#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__ floor(int);
int *malloc(int);
int sqrt(int);
int *Carto_evalbot_spiral(int n) {
  double r = floor((sqrt(n + 1) - 1) / 2) + 1;
  int p = (8 * r * (r - 1)) / 2;
  int en = (int)r * 2;
  int a = (int)(1 + n - p) % ((int)(r * 8));
  int *pos = malloc(sizeof(int) * 3);
  pos[0] = 0;
  pos[1] = 0;
  pos[2] = r;
  switch ((int)floor(a / (r * 2))) {
  case 0: {
    pos[0] = a - r;
    pos[1] = -r;
  } break;
  case 1: {
    pos[0] = r;
    pos[1] = (a % en) - r;
  } break;
  case 2: {
    pos[0] = r - (a % en);
    pos[1] = r;
  } break;
  case 3: {
    pos[0] = -r;
    pos[1] = r - (a % en);
  } break;
  }
  return pos;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<Carto_evalbot_spiral>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%edi
add    $0x1,%edi
call   1040 <sqrt@plt>
mov    %eax,%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0xffffffff,%edx
mov    %ecx,%eax
shr    $0x1f,%edx
mov    %edx,%ecx
lea    -0x1(%rax,%rcx,1),%edi
sar    %edi
call   1050 <floor@plt>
add    $0x1,%rax
cvtsi2sd %rax,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x10(%rbp)
movsd  -0x10(%rbp),%xmm2
movsd  0xe86(%rip),%xmm1
movaps %xmm2,%xmm0
mulsd  %xmm1,%xmm0
movsd  0xe7f(%rip),%xmm3
addsd  %xmm3,%xmm2
mulsd  %xmm2,%xmm0
movsd  0xe77(%rip),%xmm2
divsd  %xmm2,%xmm0
cvttsd2si %xmm0,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
cvttsd2si -0x10(%rbp),%eax
add    %eax,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
sub    %ecx,%eax
add    $0x1,%eax
movsd  -0x10(%rbp),%xmm0
mulsd  %xmm1,%xmm0
cvttsd2si %xmm0,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %edx,-0x1c(%rbp)
mov    $0xc,%edi
call   1030 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
movl   $0x0,(%rax)
mov    -0x28(%rbp),%rax
movl   $0x0,0x4(%rax)
cvttsd2si -0x10(%rbp),%ecx
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    %ecx,0x8(%rax)
cvtsi2sdl -0x1c(%rbp),%xmm0
movsd  -0x10(%rbp),%xmm1
addsd  %xmm1,%xmm1
divsd  %xmm1,%xmm0
cvttsd2si %xmm0,%edi
call   1050 <floor@plt>
mov    %eax,%ecx
mov    %rcx,-0x30(%rbp)
sub    $0x3,%eax
ja     1318 <Carto_evalbot_spiral+0x1e8>
mov    -0x30(%rbp),%rax
lea    0xde8(%rip),%rcx
movslq (%rcx,%rax,4),%rax
add    %rcx,%rax
jmp    *%rax
cvtsi2sdl -0x1c(%rbp),%xmm0
subsd  -0x10(%rbp),%xmm0
cvttsd2si %xmm0,%ecx
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    %ecx,(%rax)
movsd  -0x10(%rbp),%xmm0
movq   %xmm0,%rax
movabs $0x8000000000000000,%rcx
xor    %rcx,%rax
movq   %rax,%xmm0
cvttsd2si %xmm0,%ecx
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    %ecx,0x4(%rax)
jmp    1318 <Carto_evalbot_spiral+0x1e8>
cvttsd2si -0x10(%rbp),%ecx
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    %ecx,(%rax)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cltd
idivl  -0x18(%rbp)
cvtsi2sd %edx,%xmm0
subsd  -0x10(%rbp),%xmm0
cvttsd2si %xmm0,%ecx
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    %ecx,0x4(%rax)
jmp    1318 <Carto_evalbot_spiral+0x1e8>
movsd  -0x10(%rbp),%xmm0
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cltd
idivl  -0x18(%rbp)
cvtsi2sd %edx,%xmm1
subsd  %xmm1,%xmm0
cvttsd2si %xmm0,%ecx
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    %ecx,(%rax)
cvttsd2si -0x10(%rbp),%ecx
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    %ecx,0x4(%rax)
jmp    1318 <Carto_evalbot_spiral+0x1e8>
movsd  -0x10(%rbp),%xmm0
movq   %xmm0,%rax
movabs $0x8000000000000000,%rcx
xor    %rcx,%rax
movq   %rax,%xmm0
cvttsd2si %xmm0,%ecx
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    %ecx,(%rax)
movsd  -0x10(%rbp),%xmm0
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cltd
idivl  -0x18(%rbp)
cvtsi2sd %edx,%xmm1
subsd  %xmm1,%xmm0
cvttsd2si %xmm0,%ecx
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    %ecx,0x4(%rax)
mov    -0x28(%rbp),%rax
add    $0x30,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<Carto_evalbot_spiral>:
push   %rbp
push   %r14
push   %rbx
sub    $0x20,%rsp
lea    0x1(%rdi),%ebp
mov    %ebp,%edi
call   1040 <sqrt@plt>
mov    %eax,%ecx
add    $0xffffffff,%ecx
shr    $0x1f,%ecx
lea    (%rax,%rcx,1),%edi
add    $0xffffffff,%edi
sar    %edi
call   1050 <floor@plt>
mov    %rax,%rbx
add    $0x1,%rbx
cvtsi2sd %rbx,%xmm2
movapd %xmm2,(%rsp)
movsd  0xe90(%rip),%xmm0
mulsd  %xmm2,%xmm0
movsd  0xe8c(%rip),%xmm1
addsd  %xmm2,%xmm1
mulsd  %xmm0,%xmm1
mulsd  0xe84(%rip),%xmm1
cvttsd2si %xmm1,%eax
sub    %eax,%ebp
cvttsd2si %xmm0,%ecx
mov    %ebp,%eax
cltd
idiv   %ecx
mov    %edx,%ebp
mov    $0xc,%edi
call   1030 <malloc@plt>
mov    %rax,%r14
movq   $0x0,(%rax)
mov    %ebx,0x8(%rax)
xorps  %xmm1,%xmm1
cvtsi2sd %ebp,%xmm1
movapd (%rsp),%xmm0
addsd  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm1,0x18(%rsp)
divsd  %xmm0,%xmm1
cvttsd2si %xmm1,%edi
call   1050 <floor@plt>
cmp    $0x3,%eax
ja     1281 <Carto_evalbot_spiral+0x151>
lea    (%rbx,%rbx,1),%ecx
mov    %eax,%eax
lea    0xe44(%rip),%rdx
movslq (%rdx,%rax,4),%rax
add    %rdx,%rax
jmp    *%rax
movapd (%rsp),%xmm0
movsd  0x18(%rsp),%xmm1
subsd  %xmm0,%xmm1
cvttsd2si %xmm1,%eax
mov    %eax,(%r14)
xorpd  0xe0d(%rip),%xmm0
cvttsd2si %xmm0,%ebx
jmp    127d <Carto_evalbot_spiral+0x14d>
mov    %ebx,(%r14)
mov    %ebp,%eax
cltd
idiv   %ecx
xorps  %xmm0,%xmm0
cvtsi2sd %edx,%xmm0
subsd  (%rsp),%xmm0
cvttsd2si %xmm0,%ebx
jmp    127d <Carto_evalbot_spiral+0x14d>
mov    %ebp,%eax
cltd
idiv   %ecx
xorps  %xmm0,%xmm0
cvtsi2sd %edx,%xmm0
movapd (%rsp),%xmm1
subsd  %xmm0,%xmm1
cvttsd2si %xmm1,%eax
mov    %eax,(%r14)
jmp    127d <Carto_evalbot_spiral+0x14d>
movapd 0xdc7(%rip),%xmm0
movapd (%rsp),%xmm1
xorpd  %xmm1,%xmm0
cvttsd2si %xmm0,%eax
mov    %eax,(%r14)
mov    %ebp,%eax
cltd
idiv   %ecx
xorps  %xmm0,%xmm0
cvtsi2sd %edx,%xmm0
subsd  %xmm0,%xmm1
cvttsd2si %xmm1,%ebx
mov    %ebx,0x4(%r14)
mov    %r14,%rax
add    $0x20,%rsp
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define i32* @Carto_evalbot_spiral(i32 %0) {
%2 = alloca i32
%3 = alloca double
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32*
store i32 %0, i32* %2
%8 = load i32, i32* %2
%9 = add nsw i32 %8, 1
%10 = call i32 @sqrt(i32 %9)
%11 = sub nsw i32 %10, 1
%12 = sdiv i32 %11, 2
%13 = call i64 @floor(i32 %12)
%14 = add nsw i64 %13, 1
%15 = sitofp i64 %14 to double
store double %15, double* %3
%16 = load double, double* %3
%17 = fmul double 8.000000e+00, %16
%18 = load double, double* %3
%19 = fsub double %18, 1.000000e+00
%20 = fmul double %17, %19
%21 = fdiv double %20, 2.000000e+00
%22 = fptosi double %21 to i32
store i32 %22, i32* %4
%23 = load double, double* %3
%24 = fptosi double %23 to i32
%25 = mul nsw i32 %24, 2
store i32 %25, i32* %5
%26 = load i32, i32* %2
%27 = add nsw i32 1, %26
%28 = load i32, i32* %4
%29 = sub nsw i32 %27, %28
%30 = load double, double* %3
%31 = fmul double %30, 8.000000e+00
%32 = fptosi double %31 to i32
%33 = srem i32 %29, %32
store i32 %33, i32* %6
%34 = call i32* @malloc(i32 12)
store i32* %34, i32** %7
%35 = load i32*, i32** %7
%36 = getelementptr inbounds i32, i32* %35, i64 0
store i32 0, i32* %36
%37 = load i32*, i32** %7
%38 = getelementptr inbounds i32, i32* %37, i64 1
store i32 0, i32* %38
%39 = load double, double* %3
%40 = fptosi double %39 to i32
%41 = load i32*, i32** %7
%42 = getelementptr inbounds i32, i32* %41, i64 2
store i32 %40, i32* %42
%43 = load i32, i32* %6
%44 = sitofp i32 %43 to double
%45 = load double, double* %3
%46 = fmul double %45, 2.000000e+00
%47 = fdiv double %44, %46
%48 = fptosi double %47 to i32
%49 = call i64 @floor(i32 %48)
%50 = trunc i64 %49 to i32
switch i32 %50, label %107 [
i32 0, label %51
i32 1, label %64
i32 2, label %78
i32 3, label %92
]
51: ; preds = %1
%52 = load i32, i32* %6
%53 = sitofp i32 %52 to double
%54 = load double, double* %3
%55 = fsub double %53, %54
%56 = fptosi double %55 to i32
%57 = load i32*, i32** %7
%58 = getelementptr inbounds i32, i32* %57, i64 0
store i32 %56, i32* %58
%59 = load double, double* %3
%60 = fneg double %59
%61 = fptosi double %60 to i32
%62 = load i32*, i32** %7
%63 = getelementptr inbounds i32, i32* %62, i64 1
store i32 %61, i32* %63
br label %107
64: ; preds = %1
%65 = load double, double* %3
%66 = fptosi double %65 to i32
%67 = load i32*, i32** %7
%68 = getelementptr inbounds i32, i32* %67, i64 0
store i32 %66, i32* %68
%69 = load i32, i32* %6
%70 = load i32, i32* %5
%71 = srem i32 %69, %70
%72 = sitofp i32 %71 to double
%73 = load double, double* %3
%74 = fsub double %72, %73
%75 = fptosi double %74 to i32
%76 = load i32*, i32** %7
%77 = getelementptr inbounds i32, i32* %76, i64 1
store i32 %75, i32* %77
br label %107
78: ; preds = %1
%79 = load double, double* %3
%80 = load i32, i32* %6
%81 = load i32, i32* %5
%82 = srem i32 %80, %81
%83 = sitofp i32 %82 to double
%84 = fsub double %79, %83
%85 = fptosi double %84 to i32
%86 = load i32*, i32** %7
%87 = getelementptr inbounds i32, i32* %86, i64 0
store i32 %85, i32* %87
%88 = load double, double* %3
%89 = fptosi double %88 to i32
%90 = load i32*, i32** %7
%91 = getelementptr inbounds i32, i32* %90, i64 1
store i32 %89, i32* %91
br label %107
92: ; preds = %1
%93 = load double, double* %3
%94 = fneg double %93
%95 = fptosi double %94 to i32
%96 = load i32*, i32** %7
%97 = getelementptr inbounds i32, i32* %96, i64 0
store i32 %95, i32* %97
%98 = load double, double* %3
%99 = load i32, i32* %6
%100 = load i32, i32* %5
%101 = srem i32 %99, %100
%102 = sitofp i32 %101 to double
%103 = fsub double %98, %102
%104 = fptosi double %103 to i32
%105 = load i32*, i32** %7
%106 = getelementptr inbounds i32, i32* %105, i64 1
store i32 %104, i32* %106
br label %107
107: ; preds = %1, %92, %78, %64, %51
%108 = load i32*, i32** %7
ret i32* %108
}

LLVM IR (-O2):
define noalias i32* @Carto_evalbot_spiral(i32 %0) {
%2 = add nsw i32 %0, 1
%3 = tail call i32 @sqrt(i32 %2)
%4 = add nsw i32 %3, -1
%5 = sdiv i32 %4, 2
%6 = tail call i64 @floor(i32 %5)
%7 = add nsw i64 %6, 1
%8 = sitofp i64 %7 to double
%9 = fmul double %8, 8.000000e+00
%10 = fadd double %8, -1.000000e+00
%11 = fmul double %9, %10
%12 = fmul double %11, 5.000000e-01
%13 = fptosi double %12 to i32
%14 = trunc i64 %7 to i32
%15 = shl nsw i32 %14, 1
%16 = sub nsw i32 %2, %13
%17 = fptosi double %9 to i32
%18 = srem i32 %16, %17
%19 = tail call i32* @malloc(i32 12)
store i32 0, i32* %19
%20 = getelementptr inbounds i32, i32* %19, i64 1
store i32 0, i32* %20
%21 = getelementptr inbounds i32, i32* %19, i64 2
store i32 %14, i32* %21
%22 = sitofp i32 %18 to double
%23 = fmul double %8, 2.000000e+00
%24 = fdiv double %22, %23
%25 = fptosi double %24 to i32
%26 = tail call i64 @floor(i32 %25)
%27 = trunc i64 %26 to i32
switch i32 %27, label %52 [
i32 0, label %28
i32 1, label %33
i32 2, label %38
i32 3, label %43
]
28: ; preds = %1
%29 = fsub double %22, %8
%30 = fptosi double %29 to i32
store i32 %30, i32* %19
%31 = fneg double %8
%32 = fptosi double %31 to i32
br label %50
33: ; preds = %1
store i32 %14, i32* %19
%34 = srem i32 %18, %15
%35 = sitofp i32 %34 to double
%36 = fsub double %35, %8
%37 = fptosi double %36 to i32
br label %50
38: ; preds = %1
%39 = srem i32 %18, %15
%40 = sitofp i32 %39 to double
%41 = fsub double %8, %40
%42 = fptosi double %41 to i32
store i32 %42, i32* %19
br label %50
43: ; preds = %1
%44 = fneg double %8
%45 = fptosi double %44 to i32
store i32 %45, i32* %19
%46 = srem i32 %18, %15
%47 = sitofp i32 %46 to double
%48 = fsub double %8, %47
%49 = fptosi double %48 to i32
br label %50
50: ; preds = %28, %33, %38, %43
%51 = phi i32 [ %49, %43 ], [ %14, %38 ], [ %37, %33 ], [ %32, %28 ]
store i32 %51, i32* %20
br label %52
52: ; preds = %50, %1
ret i32* %19
}