#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 sqrt(double);
double GetRoot(double r0, double z0, double z1, double g) {
  double n0 = r0 * z0;
  double s0 = z1 - 1;
  double s1 = (g < 0 ? 0 : sqrt(n0 * n0 + z1 * z1) - 1);
  double s = 0;
  int i;
  for (i = 0; i < 1000; ++i) {
    s = (s0 + s1) / 2;
    if (s == s0 || s == s1)
      break;
    double ratio0 = n0 / (s + r0);
    double ratio1 = z1 / (s + 1);
    g = ratio0 * ratio0 + ratio1 * ratio1 - 1;
    if (g > 0)
      s0 = s;
    else if (g < 0)
      s1 = s;
    else
      break;
  }
  return s;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<GetRoot>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x60,%rsp
movsd  %xmm0,-0x8(%rbp)
movsd  %xmm1,-0x10(%rbp)
movsd  %xmm2,-0x18(%rbp)
movsd  %xmm3,-0x20(%rbp)
movsd  -0x8(%rbp),%xmm0
mulsd  -0x10(%rbp),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x28(%rbp)
movsd  -0x18(%rbp),%xmm0
movsd  0xeb8(%rip),%xmm1
subsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x30(%rbp)
xorps  %xmm0,%xmm0
ucomisd -0x20(%rbp),%xmm0
jbe    1169 <GetRoot+0x59>
xor    %eax,%eax
mov    %eax,-0x5c(%rbp)
jmp    1190 <GetRoot+0x80>
movsd  -0x28(%rbp),%xmm0
movsd  -0x28(%rbp),%xmm2
movsd  -0x18(%rbp),%xmm1
mulsd  -0x18(%rbp),%xmm1
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
call   1030 <sqrt@plt>
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x5c(%rbp)
mov    -0x5c(%rbp),%eax
cvtsi2sd %eax,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x38(%rbp)
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x40(%rbp)
movl   $0x0,-0x44(%rbp)
cmpl   $0x3e8,-0x44(%rbp)
jge    12c4 <GetRoot+0x1b4>
movsd  -0x30(%rbp),%xmm0
addsd  -0x38(%rbp),%xmm0
movsd  0xe3e(%rip),%xmm1
divsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x40(%rbp)
movsd  -0x40(%rbp),%xmm0
ucomisd -0x30(%rbp),%xmm0
jne    11ee <GetRoot+0xde>
jp     11ee <GetRoot+0xde>
jmp    1204 <GetRoot+0xf4>
movsd  -0x40(%rbp),%xmm0
ucomisd -0x38(%rbp),%xmm0
jne    1209 <GetRoot+0xf9>
jp     1209 <GetRoot+0xf9>
jmp    12c4 <GetRoot+0x1b4>
movsd  -0x28(%rbp),%xmm0
movsd  -0x40(%rbp),%xmm1
addsd  -0x8(%rbp),%xmm1
divsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x50(%rbp)
movsd  -0x18(%rbp),%xmm0
movsd  0xdd2(%rip),%xmm1
addsd  -0x40(%rbp),%xmm1
divsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x58(%rbp)
movsd  -0x50(%rbp),%xmm0
movsd  -0x50(%rbp),%xmm2
movsd  -0x58(%rbp),%xmm1
mulsd  -0x58(%rbp),%xmm1
mulsd  %xmm2,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  0xda0(%rip),%xmm1
subsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x20(%rbp)
movsd  -0x20(%rbp),%xmm0
xorps  %xmm1,%xmm1
ucomisd %xmm1,%xmm0
jbe    128a <GetRoot+0x17a>
movsd  -0x40(%rbp),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x30(%rbp)
jmp    12b1 <GetRoot+0x1a1>
xorps  %xmm0,%xmm0
ucomisd -0x20(%rbp),%xmm0
jbe    12a7 <GetRoot+0x197>
movsd  -0x40(%rbp),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x38(%rbp)
jmp    12ac <GetRoot+0x19c>
jmp    12c4 <GetRoot+0x1b4>
jmp    12b1 <GetRoot+0x1a1>
jmp    12b6 <GetRoot+0x1a6>
mov    -0x44(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x44(%rbp)
jmp    11ab <GetRoot+0x9b>
movsd  -0x40(%rbp),%xmm0
add    $0x60,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<GetRoot>:
sub    $0x18,%rsp
movapd %xmm0,%xmm11
mulsd  %xmm0,%xmm1
xorpd  %xmm12,%xmm12
ucomisd %xmm3,%xmm12
xorpd  %xmm4,%xmm4
ja     1179 <GetRoot+0x69>
movapd %xmm2,%xmm3
mulsd  %xmm2,%xmm3
movapd %xmm1,%xmm0
mulsd  %xmm1,%xmm0
addsd  %xmm3,%xmm0
movsd  %xmm2,0x10(%rsp)
movsd  %xmm1,0x8(%rsp)
movsd  %xmm11,(%rsp)
call   1030 <sqrt@plt>
xorpd  %xmm12,%xmm12
movsd  (%rsp),%xmm11
movsd  0x8(%rsp),%xmm1
movsd  0x10(%rsp),%xmm2
add    $0xffffffff,%eax
xorps  %xmm4,%xmm4
cvtsi2sd %eax,%xmm4
movsd  0xe7f(%rip),%xmm5
addsd  %xmm2,%xmm5
mov    $0x3e8,%eax
movsd  0xe75(%rip),%xmm10
movsd  0xe74(%rip),%xmm8
movsd  0xe5b(%rip),%xmm9
jmp    11b9 <GetRoot+0xa9>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
movapd %xmm7,%xmm5
add    $0xffffffff,%eax
je     1223 <GetRoot+0x113>
movapd %xmm4,%xmm0
addsd  %xmm5,%xmm0
mulsd  %xmm10,%xmm0
ucomisd %xmm5,%xmm0
jne    11ce <GetRoot+0xbe>
jnp    1223 <GetRoot+0x113>
ucomisd %xmm4,%xmm0
jne    11d6 <GetRoot+0xc6>
jnp    1223 <GetRoot+0x113>
movapd %xmm0,%xmm7
addsd  %xmm11,%xmm7
movapd %xmm1,%xmm6
divsd  %xmm7,%xmm6
movapd %xmm0,%xmm7
addsd  %xmm8,%xmm7
movapd %xmm2,%xmm3
divsd  %xmm7,%xmm3
mulsd  %xmm3,%xmm3
mulsd  %xmm6,%xmm6
addsd  %xmm3,%xmm6
addsd  %xmm9,%xmm6
ucomisd %xmm12,%xmm6
movapd %xmm0,%xmm7
ja     11b0 <GetRoot+0xa0>
ucomisd %xmm6,%xmm12
movapd %xmm0,%xmm4
movapd %xmm5,%xmm7
ja     11b0 <GetRoot+0xa0>
add    $0x18,%rsp
ret

LLVM IR (-O0):
define double @GetRoot(double %0, double %1, double %2, double %3) {
%5 = alloca double
%6 = alloca double
%7 = alloca double
%8 = alloca double
%9 = alloca double
%10 = alloca double
%11 = alloca double
%12 = alloca double
%13 = alloca i32
%14 = alloca double
%15 = alloca double
store double %0, double* %5
store double %1, double* %6
store double %2, double* %7
store double %3, double* %8
%16 = load double, double* %5
%17 = load double, double* %6
%18 = fmul double %16, %17
store double %18, double* %9
%19 = load double, double* %7
%20 = fsub double %19, 1.000000e+00
store double %20, double* %10
%21 = load double, double* %8
%22 = fcmp olt double %21, 0.000000e+00
br i1 %22, label %23, label %24
23: ; preds = %4
br label %33
24: ; preds = %4
%25 = load double, double* %9
%26 = load double, double* %9
%27 = load double, double* %7
%28 = load double, double* %7
%29 = fmul double %27, %28
%30 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %25, double %26, double %29)
%31 = call i32 @sqrt(double %30)
%32 = sub nsw i32 %31, 1
br label %33
33: ; preds = %24, %23
%34 = phi i32 [ 0, %23 ], [ %32, %24 ]
%35 = sitofp i32 %34 to double
store double %35, double* %11
store double 0.000000e+00, double* %12
store i32 0, i32* %13
br label %36
36: ; preds = %81, %33
%37 = load i32, i32* %13
%38 = icmp slt i32 %37, 1000
br i1 %38, label %39, label %84
39: ; preds = %36
%40 = load double, double* %10
%41 = load double, double* %11
%42 = fadd double %40, %41
%43 = fdiv double %42, 2.000000e+00
store double %43, double* %12
%44 = load double, double* %12
%45 = load double, double* %10
%46 = fcmp oeq double %44, %45
br i1 %46, label %51, label %47
47: ; preds = %39
%48 = load double, double* %12
%49 = load double, double* %11
%50 = fcmp oeq double %48, %49
br i1 %50, label %51, label %52
51: ; preds = %47, %39
br label %84
52: ; preds = %47
%53 = load double, double* %9
%54 = load double, double* %12
%55 = load double, double* %5
%56 = fadd double %54, %55
%57 = fdiv double %53, %56
store double %57, double* %14
%58 = load double, double* %7
%59 = load double, double* %12
%60 = fadd double %59, 1.000000e+00
%61 = fdiv double %58, %60
store double %61, double* %15
%62 = load double, double* %14
%63 = load double, double* %14
%64 = load double, double* %15
%65 = load double, double* %15
%66 = fmul double %64, %65
%67 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %62, double %63, double %66)
%68 = fsub double %67, 1.000000e+00
store double %68, double* %8
%69 = load double, double* %8
%70 = fcmp ogt double %69, 0.000000e+00
br i1 %70, label %71, label %73
71: ; preds = %52
%72 = load double, double* %12
store double %72, double* %10
br label %80
73: ; preds = %52
%74 = load double, double* %8
%75 = fcmp olt double %74, 0.000000e+00
br i1 %75, label %76, label %78
76: ; preds = %73
%77 = load double, double* %12
store double %77, double* %11
br label %79
78: ; preds = %73
br label %84
79: ; preds = %76
br label %80
80: ; preds = %79, %71
br label %81
81: ; preds = %80
%82 = load i32, i32* %13
%83 = add nsw i32 %82, 1
store i32 %83, i32* %13
br label %36
84: ; preds = %78, %51, %36
%85 = load double, double* %12
ret double %85
}

LLVM IR (-O2):
define double @GetRoot(double %0, double %1, double %2, double %3) {
%5 = fmul double %0, %1
%6 = fadd double %2, -1.000000e+00
%7 = fcmp olt double %3, 0.000000e+00
br i1 %7, label %14, label %8
8: ; preds = %4
%9 = fmul double %2, %2
%10 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %5, double %5, double %9)
%11 = tail call i32 @sqrt(double %10)
%12 = add nsw i32 %11, -1
%13 = sitofp i32 %12 to double
br label %14
14: ; preds = %4, %8
%15 = phi double [ %13, %8 ], [ 0.000000e+00, %4 ]
br label %16
16: ; preds = %14, %36
%17 = phi double [ %38, %36 ], [ %6, %14 ]
%18 = phi i32 [ %39, %36 ], [ 0, %14 ]
%19 = phi double [ %37, %36 ], [ %15, %14 ]
%20 = fadd double %19, %17
%21 = fmul double %20, 5.000000e-01
%22 = fcmp oeq double %21, %17
%23 = fcmp oeq double %21, %19
%24 = select i1 %22, i1 true, i1 %23
br i1 %24, label %41, label %25
25: ; preds = %16
%26 = fadd double %21, %0
%27 = fdiv double %5, %26
%28 = fadd double %21, 1.000000e+00
%29 = fdiv double %2, %28
%30 = fmul double %29, %29
%31 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %27, double %27, double %30)
%32 = fadd double %31, -1.000000e+00
%33 = fcmp ogt double %32, 0.000000e+00
br i1 %33, label %36, label %34
34: ; preds = %25
%35 = fcmp olt double %32, 0.000000e+00
br i1 %35, label %36, label %41
36: ; preds = %25, %34
%37 = phi double [ %19, %25 ], [ %21, %34 ]
%38 = phi double [ %21, %25 ], [ %17, %34 ]
%39 = add nuw nsw i32 %18, 1
%40 = icmp eq i32 %39, 1000
br i1 %40, label %41, label %16
41: ; preds = %34, %16, %36
ret double %21
}