#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 */
scalar_t__ ceil(double);
scalar_t__ floor(double);
int pita1(int lim) {
  int refs[1001] = {0};
  int c, d, asqr, peri, step;
  double b;
  for (int a = 3; a <= (lim / 4) + 1; a++) {
    if (0 == a % 2) {
      step = 1;
    } else {
      step = 2;
    }
    d = 1;
    asqr = a * a;
    b = ((asqr / d) - d) / 2;
    c = b + d;
    peri = a + b + c;
    while (a < b) {
      if ((peri <= lim) && (floor(b) == ceil(b))) {
        refs[peri] += 1;
      }
      d += step;
      b = ((asqr / d) - d) / 2;
    }
  }
  int res = 0;
  int ires = 0;
  for (int i = 0; i < lim; i++) {
    if (refs[i] > res) {
      res = refs[i];
      ires = i;
    }
  }
  return (ires * 1000) + res;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<pita1>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0xff0,%rsp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
lea    -0xfb0(%rbp),%rdi
xor    %esi,%esi
mov    $0xfa4,%edx
call   1040 <memset@plt>
movl   $0x3,-0xfd4(%rbp)
mov    -0xfd4(%rbp),%eax
mov    %eax,-0xfe4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    $0x4,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%ecx
mov    -0xfe4(%rbp),%eax
add    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jg     130a <pita1+0x1da>
mov    -0xfd4(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
xor    %eax,%eax
cmp    %edx,%eax
jne    11ac <pita1+0x7c>
movl   $0x1,-0xfc4(%rbp)
jmp    11b6 <pita1+0x86>
movl   $0x2,-0xfc4(%rbp)
movl   $0x1,-0xfb8(%rbp)
mov    -0xfd4(%rbp),%eax
imul   -0xfd4(%rbp),%eax
mov    %eax,-0xfbc(%rbp)
mov    -0xfbc(%rbp),%eax
cltd
idivl  -0xfb8(%rbp)
sub    -0xfb8(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
cvtsi2sd %eax,%xmm0
movsd  %xmm0,-0xfd0(%rbp)
ff
movsd  -0xfd0(%rbp),%xmm0
ff
cvtsi2sdl -0xfb8(%rbp),%xmm1
ff
addsd  %xmm1,%xmm0
cvttsd2si %xmm0,%eax
mov    %eax,-0xfb4(%rbp)
cvtsi2sdl -0xfd4(%rbp),%xmm0
ff
addsd  -0xfd0(%rbp),%xmm0
ff
cvtsi2sdl -0xfb4(%rbp),%xmm1
ff
addsd  %xmm1,%xmm0
cvttsd2si %xmm0,%eax
mov    %eax,-0xfc0(%rbp)
cvtsi2sdl -0xfd4(%rbp),%xmm1
ff
movsd  -0xfd0(%rbp),%xmm0
ff
ucomisd %xmm1,%xmm0
jbe    12f1 <pita1+0x1c1>
mov    -0xfc0(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jg     12b3 <pita1+0x183>
movsd  -0xfd0(%rbp),%xmm0
ff
call   1050 <floor@plt>
mov    %rax,-0xff0(%rbp)
movsd  -0xfd0(%rbp),%xmm0
ff
call   1030 <ceil@plt>
mov    %rax,%rcx
mov    -0xff0(%rbp),%rax
cmp    %rcx,%rax
jne    12b3 <pita1+0x183>
movslq -0xfc0(%rbp),%rax
mov    -0xfb0(%rbp,%rax,4),%ecx
add    $0x1,%ecx
mov    %ecx,-0xfb0(%rbp,%rax,4)
mov    -0xfc4(%rbp),%eax
add    -0xfb8(%rbp),%eax
mov    %eax,-0xfb8(%rbp)
mov    -0xfbc(%rbp),%eax
cltd
idivl  -0xfb8(%rbp)
sub    -0xfb8(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
cvtsi2sd %eax,%xmm0
movsd  %xmm0,-0xfd0(%rbp)
ff
jmp    123e <pita1+0x10e>
jmp    12f6 <pita1+0x1c6>
mov    -0xfd4(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xfd4(%rbp)
jmp    115b <pita1+0x2b>
movl   $0x0,-0xfd8(%rbp)
movl   $0x0,-0xfdc(%rbp)
movl   $0x0,-0xfe0(%rbp)
mov    -0xfe0(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    138a <pita1+0x25a>
movslq -0xfe0(%rbp),%rax
mov    -0xfb0(%rbp,%rax,4),%eax
cmp    -0xfd8(%rbp),%eax
jle    1371 <pita1+0x241>
movslq -0xfe0(%rbp),%rax
mov    -0xfb0(%rbp,%rax,4),%eax
mov    %eax,-0xfd8(%rbp)
mov    -0xfe0(%rbp),%eax
mov    %eax,-0xfdc(%rbp)
jmp    1376 <pita1+0x246>
mov    -0xfe0(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xfe0(%rbp)
jmp    1328 <pita1+0x1f8>
imul   $0x3e8,-0xfdc(%rbp),%eax
add    -0xfd8(%rbp),%eax
add    $0xff0,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<pita1>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0xfd8,%rsp
mov    %edi,%ebp
lea    0x30(%rsp),%rdi
mov    $0xfa4,%edx
xor    %esi,%esi
call   1040 <memset@plt>
cmp    $0x8,%ebp
jge    11c0 <pita1+0x90>
test   %ebp,%ebp
mov    $0x0,%eax
jle    11ae <pita1+0x7e>
mov    %ebp,%edi
lea    -0x1(%rdi),%rcx
mov    %edi,%eax
and    $0x3,%eax
cmp    $0x3,%rcx
jae    12e4 <pita1+0x1b4>
xor    %ecx,%ecx
xor    %edx,%edx
xor    %esi,%esi
test   %rax,%rax
je     11a6 <pita1+0x76>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
mov    0x30(%rsp,%rcx,4),%edi
cmp    %esi,%edi
cmovg  %edi,%esi
cmovg  %ecx,%edx
add    $0x1,%rcx
add    $0xffffffffffffffff,%rax
jne    1190 <pita1+0x60>
imul   $0x3e8,%edx,%eax
add    %esi,%eax
add    $0xfd8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret
mov    %ebp,%eax
shr    $0x2,%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,0x8(%rsp)
mov    $0x3,%eax
movsd  0xe27(%rip),%xmm2
movsd  0xe27(%rip),%xmm1
mov    %ebp,0xc(%rsp)
jmp    120e <pita1+0xde>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
movsd  0xe10(%rip),%xmm1
addsd  %xmm1,%xmm2
mov    0x10(%rsp),%rcx
lea    0x1(%rcx),%eax
cmp    0x8(%rsp),%ecx
je     1159 <pita1+0x29>
mov    %rax,0x10(%rsp)
mov    %eax,%r12d
imul   %r12d,%r12d
lea    -0x1(%r12),%eax
shr    $0x1f,%eax
add    %r12d,%eax
add    $0xffffffff,%eax
sar    %eax
xorps  %xmm0,%xmm0
cvtsi2sd %eax,%xmm0
movapd %xmm0,%xmm3
addsd  %xmm1,%xmm3
ucomisd %xmm2,%xmm0
jbe    11f0 <pita1+0xc0>
mov    0x10(%rsp),%r13
mov    %r13d,%ebx
and    $0x1,%ebx
movapd %xmm2,%xmm1
cvttpd2dq %xmm3,%xmm3
cvtdq2pd %xmm3,%xmm3
addsd  %xmm0,%xmm1
addsd  %xmm1,%xmm3
cvttsd2si %xmm3,%r13d
add    $0x1,%ebx
movslq %r13d,%rax
mov    %rax,0x18(%rsp)
lea    0x1(%rbx),%r14d
mov    $0x1,%r15d
movsd  %xmm2,0x20(%rsp)
jmp    12ab <pita1+0x17b>
add    %ebx,%r15d
mov    %r12d,%eax
xor    %edx,%edx
div    %r14d
sub    %r15d,%eax
mov    %eax,%ecx
shr    $0x1f,%ecx
add    %eax,%ecx
sar    %ecx
xorps  %xmm0,%xmm0
cvtsi2sd %ecx,%xmm0
add    %ebx,%r14d
ucomisd %xmm2,%xmm0
jbe    11f0 <pita1+0xc0>
cmp    %ebp,%r13d
jg     1280 <pita1+0x150>
movsd  %xmm0,0x28(%rsp)
call   1050 <floor@plt>
mov    %rax,%rbp
movsd  0x28(%rsp),%xmm0
call   1030 <ceil@plt>
movsd  0x20(%rsp),%xmm2
cmp    %rax,%rbp
mov    0xc(%rsp),%ebp
jne    1280 <pita1+0x150>
mov    0x18(%rsp),%rax
addl   $0x1,0x30(%rsp,%rax,4)
jmp    1280 <pita1+0x150>
and    $0xfffffffc,%edi
xor    %ecx,%ecx
xor    %edx,%edx
xor    %esi,%esi
jmp    12ff <pita1+0x1cf>
nop
mov    %ebp,%esi
add    $0x4,%rcx
cmp    %rdi,%rcx
je     117d <pita1+0x4d>
mov    0x30(%rsp,%rcx,4),%ebp
cmp    %esi,%ebp
cmovg  %ebp,%esi
mov    0x34(%rsp,%rcx,4),%ebx
cmovg  %ecx,%edx
cmp    %esi,%ebx
jg     1320 <pita1+0x1f0>
mov    %esi,%ebx
jmp    1323 <pita1+0x1f3>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
lea    0x1(%rcx),%edx
mov    0x38(%rsp,%rcx,4),%ebp
cmp    %ebx,%ebp
jg     1330 <pita1+0x200>
mov    %ebx,%ebp
jmp    1333 <pita1+0x203>
nop
lea    0x2(%rcx),%edx
mov    0x3c(%rsp,%rcx,4),%esi
cmp    %ebp,%esi
jle    12f0 <pita1+0x1c0>
lea    0x3(%rcx),%edx
jmp    12f2 <pita1+0x1c2>

LLVM IR (-O0):
define i32 @pita1(i32 %0) {
%2 = alloca i32
%3 = alloca [1001 x i32]
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca double
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
%13 = alloca i32
store i32 %0, i32* %2
%14 = bitcast [1001 x i32]* %3 to i8*
store i32 3, i32* %10
br label %15
15: ; preds = %84, %1
%16 = load i32, i32* %10
%17 = load i32, i32* %2
%18 = sdiv i32 %17, 4
%19 = add nsw i32 %18, 1
%20 = icmp sle i32 %16, %19
br i1 %20, label %21, label %87
21: ; preds = %15
%22 = load i32, i32* %10
%23 = srem i32 %22, 2
%24 = icmp eq i32 0, %23
br i1 %24, label %25, label %26
25: ; preds = %21
store i32 1, i32* %8
br label %27
26: ; preds = %21
store i32 2, i32* %8
br label %27
27: ; preds = %26, %25
store i32 1, i32* %5
%28 = load i32, i32* %10
%29 = load i32, i32* %10
%30 = mul nsw i32 %28, %29
store i32 %30, i32* %6
%31 = load i32, i32* %6
%32 = load i32, i32* %5
%33 = sdiv i32 %31, %32
%34 = load i32, i32* %5
%35 = sub nsw i32 %33, %34
%36 = sdiv i32 %35, 2
%37 = sitofp i32 %36 to double
store double %37, double* %9
%38 = load double, double* %9
%39 = load i32, i32* %5
%40 = sitofp i32 %39 to double
%41 = fadd double %38, %40
%42 = fptosi double %41 to i32
store i32 %42, i32* %4
%43 = load i32, i32* %10
%44 = sitofp i32 %43 to double
%45 = load double, double* %9
%46 = fadd double %44, %45
%47 = load i32, i32* %4
%48 = sitofp i32 %47 to double
%49 = fadd double %46, %48
%50 = fptosi double %49 to i32
store i32 %50, i32* %7
br label %51
51: ; preds = %72, %27
%52 = load i32, i32* %10
%53 = sitofp i32 %52 to double
%54 = load double, double* %9
%55 = fcmp olt double %53, %54
br i1 %55, label %56, label %83
56: ; preds = %51
%57 = load i32, i32* %7
%58 = load i32, i32* %2
%59 = icmp sle i32 %57, %58
br i1 %59, label %60, label %72
60: ; preds = %56
%61 = load double, double* %9
%62 = call i64 @floor(double %61)
%63 = load double, double* %9
%64 = call i64 @ceil(double %63)
%65 = icmp eq i64 %62, %64
br i1 %65, label %66, label %72
66: ; preds = %60
%67 = load i32, i32* %7
%68 = sext i32 %67 to i64
%69 = getelementptr inbounds [1001 x i32], [1001 x i32]* %3, i64 0, i64 %68
%70 = load i32, i32* %69
%71 = add nsw i32 %70, 1
store i32 %71, i32* %69
br label %72
72: ; preds = %66, %60, %56
%73 = load i32, i32* %8
%74 = load i32, i32* %5
%75 = add nsw i32 %74, %73
store i32 %75, i32* %5
%76 = load i32, i32* %6
%77 = load i32, i32* %5
%78 = sdiv i32 %76, %77
%79 = load i32, i32* %5
%80 = sub nsw i32 %78, %79
%81 = sdiv i32 %80, 2
%82 = sitofp i32 %81 to double
store double %82, double* %9
br label %51
83: ; preds = %51
br label %84
84: ; preds = %83
%85 = load i32, i32* %10
%86 = add nsw i32 %85, 1
store i32 %86, i32* %10
br label %15
87: ; preds = %15
store i32 0, i32* %11
store i32 0, i32* %12
store i32 0, i32* %13
br label %88
88: ; preds = %106, %87
%89 = load i32, i32* %13
%90 = load i32, i32* %2
%91 = icmp slt i32 %89, %90
br i1 %91, label %92, label %109
92: ; preds = %88
%93 = load i32, i32* %13
%94 = sext i32 %93 to i64
%95 = getelementptr inbounds [1001 x i32], [1001 x i32]* %3, i64 0, i64 %94
%96 = load i32, i32* %95
%97 = load i32, i32* %11
%98 = icmp sgt i32 %96, %97
br i1 %98, label %99, label %105
99: ; preds = %92
%100 = load i32, i32* %13
%101 = sext i32 %100 to i64
%102 = getelementptr inbounds [1001 x i32], [1001 x i32]* %3, i64 0, i64 %101
%103 = load i32, i32* %102
store i32 %103, i32* %11
%104 = load i32, i32* %13
store i32 %104, i32* %12
br label %105
105: ; preds = %99, %92
br label %106
106: ; preds = %105
%107 = load i32, i32* %13
%108 = add nsw i32 %107, 1
store i32 %108, i32* %13
br label %88
109: ; preds = %88
%110 = load i32, i32* %12
%111 = mul nsw i32 %110, 1000
%112 = load i32, i32* %11
%113 = add nsw i32 %111, %112
ret i32 %113
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @pita1(i32 %0) {
%2 = alloca [1001 x i32]
%3 = bitcast [1001 x i32]* %2 to i8*
%4 = icmp slt i32 %0, 8
br i1 %4, label %8, label %5
5: ; preds = %1
%6 = lshr i32 %0, 2
%7 = add nuw nsw i32 %6, 1
br label %17
8: ; preds = %55, %1
%9 = icmp sgt i32 %0, 0
br i1 %9, label %10, label %84
10: ; preds = %8
%11 = zext i32 %0 to i64
%12 = add nsw i64 %11, -1
%13 = and i64 %11, 3
%14 = icmp ult i64 %12, 3
br i1 %14, label %58, label %15
15: ; preds = %10
%16 = and i64 %11, 4294967292
br label %86
17: ; preds = %5, %55
%18 = phi i32 [ %56, %55 ], [ 3, %5 ]
%19 = and i32 %18, 1
%20 = icmp eq i32 %19, 0
%21 = select i1 %20, i32 1, i32 2
%22 = mul nsw i32 %18, %18
%23 = add nsw i32 %22, -1
%24 = sdiv i32 %23, 2
%25 = sitofp i32 %24 to double
%26 = fadd double %25, 1.000000e+00
%27 = fptosi double %26 to i32
%28 = sitofp i32 %18 to double
%29 = fadd double %28, %25
%30 = sitofp i32 %27 to double
%31 = fadd double %29, %30
%32 = fptosi double %31 to i32
%33 = fcmp ogt double %25, %28
br i1 %33, label %34, label %55
34: ; preds = %17
%35 = icmp sgt i32 %32, %0
%36 = sext i32 %32 to i64
%37 = getelementptr inbounds [1001 x i32], [1001 x i32]* %2, i64 0, i64 %36
br label %38
38: ; preds = %34, %48
%39 = phi double [ %25, %34 ], [ %53, %48 ]
%40 = phi i32 [ 1, %34 ], [ %49, %48 ]
br i1 %35, label %48, label %41
41: ; preds = %38
%42 = tail call i64 @floor(double %39)
%43 = tail call i64 @ceil(double %39)
%44 = icmp eq i64 %42, %43
br i1 %44, label %45, label %48
45: ; preds = %41
%46 = load i32, i32* %37
%47 = add nsw i32 %46, 1
store i32 %47, i32* %37
br label %48
48: ; preds = %45, %41, %38
%49 = add nuw nsw i32 %40, %21
%50 = udiv i32 %22, %49
%51 = sub nsw i32 %50, %49
%52 = sdiv i32 %51, 2
%53 = sitofp i32 %52 to double
%54 = fcmp ogt double %53, %28
br i1 %54, label %38, label %55
55: ; preds = %48, %17
%56 = add nuw nsw i32 %18, 1
%57 = icmp eq i32 %18, %7
br i1 %57, label %8, label %17
58: ; preds = %86, %10
%59 = phi i32 [ undef, %10 ], [ %115, %86 ]
%60 = phi i32 [ undef, %10 ], [ %117, %86 ]
%61 = phi i64 [ 0, %10 ], [ %118, %86 ]
%62 = phi i32 [ 0, %10 ], [ %117, %86 ]
%63 = phi i32 [ 0, %10 ], [ %115, %86 ]
%64 = icmp eq i64 %13, 0
br i1 %64, label %79, label %65
65: ; preds = %58, %65
%66 = phi i64 [ %76, %65 ], [ %61, %58 ]
%67 = phi i32 [ %75, %65 ], [ %62, %58 ]
%68 = phi i32 [ %73, %65 ], [ %63, %58 ]
%69 = phi i64 [ %77, %65 ], [ 0, %58 ]
%70 = getelementptr inbounds [1001 x i32], [1001 x i32]* %2, i64 0, i64 %66
%71 = load i32, i32* %70
%72 = icmp sgt i32 %71, %68
%73 = select i1 %72, i32 %71, i32 %68
%74 = trunc i64 %66 to i32
%75 = select i1 %72, i32 %74, i32 %67
%76 = add nuw nsw i64 %66, 1
%77 = add i64 %69, 1
%78 = icmp eq i64 %77, %13
br i1 %78, label %79, label %65
79: ; preds = %65, %58
%80 = phi i32 [ %59, %58 ], [ %73, %65 ]
%81 = phi i32 [ %60, %58 ], [ %75, %65 ]
%82 = mul i32 %81, 1000
%83 = add nsw i32 %82, %80
br label %84
84: ; preds = %79, %8
%85 = phi i32 [ %83, %79 ], [ 0, %8 ]
ret i32 %85
86: ; preds = %86, %15
%87 = phi i64 [ 0, %15 ], [ %118, %86 ]
%88 = phi i32 [ 0, %15 ], [ %117, %86 ]
%89 = phi i32 [ 0, %15 ], [ %115, %86 ]
%90 = phi i64 [ 0, %15 ], [ %119, %86 ]
%91 = getelementptr inbounds [1001 x i32], [1001 x i32]* %2, i64 0, i64 %87
%92 = load i32, i32* %91
%93 = icmp sgt i32 %92, %89
%94 = select i1 %93, i32 %92, i32 %89
%95 = trunc i64 %87 to i32
%96 = select i1 %93, i32 %95, i32 %88
%97 = or i64 %87, 1
%98 = getelementptr inbounds [1001 x i32], [1001 x i32]* %2, i64 0, i64 %97
%99 = load i32, i32* %98
%100 = icmp sgt i32 %99, %94
%101 = select i1 %100, i32 %99, i32 %94
%102 = trunc i64 %97 to i32
%103 = select i1 %100, i32 %102, i32 %96
%104 = or i64 %87, 2
%105 = getelementptr inbounds [1001 x i32], [1001 x i32]* %2, i64 0, i64 %104
%106 = load i32, i32* %105
%107 = icmp sgt i32 %106, %101
%108 = select i1 %107, i32 %106, i32 %101
%109 = trunc i64 %104 to i32
%110 = select i1 %107, i32 %109, i32 %103
%111 = or i64 %87, 3
%112 = getelementptr inbounds [1001 x i32], [1001 x i32]* %2, i64 0, i64 %111
%113 = load i32, i32* %112
%114 = icmp sgt i32 %113, %108
%115 = select i1 %114, i32 %113, i32 %108
%116 = trunc i64 %111 to i32
%117 = select i1 %114, i32 %116, i32 %110
%118 = add nuw nsw i64 %87, 4
%119 = add i64 %90, 4
%120 = icmp eq i64 %119, %16
br i1 %120, label %58, label %86
}