#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 scalar_t__ uint64_t;

/* Variables and functions */
scalar_t__ sqrt_newton(scalar_t__, scalar_t__);
uint64_t xsqrt_u64(uint64_t x) {
  uint64_t u;
  uint64_t v;
  uint64_t y;
  if (x == 0) {
    return 0;
  }
  u = x;
  y = 1;
  if ((v = (u >> 32)) != 0) {
    u = v;
    y <<= 16;
  }
  if ((v = (u >> 16)) != 0) {
    u = v;
    y <<= 8;
  }
  if ((v = (u >> 8)) != 0) {
    u = v;
    y <<= 4;
  }
  if ((v = (u >> 4)) != 0) {
    u = v;
    y <<= 2;
  }
  if ((v = (u >> 2)) != 0) {
    u = v;
    y <<= 1;
  }
  if (u <= 1) {
    y += y >> 1;
  } else {
    y <<= 1;
  }
  return sqrt_newton(x, y);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<xsqrt_u64>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
cmpq   $0x0,-0x10(%rbp)
jne    1134 <xsqrt_u64+0x24>
movq   $0x0,-0x8(%rbp)
jmp    1253 <xsqrt_u64+0x143>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x18(%rbp)
movq   $0x1,-0x28(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
sar    $0x20,%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
cmp    $0x0,%rax
je     116e <xsqrt_u64+0x5e>
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x18(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
shl    $0x10,%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
sar    $0x10,%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
cmp    $0x0,%rax
je     1198 <xsqrt_u64+0x88>
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x18(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
shl    $0x8,%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
sar    $0x8,%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
cmp    $0x0,%rax
je     11c2 <xsqrt_u64+0xb2>
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x18(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
shl    $0x4,%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
sar    $0x4,%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
cmp    $0x0,%rax
je     11ec <xsqrt_u64+0xdc>
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x18(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
sar    $0x2,%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
cmp    $0x0,%rax
je     1216 <xsqrt_u64+0x106>
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x18(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
shl    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
cmpq   $0x1,-0x18(%rbp)
jg     1236 <xsqrt_u64+0x126>
mov    -0x28(%rbp),%rax
sar    $0x1,%rax
add    -0x28(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
jmp    1242 <xsqrt_u64+0x132>
mov    -0x28(%rbp),%rax
shl    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rdi
mov    -0x28(%rbp),%rsi
call   1030 <sqrt_newton@plt>
mov    %rax,-0x8(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
add    $0x30,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<xsqrt_u64>:
test   %rdi,%rdi
je     11be <xsqrt_u64+0xae>
mov    %rdi,%rax
shr    $0x20,%rax
mov    %rdi,%rcx
sar    $0x20,%rcx
test   %rax,%rax
cmove  %rdi,%rcx
mov    $0x1,%eax
mov    $0x10000,%edx
cmove  %rax,%rdx
mov    %rcx,%rax
sar    $0x10,%rax
mov    %rdx,%rsi
shl    $0x8,%rsi
cmp    $0x10000,%rcx
cmovb  %rcx,%rax
cmovb  %rdx,%rsi
mov    %rax,%rcx
sar    $0x8,%rcx
mov    %rsi,%rdx
shl    $0x4,%rdx
cmp    $0x100,%rax
cmovb  %rax,%rcx
cmovb  %rsi,%rdx
mov    %rcx,%rax
sar    $0x4,%rax
lea    0x0(,%rdx,4),%rsi
cmp    $0x10,%rcx
cmovb  %rcx,%rax
cmovb  %rdx,%rsi
mov    %rax,%rdx
sar    $0x2,%rdx
cmp    $0x4,%rax
cmovb  %rax,%rdx
setae  %cl
shl    %cl,%rsi
mov    %rsi,%rax
shr    %rax
add    %rsi,%rax
add    %rsi,%rsi
cmp    $0x2,%rdx
cmovl  %rax,%rsi
jmp    1030 <sqrt_newton@plt>
xor    %eax,%eax
ret

LLVM IR (-O0):
define i64 @xsqrt_u64(i64 %0) {
%2 = alloca i64
%3 = alloca i64
%4 = alloca i64
%5 = alloca i64
%6 = alloca i64
store i64 %0, i64* %3
%7 = load i64, i64* %3
%8 = icmp eq i64 %7, 0
br i1 %8, label %9, label %10
9: ; preds = %1
store i64 0, i64* %2
br label %66
10: ; preds = %1
%11 = load i64, i64* %3
store i64 %11, i64* %4
store i64 1, i64* %6
%12 = load i64, i64* %4
%13 = ashr i64 %12, 32
store i64 %13, i64* %5
%14 = icmp ne i64 %13, 0
br i1 %14, label %15, label %19
15: ; preds = %10
%16 = load i64, i64* %5
store i64 %16, i64* %4
%17 = load i64, i64* %6
%18 = shl i64 %17, 16
store i64 %18, i64* %6
br label %19
19: ; preds = %15, %10
%20 = load i64, i64* %4
%21 = ashr i64 %20, 16
store i64 %21, i64* %5
%22 = icmp ne i64 %21, 0
br i1 %22, label %23, label %27
23: ; preds = %19
%24 = load i64, i64* %5
store i64 %24, i64* %4
%25 = load i64, i64* %6
%26 = shl i64 %25, 8
store i64 %26, i64* %6
br label %27
27: ; preds = %23, %19
%28 = load i64, i64* %4
%29 = ashr i64 %28, 8
store i64 %29, i64* %5
%30 = icmp ne i64 %29, 0
br i1 %30, label %31, label %35
31: ; preds = %27
%32 = load i64, i64* %5
store i64 %32, i64* %4
%33 = load i64, i64* %6
%34 = shl i64 %33, 4
store i64 %34, i64* %6
br label %35
35: ; preds = %31, %27
%36 = load i64, i64* %4
%37 = ashr i64 %36, 4
store i64 %37, i64* %5
%38 = icmp ne i64 %37, 0
br i1 %38, label %39, label %43
39: ; preds = %35
%40 = load i64, i64* %5
store i64 %40, i64* %4
%41 = load i64, i64* %6
%42 = shl i64 %41, 2
store i64 %42, i64* %6
br label %43
43: ; preds = %39, %35
%44 = load i64, i64* %4
%45 = ashr i64 %44, 2
store i64 %45, i64* %5
%46 = icmp ne i64 %45, 0
br i1 %46, label %47, label %51
47: ; preds = %43
%48 = load i64, i64* %5
store i64 %48, i64* %4
%49 = load i64, i64* %6
%50 = shl i64 %49, 1
store i64 %50, i64* %6
br label %51
51: ; preds = %47, %43
%52 = load i64, i64* %4
%53 = icmp sle i64 %52, 1
br i1 %53, label %54, label %59
54: ; preds = %51
%55 = load i64, i64* %6
%56 = ashr i64 %55, 1
%57 = load i64, i64* %6
%58 = add nsw i64 %57, %56
store i64 %58, i64* %6
br label %62
59: ; preds = %51
%60 = load i64, i64* %6
%61 = shl i64 %60, 1
store i64 %61, i64* %6
br label %62
62: ; preds = %59, %54
%63 = load i64, i64* %3
%64 = load i64, i64* %6
%65 = call i64 @sqrt_newton(i64 %63, i64 %64)
store i64 %65, i64* %2
br label %66
66: ; preds = %62, %9
%67 = load i64, i64* %2
ret i64 %67
}

LLVM IR (-O2):
define i64 @xsqrt_u64(i64 %0) {
%2 = icmp eq i64 %0, 0
br i1 %2, label %35, label %3
3: ; preds = %1
%4 = icmp ult i64 %0, 4294967296
%5 = ashr i64 %0, 32
%6 = select i1 %4, i64 %0, i64 %5
%7 = select i1 %4, i64 1, i64 65536
%8 = icmp ult i64 %6, 65536
%9 = ashr i64 %6, 16
%10 = shl nuw nsw i64 %7, 8
%11 = select i1 %8, i64 %6, i64 %9
%12 = select i1 %8, i64 %7, i64 %10
%13 = icmp ult i64 %11, 256
%14 = ashr i64 %11, 8
%15 = shl nuw nsw i64 %12, 4
%16 = select i1 %13, i64 %11, i64 %14
%17 = select i1 %13, i64 %12, i64 %15
%18 = icmp ult i64 %16, 16
%19 = ashr i64 %16, 4
%20 = shl nuw nsw i64 %17, 2
%21 = select i1 %18, i64 %16, i64 %19
%22 = select i1 %18, i64 %17, i64 %20
%23 = icmp ult i64 %21, 4
%24 = ashr i64 %21, 2
%25 = select i1 %23, i64 %21, i64 %24
%26 = xor i1 %23, true
%27 = zext i1 %26 to i64
%28 = shl nuw nsw i64 %22, %27
%29 = icmp slt i64 %25, 2
%30 = lshr i64 %28, 1
%31 = add nuw nsw i64 %30, %28
%32 = shl nuw nsw i64 %28, 1
%33 = select i1 %29, i64 %31, i64 %32
%34 = tail call i64 @sqrt_newton(i64 %0, i64 %33)
br label %35
35: ; preds = %1, %3
%36 = phi i64 [ %34, %3 ], [ 0, %1 ]
ret i64 %36
}