#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 isqrt(size_t);
int get_least_squares_0(size_t num) {
  int a, b;
  while (num % 4 == 0)
    num /= 4;
  if (num % 8 == 7)
    return 4;
  for (a = 0; a * a <= num; ++a) {
    b = isqrt(num - a * a);
    if (a * a + b * b == num) {
      return !!a + !!b;
    }
  }
  return 3;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<get_least_squares_0>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x20,%rsp
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
and    $0x3,%rax
cmp    $0x0,%rax
jne    113f <get_least_squares_0+0x2f>
mov    -0x10(%rbp),%rax
shr    $0x2,%rax
mov    %rax,-0x10(%rbp)
jmp    111c <get_least_squares_0+0xc>
mov    -0x10(%rbp),%rax
and    $0x7,%rax
cmp    $0x7,%rax
jne    115d <get_least_squares_0+0x4d>
movl   $0x4,-0x4(%rbp)
jmp    11f2 <get_least_squares_0+0xe2>
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
imul   -0x14(%rbp),%eax
cltq
cmp    -0x10(%rbp),%rax
ja     11eb <get_least_squares_0+0xdb>
mov    -0x10(%rbp),%rdi
mov    -0x14(%rbp),%eax
imul   -0x14(%rbp),%eax
cltq
sub    %rax,%rdi
call   1030 <isqrt@plt>
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
imul   -0x14(%rbp),%eax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
imul   -0x18(%rbp),%ecx
add    %ecx,%eax
cltq
cmp    -0x10(%rbp),%rax
jne    11d8 <get_least_squares_0+0xc8>
cmpl   $0x0,-0x14(%rbp)
setne  %al
xor    $0xff,%al
xor    $0xff,%al
and    $0x1,%al
movzbl %al,%eax
cmpl   $0x0,-0x18(%rbp)
setne  %cl
xor    $0xff,%cl
xor    $0xff,%cl
and    $0x1,%cl
movzbl %cl,%ecx
add    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    11f2 <get_least_squares_0+0xe2>
jmp    11dd <get_least_squares_0+0xcd>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1164 <get_least_squares_0+0x54>
movl   $0x3,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<get_least_squares_0>:
push   %rbp
push   %r14
push   %rbx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
mov    %rdi,%rbx
shr    $0x2,%rdi
test   $0x3,%bl
je     1120 <get_least_squares_0+0x10>
mov    %ebx,%ecx
not    %ecx
mov    $0x4,%eax
test   $0x7,%cl
je     118f <get_least_squares_0+0x7f>
xor    %ebp,%ebp
mov    $0x1,%r14d
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
mov    %rbx,%rdi
sub    %rbp,%rdi
call   1030 <isqrt@plt>
mov    %eax,%ecx
imul   %eax,%eax
add    %ebp,%eax
cmp    %rax,%rbx
je     117d <get_least_squares_0+0x6d>
mov    %r14d,%ebp
imul   %ebp,%ebp
add    $0x1,%r14d
cmp    %rbp,%rbx
jae    1150 <get_least_squares_0+0x40>
mov    $0x3,%eax
jmp    118f <get_least_squares_0+0x7f>
xor    %edx,%edx
cmp    $0x1,%r14d
setne  %dl
xor    %eax,%eax
test   %ecx,%ecx
setne  %al
add    %edx,%eax
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @get_least_squares_0(i64 %0) {
%2 = alloca i32
%3 = alloca i64
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
store i64 %0, i64* %3
br label %6
6: ; preds = %10, %1
%7 = load i64, i64* %3
%8 = urem i64 %7, 4
%9 = icmp eq i64 %8, 0
br i1 %9, label %10, label %13
10: ; preds = %6
%11 = load i64, i64* %3
%12 = udiv i64 %11, 4
store i64 %12, i64* %3
br label %6
13: ; preds = %6
%14 = load i64, i64* %3
%15 = urem i64 %14, 8
%16 = icmp eq i64 %15, 7
br i1 %16, label %17, label %18
17: ; preds = %13
store i32 4, i32* %2
br label %61
18: ; preds = %13
store i32 0, i32* %4
br label %19
19: ; preds = %57, %18
%20 = load i32, i32* %4
%21 = load i32, i32* %4
%22 = mul nsw i32 %20, %21
%23 = sext i32 %22 to i64
%24 = load i64, i64* %3
%25 = icmp ule i64 %23, %24
br i1 %25, label %26, label %60
26: ; preds = %19
%27 = load i64, i64* %3
%28 = load i32, i32* %4
%29 = load i32, i32* %4
%30 = mul nsw i32 %28, %29
%31 = sext i32 %30 to i64
%32 = sub i64 %27, %31
%33 = call i32 @isqrt(i64 %32)
store i32 %33, i32* %5
%34 = load i32, i32* %4
%35 = load i32, i32* %4
%36 = mul nsw i32 %34, %35
%37 = load i32, i32* %5
%38 = load i32, i32* %5
%39 = mul nsw i32 %37, %38
%40 = add nsw i32 %36, %39
%41 = sext i32 %40 to i64
%42 = load i64, i64* %3
%43 = icmp eq i64 %41, %42
br i1 %43, label %44, label %56
44: ; preds = %26
%45 = load i32, i32* %4
%46 = icmp ne i32 %45, 0
%47 = xor i1 %46, true
%48 = xor i1 %47, true
%49 = zext i1 %48 to i32
%50 = load i32, i32* %5
%51 = icmp ne i32 %50, 0
%52 = xor i1 %51, true
%53 = xor i1 %52, true
%54 = zext i1 %53 to i32
%55 = add nsw i32 %49, %54
store i32 %55, i32* %2
br label %61
56: ; preds = %26
br label %57
57: ; preds = %56
%58 = load i32, i32* %4
%59 = add nsw i32 %58, 1
store i32 %59, i32* %4
br label %19
60: ; preds = %19
store i32 3, i32* %2
br label %61
61: ; preds = %60, %44, %17
%62 = load i32, i32* %2
ret i32 %62
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @get_least_squares_0(i64 %0) {
br label %2
2: ; preds = %2, %1
%3 = phi i64 [ %0, %1 ], [ %6, %2 ]
%4 = and i64 %3, 3
%5 = icmp eq i64 %4, 0
%6 = lshr i64 %3, 2
br i1 %5, label %2, label %7
7: ; preds = %2
%8 = and i64 %3, 7
%9 = icmp eq i64 %8, 7
br i1 %9, label %33, label %10
10: ; preds = %7, %27
%11 = phi i64 [ %28, %27 ], [ 0, %7 ]
%12 = phi i64 [ %31, %27 ], [ 0, %7 ]
%13 = phi i32 [ %30, %27 ], [ 0, %7 ]
%14 = sub i64 %3, %12
%15 = tail call i32 @isqrt(i64 %14)
%16 = mul nsw i32 %15, %15
%17 = add nuw nsw i32 %16, %13
%18 = zext i32 %17 to i64
%19 = icmp eq i64 %3, %18
br i1 %19, label %20, label %27
20: ; preds = %10
%21 = trunc i64 %11 to i32
%22 = icmp ne i32 %21, 0
%23 = zext i1 %22 to i32
%24 = icmp ne i32 %15, 0
%25 = zext i1 %24 to i32
%26 = add nuw nsw i32 %25, %23
br label %33
27: ; preds = %10
%28 = add nuw i64 %11, 1
%29 = trunc i64 %28 to i32
%30 = mul nsw i32 %29, %29
%31 = zext i32 %30 to i64
%32 = icmp ult i64 %3, %31
br i1 %32, label %33, label %10
33: ; preds = %27, %7, %20
%34 = phi i32 [ %26, %20 ], [ 4, %7 ], [ 3, %27 ]
ret i32 %34
}