long jam_square_root(long num) {
  long sqrt = num;
  long a_squared = 0L;
  long b_squared = 0L;
  long two_ab = 0L;
  long square = 0L;
  int order = 0;
  if (num < 0L)
    sqrt = 0L;
  while (sqrt > 0L) {
    sqrt >>= 2L;
    ++order;
  }
  while (order >= 0) {
    a_squared = 1L << (order << 1);
    two_ab = sqrt << (order + 1);
    square = (a_squared + two_ab + b_squared);
    if (square <= num) {
      sqrt |= (1 << order);
      b_squared = square;
    }
    --order;
  }
  return (sqrt);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<jam_square_root>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x10(%rbp)
movq   $0x0,-0x18(%rbp)
movq   $0x0,-0x20(%rbp)
movq   $0x0,-0x28(%rbp)
movq   $0x0,-0x30(%rbp)
movl   $0x0,-0x34(%rbp)
cmpq   $0x0,-0x8(%rbp)
jge    114a <jam_square_root+0x4a>
movq   $0x0,-0x10(%rbp)
jmp    114f <jam_square_root+0x4f>
cmpq   $0x0,-0x10(%rbp)
jle    1174 <jam_square_root+0x74>
mov    -0x10(%rbp),%rax
sar    $0x2,%rax
mov    %rax,-0x10(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
jmp    114f <jam_square_root+0x4f>
jmp    1179 <jam_square_root+0x79>
cmpl   $0x0,-0x34(%rbp)
jl     11f4 <jam_square_root+0xf4>
mov    -0x34(%rbp),%eax
shl    $0x1,%eax
mov    %eax,%eax
mov    %eax,%ecx
mov    $0x1,%eax
shl    %cl,%rax
mov    %rax,-0x18(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x34(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
mov    %ecx,%ecx
shl    %cl,%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
add    -0x28(%rbp),%rax
add    -0x20(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rax
cmp    -0x8(%rbp),%rax
jg     11e6 <jam_square_root+0xe6>
mov    -0x34(%rbp),%ecx
mov    $0x1,%eax
shl    %cl,%eax
cltq
or     -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x10(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
jmp    1179 <jam_square_root+0x79>
mov    -0x10(%rbp),%rax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<jam_square_root>:
xor    %esi,%esi
test   %rdi,%rdi
jle    1121 <jam_square_root+0x21>
mov    %rdi,%rcx
mov    %rdi,%rax
nopl   (%rax)
shr    $0x2,%rax
add    $0x1,%rsi
cmp    $0x4,%rcx
mov    %rax,%rcx
jae    1110 <jam_square_root+0x10>
push   %rbx
lea    0x1(%rsi),%r9
add    %rsi,%rsi
xor    %r11d,%r11d
xor    %eax,%eax
xchg   %ax,%ax
mov    %rax,%r10
lea    -0x1(%r9),%r8
mov    %esi,%ecx
and    $0xfe,%cl
mov    $0x1,%ebx
shl    %cl,%rbx
mov    %rax,%rdx
mov    %r9d,%ecx
shl    %cl,%rdx
add    %r11,%rdx
mov    $0x1,%eax
mov    %r8d,%ecx
shl    %cl,%eax
add    %rbx,%rdx
cmp    %rdi,%rdx
movslq %eax,%rcx
mov    $0x0,%eax
cmovle %rcx,%rax
cmovle %rdx,%r11
or     %r10,%rax
add    $0xfffffffffffffffe,%rsi
mov    %r8,%r9
test   %r8,%r8
jne    1130 <jam_square_root+0x30>
pop    %rbx
ret

LLVM IR (-O0):
define i64 @jam_square_root(i64 %0) {
%2 = alloca i64
%3 = alloca i64
%4 = alloca i64
%5 = alloca i64
%6 = alloca i64
%7 = alloca i64
%8 = alloca i32
store i64 %0, i64* %2
%9 = load i64, i64* %2
store i64 %9, i64* %3
store i64 0, i64* %4
store i64 0, i64* %5
store i64 0, i64* %6
store i64 0, i64* %7
store i32 0, i32* %8
%10 = load i64, i64* %2
%11 = icmp slt i64 %10, 0
br i1 %11, label %12, label %13
12: ; preds = %1
store i64 0, i64* %3
br label %13
13: ; preds = %12, %1
br label %14
14: ; preds = %17, %13
%15 = load i64, i64* %3
%16 = icmp sgt i64 %15, 0
br i1 %16, label %17, label %22
17: ; preds = %14
%18 = load i64, i64* %3
%19 = ashr i64 %18, 2
store i64 %19, i64* %3
%20 = load i32, i32* %8
%21 = add nsw i32 %20, 1
store i32 %21, i32* %8
br label %14
22: ; preds = %14
br label %23
23: ; preds = %51, %22
%24 = load i32, i32* %8
%25 = icmp sge i32 %24, 0
br i1 %25, label %26, label %54
26: ; preds = %23
%27 = load i32, i32* %8
%28 = shl i32 %27, 1
%29 = zext i32 %28 to i64
%30 = shl i64 1, %29
store i64 %30, i64* %4
%31 = load i64, i64* %3
%32 = load i32, i32* %8
%33 = add nsw i32 %32, 1
%34 = zext i32 %33 to i64
%35 = shl i64 %31, %34
store i64 %35, i64* %6
%36 = load i64, i64* %4
%37 = load i64, i64* %6
%38 = add nsw i64 %36, %37
%39 = load i64, i64* %5
%40 = add nsw i64 %38, %39
store i64 %40, i64* %7
%41 = load i64, i64* %7
%42 = load i64, i64* %2
%43 = icmp sle i64 %41, %42
br i1 %43, label %44, label %51
44: ; preds = %26
%45 = load i32, i32* %8
%46 = shl i32 1, %45
%47 = sext i32 %46 to i64
%48 = load i64, i64* %3
%49 = or i64 %48, %47
store i64 %49, i64* %3
%50 = load i64, i64* %7
store i64 %50, i64* %5
br label %51
51: ; preds = %44, %26
%52 = load i32, i32* %8
%53 = add nsw i32 %52, -1
store i32 %53, i32* %8
br label %23
54: ; preds = %23
%55 = load i64, i64* %3
ret i64 %55
}

LLVM IR (-O2):
define i64 @jam_square_root(i64 %0) {
%2 = icmp slt i64 %0, 1
br i1 %2, label %3, label %7
3: ; preds = %5, %1
%4 = phi i64 [ 0, %1 ], [ %6, %5 ]
br label %13
5: ; preds = %7
%6 = zext i32 %11 to i64
br label %3
7: ; preds = %1, %7
%8 = phi i32 [ %11, %7 ], [ 0, %1 ]
%9 = phi i64 [ %10, %7 ], [ %0, %1 ]
%10 = lshr i64 %9, 2
%11 = add nuw nsw i32 %8, 1
%12 = icmp ult i64 %9, 4
br i1 %12, label %5, label %7
13: ; preds = %3, %13
%14 = phi i64 [ %31, %13 ], [ %4, %3 ]
%15 = phi i64 [ %30, %13 ], [ 0, %3 ]
%16 = phi i64 [ %29, %13 ], [ 0, %3 ]
%17 = trunc i64 %14 to i32
%18 = shl nuw i64 %14, 1
%19 = and i64 %18, 4294967294
%20 = shl nuw i64 1, %19
%21 = add nuw nsw i64 %14, 1
%22 = shl i64 %16, %21
%23 = add i64 %22, %15
%24 = add i64 %23, %20
%25 = icmp sgt i64 %24, %0
%26 = shl nuw i32 1, %17
%27 = sext i32 %26 to i64
%28 = select i1 %25, i64 0, i64 %27
%29 = or i64 %28, %16
%30 = select i1 %25, i64 %15, i64 %24
%31 = add nsw i64 %14, -1
%32 = icmp eq i64 %14, 0
br i1 %32, label %33, label %13
33: ; preds = %13
ret i64 %29
}