#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 int uint64_t;

/* Variables and functions */
uint64_t int_sqrt(uint64_t a) {
  uint64_t ret = 0;
  uint64_t ret_sq = 0;
  int s;
  for (s = 31; s >= 0; s--) {
    uint64_t b = ret_sq + (1ULL << (s * 2)) + (ret << s) * 2;
    if (b <= a) {
      ret_sq = b;
      ret += 1ULL << s;
    }
  }
  return ret;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<int_sqrt>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
movl   $0x0,-0x8(%rbp)
movl   $0x0,-0xc(%rbp)
movl   $0x1f,-0x10(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x10(%rbp)
jl     1195 <int_sqrt+0x95>
movslq -0xc(%rbp),%rax
mov    -0x10(%rbp),%ecx
shl    $0x1,%ecx
mov    %ecx,%ecx
mov    $0x1,%edx
shl    %cl,%rdx
mov    %rdx,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    -0x8(%rbp),%edx
mov    -0x10(%rbp),%ecx
shl    %cl,%edx
mov    %edx,%ecx
shl    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jg     1182 <int_sqrt+0x82>
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,%ecx
mov    $0x1,%eax
shl    %cl,%rax
mov    %rax,%rcx
movslq -0x8(%rbp),%rax
add    %rcx,%rax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
jmp    1187 <int_sqrt+0x87>
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    111c <int_sqrt+0x1c>
mov    -0x8(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<int_sqrt>:
push   %rbx
xor    %r8d,%r8d
mov    $0x1f,%r10d
mov    $0x3e,%r9d
xor    %eax,%eax
xor    %edx,%edx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
mov    $0x1,%ebx
mov    %r9d,%ecx
shl    %cl,%rbx
mov    %eax,%esi
mov    %r10d,%ecx
shl    %cl,%esi
lea    (%rdx,%rsi,2),%r11d
mov    $0x1,%esi
shl    %cl,%rsi
add    %ebx,%r11d
cmp    %edi,%r11d
cmovg  %edx,%r11d
cmovg  %r8d,%esi
add    %eax,%esi
lea    -0x2(%r9),%ecx
mov    $0x1,%eax
shl    %cl,%rax
lea    -0x1(%r10),%rcx
mov    %esi,%edx
shl    %cl,%edx
lea    (%r11,%rdx,2),%edx
add    %eax,%edx
mov    $0x1,%eax
shl    %cl,%rax
cmp    %edi,%edx
cmovg  %r11d,%edx
cmovg  %r8d,%eax
add    %esi,%eax
add    $0xfffffffffffffffe,%r10
add    $0xfffffffffffffffc,%r9
test   %rcx,%rcx
jne    1120 <int_sqrt+0x20>
pop    %rbx
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @int_sqrt(i32 %0) {
%2 = alloca i32
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
store i32 %0, i32* %2
store i32 0, i32* %3
store i32 0, i32* %4
store i32 31, i32* %5
br label %7
7: ; preds = %38, %1
%8 = load i32, i32* %5
%9 = icmp sge i32 %8, 0
br i1 %9, label %10, label %41
10: ; preds = %7
%11 = load i32, i32* %4
%12 = sext i32 %11 to i64
%13 = load i32, i32* %5
%14 = mul nsw i32 %13, 2
%15 = zext i32 %14 to i64
%16 = shl i64 1, %15
%17 = add i64 %12, %16
%18 = load i32, i32* %3
%19 = load i32, i32* %5
%20 = shl i32 %18, %19
%21 = mul nsw i32 %20, 2
%22 = sext i32 %21 to i64
%23 = add i64 %17, %22
%24 = trunc i64 %23 to i32
store i32 %24, i32* %6
%25 = load i32, i32* %6
%26 = load i32, i32* %2
%27 = icmp sle i32 %25, %26
br i1 %27, label %28, label %37
28: ; preds = %10
%29 = load i32, i32* %6
store i32 %29, i32* %4
%30 = load i32, i32* %5
%31 = zext i32 %30 to i64
%32 = shl i64 1, %31
%33 = load i32, i32* %3
%34 = sext i32 %33 to i64
%35 = add i64 %34, %32
%36 = trunc i64 %35 to i32
store i32 %36, i32* %3
br label %37
37: ; preds = %28, %10
br label %38
38: ; preds = %37
%39 = load i32, i32* %5
%40 = add nsw i32 %39, -1
store i32 %40, i32* %5
br label %7
41: ; preds = %7
%42 = load i32, i32* %3
ret i32 %42
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @int_sqrt(i32 %0) {
br label %2
2: ; preds = %2, %1
%3 = phi i64 [ 31, %1 ], [ %35, %2 ]
%4 = phi i32 [ 0, %1 ], [ %34, %2 ]
%5 = phi i32 [ 0, %1 ], [ %32, %2 ]
%6 = shl nuw nsw i64 %3, 1
%7 = shl nuw i64 1, %6
%8 = trunc i64 %3 to i32
%9 = shl i32 %4, %8
%10 = shl nsw i32 %9, 1
%11 = trunc i64 %7 to i32
%12 = add i32 %10, %5
%13 = add i32 %12, %11
%14 = icmp sgt i32 %13, %0
%15 = shl nuw i64 1, %3
%16 = trunc i64 %15 to i32
%17 = select i1 %14, i32 %5, i32 %13
%18 = select i1 %14, i32 0, i32 %16
%19 = add i32 %18, %4
%20 = add nsw i64 %3, -1
%21 = shl nuw nsw i64 %20, 1
%22 = shl nuw i64 1, %21
%23 = trunc i64 %20 to i32
%24 = shl i32 %19, %23
%25 = shl nsw i32 %24, 1
%26 = trunc i64 %22 to i32
%27 = add i32 %25, %17
%28 = add i32 %27, %26
%29 = icmp sgt i32 %28, %0
%30 = shl nuw i64 1, %20
%31 = trunc i64 %30 to i32
%32 = select i1 %29, i32 %17, i32 %28
%33 = select i1 %29, i32 0, i32 %31
%34 = add i32 %33, %19
%35 = add nsw i64 %3, -2
%36 = icmp eq i64 %20, 0
br i1 %36, label %37, label %2
37: ; preds = %2
ret i32 %34
}