax,%eax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
xor    %edx,%edx
div    %rcx
mov    %rax,%rcx
mov    -0x28(%rbp),%rax
add    %rcx,%rax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
shr    $0x1,%eax
mov    %eax,%eax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
xor    %edx,%edx
div    %rcx
mov    %rax,%rcx
mov    -0x20(%rbp),%rax
add    %rcx,%rax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x40,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<fp_sqrt>:
test   %edi,%edi
je     1131 <fp_sqrt+0x21>
push   %rbx
mov    %edi,%ebx
call   1030 <clz@plt>
cmp    $0xf,%eax
jg     1134 <fp_sqrt+0x24>
mov    $0x10,%ecx
sub    %eax,%ecx
shr    %ecx
mov    $0x10000,%esi
jmp    1147 <fp_sqrt+0x37>
xor    %eax,%eax
ret
mov    $0x10000,%esi
cmp    $0x10,%eax
je     1149 <fp_sqrt+0x39>
add    %eax,%eax
mov    $0x10000,%esi
mov    %eax,%ecx
shl    %cl,%esi
mov    %ebx,%ecx
shl    $0xf,%rcx
mov    %esi,%edi
shr    %esi
movabs $0x7fff00000000,%r8
test   %r8,%rcx
je     116c <fp_sqrt+0x5c>
mov    %rcx,%rax
xor    %edx,%edx
div    %rdi
jmp    1172 <fp_sqrt+0x62>
mov    %ecx,%eax
xor    %edx,%edx
div    %edi
add    %eax,%esi
mov    %esi,%ebx
shr    %ebx
test   %r8,%rcx
je     1187 <fp_sqrt+0x77>
mov    %rcx,%rax
xor    %edx,%edx
div    %rsi
jmp    118d <fp_sqrt+0x7d>
mov    %ecx,%eax
xor    %edx,%edx
div    %esi
add    %eax,%ebx
mov    %ebx,%edi
shr    %edi
test   %r8,%rcx
je     11a2 <fp_sqrt+0x92>
mov    %rcx,%rax
xor    %edx,%edx
div    %rbx
jmp    11a8 <fp_sqrt+0x98>
mov    %ecx,%eax
xor    %edx,%edx
div    %ebx
add    %eax,%edi
mov    %edi,%esi
shr    %esi
test   %r8,%rcx
pop    %rbx
je     11be <fp_sqrt+0xae>
mov    %rcx,%rax
xor    %edx,%edx
div    %rdi
jmp    11c4 <fp_sqrt+0xb4>
mov    %ecx,%eax
xor    %edx,%edx
div    %edi
add    %eax,%esi
mov    %esi,%eax
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @fp_sqrt(i32 %0) {
%2 = alloca i32
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i64
store i32 %0, i32* %3
%7 = load i32, i32* %3
%8 = icmp ne i32 %7, 0
br i1 %8, label %11, label %9
9: ; preds = %1
%10 = load i32, i32* %3
store i32 %10, i32* %2
br label %72
11: ; preds = %1
%12 = load i32, i32* %3
%13 = call i32 @clz(i32 %12)
%14 = sub nsw i32 16, %13
store i32 %14, i32* %5
%15 = load i32, i32* %5
%16 = icmp sgt i32 %15, 0
br i1 %16, label %17, label %21
17: ; preds = %11
%18 = load i32, i32* %5
%19 = ashr i32 %18, 1
%20 = shl i32 65536, %19
store i32 %20, i32* %4
br label %31
21: ; preds = %11
%22 = load i32, i32* %5
%23 = icmp slt i32 %22, 0
br i1 %23, label %24, label %29
24: ; preds = %21
%25 = load i32, i32* %5
%26 = sub nsw i32 0, %25
%27 = shl i32 %26, 1
%28 = shl i32 65536, %27
store i32 %28, i32* %4
br label %30
29: ; preds = %21
store i32 65536, i32* %4
br label %30
30: ; preds = %29, %24
br label %31
31: ; preds = %30, %17
%32 = load i32, i32* %3
%33 = zext i32 %32 to i64
%34 = shl i64 %33, 15
store i64 %34, i64* %6
%35 = load i32, i32* %4
%36 = lshr i32 %35, 1
%37 = zext i32 %36 to i64
%38 = load i64, i64* %6
%39 = load i32, i32* %4
%40 = zext i32 %39 to i64
%41 = udiv i64 %38, %40
%42 = add i64 %37, %41
%43 = trunc i64 %42 to i32
store i32 %43, i32* %4
%44 = load i32, i32* %4
%45 = lshr i32 %44, 1
%46 = zext i32 %45 to i64
%47 = load i64, i64* %6
%48 = load i32, i32* %4
%49 = zext i32 %48 to i64
%50 = udiv i64 %47, %49
%51 = add i64 %46, %50
%52 = trunc i64 %51 to i32
store i32 %52, i32* %4
%53 = load i32, i32* %4
%54 = lshr i32 %53, 1
%55 = zext i32 %54 to i64
%56 = load i64, i64* %6
%57 = load i32, i32* %4
%58 = zext i32 %57 to i64
%59 = udiv i64 %56, %58
%60 = add i64 %55, %59
%61 = trunc i64 %60 to i32
store i32 %61, i32* %4
%62 = load i32, i32* %4
%63 = lshr i32 %62, 1
%64 = zext i32 %63 to i64
%65 = load i64, i64* %6
%66 = load i32, i32* %4
%67 = zext i32 %66 to i64
%68 = udiv i64 %65, %67
%69 = add i64 %64, %68
%70 = trunc i64 %69 to i32
store i32 %70, i32* %4
%71 = load i32, i32* %4
store i32 %71, i32* %2
br label %72
72: ; preds = %31, %9
%73 = load i32, i32* %2
ret i32 %73
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @fp_sqrt(i32 %0) {
%2 = icmp eq i32 %0, 0
br i1 %2, label %40, label %3
3: ; preds = %1
%4 = tail call i32 @clz(i32 %0)
%5 = icmp slt i32 %4, 16
br i1 %5, label %6, label %10
6: ; preds = %3
%7 = sub nsw i32 16, %4
%8 = lshr i32 %7, 1
%9 = shl i32 65536, %8
br label %16
10: ; preds = %3
%11 = icmp eq i32 %4, 16
br i1 %11, label %16, label %12
12: ; preds = %10
%13 = shl nuw i32 %4, 1
%14 = add i32 %13, -32
%15 = shl i32 65536, %14
br label %16
16: ; preds = %10, %12, %6
%17 = phi i32 [ %9, %6 ], [ %15, %12 ], [ 65536, %10 ]
%18 = zext i32 %0 to i64
%19 = shl nuw nsw i64 %18, 15
%20 = lshr exact i32 %17, 1
%21 = zext i32 %17 to i64
%22 = udiv i64 %19, %21
%23 = trunc i64 %22 to i32
%24 = add i32 %20, %23
%25 = lshr i32 %24, 1
%26 = zext i32 %24 to i64
%27 = udiv i64 %19, %26
%28 = trunc i64 %27 to i32
%29 = add i32 %25, %28
%30 = lshr i32 %29, 1
%31 = zext i32 %29 to i64
%32 = udiv i64 %19, %31
%33 = trunc i64 %32 to i32
%34 = add i32 %30, %33
%35 = lshr i32 %34, 1
%36 = zext i32 %34 to i64
%37 = udiv i64 %19, %36
%38 = trunc i64 %37 to i32
%39 = add i32 %35, %38
br label %40
40: ; preds = %1, %16
%41 = phi i32 [ %39, %16 ], [ 0, %1 ]
ret i32 %41
}