#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 ceil(int /*<<< orphan*/);
int gcd(int, int);
int /*<<< orphan*/ printf(char *, int, ...);
int /*<<< orphan*/ sqrt(int);
int find_pythagorean(int s) {
  int loops = 0;
  int s2 = s / 2;
  int mlimit = ceil(sqrt(s2)) - 1;
  int m = 0;
  for (m = 2; m <= mlimit; m++) {
    if (s2 % m == 0) {
      int sm = s2 / m;
      while ((sm & 0x01) == 0) {
        loops++;
        sm /= 2;
      }
      int k = m + 2;
      if ((m & 0x01) == 0) {
        k = m + 1;
      }
      while (k < 2 * m && k <= sm) {
        loops++;
        if (sm % k == 0 && gcd(k, m) == 1) {
          int d = s2 / (k * m);
          int n = k - m;
          int a = d * (m * m - n * n);
          int b = 2 * m * n * d;
          int c = d * (m * m + n * n);
          printf(" %d + %d + %d = %d, %d + %d=%d\n", a, b, c, s, a * a, b * b,
                 c * c);
          printf("loops for advanced methods is %d\n", loops);
          return a * b * c;
        }
        k += 2;
      }
    }
  }
  printf("loops for advanced methods is %d\n", loops);
  return -1;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<find_pythagorean>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x50,%rsp
mov    %edi,-0x8(%rbp)
movl   $0x0,-0xc(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%edi
call   1060 <sqrt@plt>
mov    %eax,%edi
call   1030 <ceil@plt>
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
movl   $0x2,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jg     133b <find_pythagorean+0x1fb>
mov    -0x10(%rbp),%eax
cltd
idivl  -0x18(%rbp)
cmp    $0x0,%edx
jne    1328 <find_pythagorean+0x1e8>
mov    -0x10(%rbp),%eax
cltd
idivl  -0x18(%rbp)
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
and    $0x1,%eax
cmp    $0x0,%eax
jne    11d4 <find_pythagorean+0x94>
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    11a9 <find_pythagorean+0x69>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x2,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
and    $0x1,%eax
cmp    $0x0,%eax
jne    11f5 <find_pythagorean+0xb5>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    11fa <find_pythagorean+0xba>
mov    -0x20(%rbp),%ecx
mov    -0x18(%rbp),%edx
shl    $0x1,%edx
xor    %eax,%eax
cmp    %edx,%ecx
mov    %al,-0x35(%rbp)
jge    121c <find_pythagorean+0xdc>
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
setle  %al
mov    %al,-0x35(%rbp)
mov    -0x35(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    122c <find_pythagorean+0xec>
jmp    1323 <find_pythagorean+0x1e3>
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cltd
idivl  -0x20(%rbp)
cmp    $0x0,%edx
jne    1315 <find_pythagorean+0x1d5>
mov    -0x20(%rbp),%edi
mov    -0x18(%rbp),%esi
call   1050 <gcd@plt>
cmp    $0x1,%eax
jne    1315 <find_pythagorean+0x1d5>
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    -0x20(%rbp),%ecx
imul   -0x18(%rbp),%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
sub    -0x18(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
imul   -0x18(%rbp),%ecx
mov    -0x28(%rbp),%edx
imul   -0x28(%rbp),%edx
sub    %edx,%ecx
imul   %ecx,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
shl    $0x1,%eax
imul   -0x28(%rbp),%eax
imul   -0x24(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
imul   -0x18(%rbp),%ecx
mov    -0x28(%rbp),%edx
imul   -0x28(%rbp),%edx
add    %edx,%ecx
imul   %ecx,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%esi
mov    -0x30(%rbp),%edx
mov    -0x34(%rbp),%ecx
mov    -0x8(%rbp),%r8d
mov    -0x2c(%rbp),%r9d
imul   -0x2c(%rbp),%r9d
mov    -0x30(%rbp),%r10d
imul   -0x30(%rbp),%r10d
mov    -0x34(%rbp),%eax
imul   -0x34(%rbp),%eax
lea    0xd1e(%rip),%rdi
mov    %r10d,(%rsp)
mov    %eax,0x8(%rsp)
mov    $0x0,%al
call   1040 <printf@plt>
mov    -0xc(%rbp),%esi
lea    0xd25(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1040 <printf@plt>
mov    -0x2c(%rbp),%eax
imul   -0x30(%rbp),%eax
imul   -0x34(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    1353 <find_pythagorean+0x213>
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x2,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    11fa <find_pythagorean+0xba>
jmp    1328 <find_pythagorean+0x1e8>
jmp    132d <find_pythagorean+0x1ed>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    1183 <find_pythagorean+0x43>
mov    -0xc(%rbp),%esi
lea    0xcdb(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1040 <printf@plt>
movl   $0xffffffff,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x50,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<find_pythagorean>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x28,%rsp
mov    %edi,%eax
shr    $0x1f,%eax
mov    %edi,0xc(%rsp)
add    %edi,%eax
sar    %eax
mov    %eax,0x8(%rsp)
mov    %eax,%edi
call   1060 <sqrt@plt>
mov    %eax,%edi
call   1030 <ceil@plt>
xor    %ebx,%ebx
mov    %eax,0x10(%rsp)
cmp    $0x3,%eax
jl     1280 <find_pythagorean+0x140>
mov    $0x2,%r13d
xor    %ebx,%ebx
mov    $0x8,%r8d
mov    $0x4,%esi
mov    $0x4,%r9d
jmp    11ba <find_pythagorean+0x7a>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%r13d
add    $0x2,%r9d
add    $0x4,%r8d
add    $0x1,%esi
cmp    0x10(%rsp),%r13d
je     1280 <find_pythagorean+0x140>
mov    0x8(%rsp),%eax
cltd
idiv   %r13d
test   %edx,%edx
jne    11a0 <find_pythagorean+0x60>
test   $0x1,%al
jne    11e8 <find_pythagorean+0xa8>
mov    %eax,%r12d
nopl   (%rax)
add    $0x1,%ebx
shr    $0x1f,%r12d
add    %eax,%r12d
sar    %r12d
mov    %r12d,%eax
test   $0x1,%r12b
je     11d0 <find_pythagorean+0x90>
jmp    11eb <find_pythagorean+0xab>
mov    %eax,%r12d
mov    %r13d,%ebp
and    $0x1,%ebp
lea    0x1(%rbp,%r13,1),%eax
lea    0x0(%r13,%r13,1),%ecx
cmp    %ecx,%eax
jae    11a0 <find_pythagorean+0x60>
cmp    %r12d,%eax
jg     11a0 <find_pythagorean+0x60>
add    $0x1,%ebp
lea    0x0(%rbp,%r13,1),%r15d
imul   %r13d,%r15d
mov    %ebp,%r14d
imul   %r9d,%r14d
mov    %r8d,0x1c(%rsp)
mov    %rsi,0x20(%rsp)
mov    %r9d,0x18(%rsp)
mov    %ecx,0x14(%rsp)
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
lea    0x0(%r13,%rbp,1),%edi
mov    %r12d,%eax
cltd
idiv   %edi
test   %edx,%edx
jne    125f <find_pythagorean+0x11f>
mov    %r13d,%esi
call   1050 <gcd@plt>
mov    0x14(%rsp),%ecx
mov    0x18(%rsp),%r9d
mov    0x20(%rsp),%rsi
mov    0x1c(%rsp),%r8d
cmp    $0x1,%eax
je     1298 <find_pythagorean+0x158>
lea    (%rsi,%rbp,1),%eax
add    $0x1,%ebx
cmp    %ecx,%eax
jae    11a0 <find_pythagorean+0x60>
add    %r9d,%r15d
add    $0x2,%ebp
add    %r8d,%r14d
cmp    %r12d,%eax
jle    1230 <find_pythagorean+0xf0>
jmp    11a0 <find_pythagorean+0x60>
lea    0xd99(%rip),%rdi
mov    %ebx,%esi
xor    %eax,%eax
call   1040 <printf@plt>
mov    $0xffffffff,%r14d
jmp    130e <find_pythagorean+0x1ce>
mov    0x8(%rsp),%eax
cltd
idiv   %r15d
imul   %r13d,%r13d
imul   %ebp,%ebp
mov    %r13d,%r15d
sub    %ebp,%r15d
imul   %eax,%r15d
imul   %eax,%r14d
add    %r13d,%ebp
imul   %eax,%ebp
mov    %r15d,%r9d
imul   %r15d,%r9d
mov    %r14d,%r10d
imul   %r10d,%r10d
mov    %ebp,%r11d
imul   %r11d,%r11d
lea    0xd29(%rip),%rdi
mov    %r15d,%esi
mov    %r14d,%edx
mov    %ebp,%ecx
mov    0xc(%rsp),%r8d
xor    %eax,%eax
push   %r11
push   %r10
call   1040 <printf@plt>
add    $0x10,%rsp
add    $0x1,%ebx
lea    0xd23(%rip),%rdi
mov    %ebx,%esi
xor    %eax,%eax
call   1040 <printf@plt>
imul   %r15d,%r14d
imul   %ebp,%r14d
mov    %r14d,%eax
add    $0x28,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
@.str = [32 x i8] c" %d + %d + %d = %d, %d + %d=%d\0A\00"
@.str.1 = [34 x i8] c"loops for advanced methods is %d\0A\00"
define i32 @find_pythagorean(i32 %0) {
%2 = alloca i32
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
%13 = alloca i32
%14 = alloca i32
store i32 %0, i32* %3
store i32 0, i32* %4
%15 = load i32, i32* %3
%16 = sdiv i32 %15, 2
store i32 %16, i32* %5
%17 = load i32, i32* %5
%18 = call i32 @sqrt(i32 %17)
%19 = call i32 @ceil(i32 %18)
%20 = sub nsw i32 %19, 1
store i32 %20, i32* %6
store i32 0, i32* %7
store i32 2, i32* %7
br label %21
21: ; preds = %135, %1
%22 = load i32, i32* %7
%23 = load i32, i32* %6
%24 = icmp sle i32 %22, %23
br i1 %24, label %25, label %138
25: ; preds = %21
%26 = load i32, i32* %5
%27 = load i32, i32* %7
%28 = srem i32 %26, %27
%29 = icmp eq i32 %28, 0
br i1 %29, label %30, label %134
30: ; preds = %25
%31 = load i32, i32* %5
%32 = load i32, i32* %7
%33 = sdiv i32 %31, %32
store i32 %33, i32* %8
br label %34
34: ; preds = %38, %30
%35 = load i32, i32* %8
%36 = and i32 %35, 1
%37 = icmp eq i32 %36, 0
br i1 %37, label %38, label %43
38: ; preds = %34
%39 = load i32, i32* %4
%40 = add nsw i32 %39, 1
store i32 %40, i32* %4
%41 = load i32, i32* %8
%42 = sdiv i32 %41, 2
store i32 %42, i32* %8
br label %34
43: ; preds = %34
%44 = load i32, i32* %7
%45 = add nsw i32 %44, 2
store i32 %45, i32* %9
%46 = load i32, i32* %7
%47 = and i32 %46, 1
%48 = icmp eq i32 %47, 0
br i1 %48, label %49, label %52
49: ; preds = %43
%50 = load i32, i32* %7
%51 = add nsw i32 %50, 1
store i32 %51, i32* %9
br label %52
52: ; preds = %49, %43
br label %53
53: ; preds = %130, %52
%54 = load i32, i32* %9
%55 = load i32, i32* %7
%56 = mul nsw i32 2, %55
%57 = icmp slt i32 %54, %56
br i1 %57, label %58, label %62
58: ; preds = %53
%59 = load i32, i32* %9
%60 = load i32, i32* %8
%61 = icmp sle i32 %59, %60
br label %62
62: ; preds = %58, %53
%63 = phi i1 [ false, %53 ], [ %61, %58 ]
br i1 %63, label %64, label %133
64: ; preds = %62
%65 = load i32, i32* %4
%66 = add nsw i32 %65, 1
store i32 %66, i32* %4
%67 = load i32, i32* %8
%68 = load i32, i32* %9
%69 = srem i32 %67, %68
%70 = icmp eq i32 %69, 0
br i1 %70, label %71, label %130
71: ; preds = %64
%72 = load i32, i32* %9
%73 = load i32, i32* %7
%74 = call i32 @gcd(i32 %72, i32 %73)
%75 = icmp eq i32 %74, 1
br i1 %75, label %76, label %130
76: ; preds = %71
%77 = load i32, i32* %5
%78 = load i32, i32* %9
%79 = load i32, i32* %7
%80 = mul nsw i32 %78, %79
%81 = sdiv i32 %77, %80
store i32 %81, i32* %10
%82 = load i32, i32* %9
%83 = load i32, i32* %7
%84 = sub nsw i32 %82, %83
store i32 %84, i32* %11
%85 = load i32, i32* %10
%86 = load i32, i32* %7
%87 = load i32, i32* %7
%88 = mul nsw i32 %86, %87
%89 = load i32, i32* %11
%90 = load i32, i32* %11
%91 = mul nsw i32 %89, %90
%92 = sub nsw i32 %88, %91
%93 = mul nsw i32 %85, %92
store i32 %93, i32* %12
%94 = load i32, i32* %7
%95 = mul nsw i32 2, %94
%96 = load i32, i32* %11
%97 = mul nsw i32 %95, %96
%98 = load i32, i32* %10
%99 = mul nsw i32 %97, %98
store i32 %99, i32* %13
%100 = load i32, i32* %10
%101 = load i32, i32* %7
%102 = load i32, i32* %7
%103 = mul nsw i32 %101, %102
%104 = load i32, i32* %11
%105 = load i32, i32* %11
%106 = mul nsw i32 %104, %105
%107 = add nsw i32 %103, %106
%108 = mul nsw i32 %100, %107
store i32 %108, i32* %14
%109 = load i32, i32* %12
%110 = load i32, i32* %13
%111 = load i32, i32* %14
%112 = load i32, i32* %3
%113 = load i32, i32* %12
%114 = load i32, i32* %12
%115 = mul nsw i32 %113, %114
%116 = load i32, i32* %13
%117 = load i32, i32* %13
%118 = mul nsw i32 %116, %117
%119 = load i32, i32* %14
%120 = load i32, i32* %14
%121 = mul nsw i32 %119, %120
%122 = call i32 (i8*, i32, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([32 x i8], [32 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32 %109, i32 %110, i32 %111, i32 %112, i32 %115, i32 %118, i32 %121)
%123 = load i32, i32* %4
%124 = call i32 (i8*, i32, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([34 x i8], [34 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), i32 %123)
%125 = load i32, i32* %12
%126 = load i32, i32* %13
%127 = mul nsw i32 %125, %126
%128 = load i32, i32* %14
%129 = mul nsw i32 %127, %128
store i32 %129, i32* %2
br label %141
130: ; preds = %71, %64
%131 = load i32, i32* %9
%132 = add nsw i32 %131, 2
store i32 %132, i32* %9
br label %53
133: ; preds = %62
br label %134
134: ; preds = %133, %25
br label %135
135: ; preds = %134
%136 = load i32, i32* %7
%137 = add nsw i32 %136, 1
store i32 %137, i32* %7
br label %21
138: ; preds = %21
%139 = load i32, i32* %4
%140 = call i32 (i8*, i32, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([34 x i8], [34 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), i32 %139)
store i32 -1, i32* %2
br label %141
141: ; preds = %138, %76
%142 = load i32, i32* %2
ret i32 %142
}

LLVM IR (-O2):
@.str = [32 x i8] c" %d + %d + %d = %d, %d + %d=%d\0A\00"
@.str.1 = [34 x i8] c"loops for advanced methods is %d\0A\00"
define i32 @find_pythagorean(i32 %0) {
%2 = sdiv i32 %0, 2
%3 = tail call i32 @sqrt(i32 %2)
%4 = tail call i32 @ceil(i32 %3)
%5 = icmp sgt i32 %4, 2
br i1 %5, label %6, label %70
6: ; preds = %1, %66
%7 = phi i32 [ %67, %66 ], [ 0, %1 ]
%8 = phi i32 [ %68, %66 ], [ 2, %1 ]
%9 = srem i32 %2, %8
%10 = sdiv i32 %2, %8
%11 = icmp eq i32 %9, 0
br i1 %11, label %12, label %66
12: ; preds = %6
%13 = and i32 %10, 1
%14 = icmp eq i32 %13, 0
br i1 %14, label %15, label %22
15: ; preds = %12, %15
%16 = phi i32 [ %18, %15 ], [ %7, %12 ]
%17 = phi i32 [ %19, %15 ], [ %10, %12 ]
%18 = add nsw i32 %16, 1
%19 = sdiv i32 %17, 2
%20 = and i32 %19, 1
%21 = icmp eq i32 %20, 0
br i1 %21, label %15, label %22
22: ; preds = %15, %12
%23 = phi i32 [ %10, %12 ], [ %19, %15 ]
%24 = phi i32 [ %7, %12 ], [ %18, %15 ]
%25 = and i32 %8, 1
%26 = icmp eq i32 %25, 0
%27 = select i1 %26, i32 1, i32 2
%28 = add nuw nsw i32 %27, %8
%29 = shl nuw nsw i32 %8, 1
%30 = icmp ult i32 %28, %29
%31 = icmp sle i32 %28, %23
%32 = select i1 %30, i1 %31, i1 false
br i1 %32, label %33, label %66
33: ; preds = %22, %61
%34 = phi i32 [ %36, %61 ], [ %24, %22 ]
%35 = phi i32 [ %62, %61 ], [ %28, %22 ]
%36 = add nsw i32 %34, 1
%37 = srem i32 %23, %35
%38 = icmp eq i32 %37, 0
br i1 %38, label %39, label %61
39: ; preds = %33
%40 = tail call i32 @gcd(i32 %35, i32 %8)
%41 = icmp eq i32 %40, 1
br i1 %41, label %42, label %61
42: ; preds = %39
%43 = mul nsw i32 %35, %8
%44 = sdiv i32 %2, %43
%45 = sub nsw i32 %35, %8
%46 = mul nsw i32 %8, %8
%47 = mul nsw i32 %45, %45
%48 = sub nsw i32 %46, %47
%49 = mul nsw i32 %44, %48
%50 = mul nsw i32 %45, %29
%51 = mul nsw i32 %50, %44
%52 = add nuw nsw i32 %47, %46
%53 = mul nsw i32 %44, %52
%54 = mul nsw i32 %49, %49
%55 = mul nsw i32 %51, %51
%56 = mul nsw i32 %53, %53
%57 = tail call i32 (i8*, i32, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([32 x i8], [32 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32 %49, i32 %51, i32 %53, i32 %0, i32 %54, i32 %55, i32 %56)
%58 = tail call i32 (i8*, i32, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([34 x i8], [34 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), i32 %36)
%59 = mul nsw i32 %49, %51
%60 = mul nsw i32 %59, %53
br label %73
61: ; preds = %39, %33
%62 = add nuw nsw i32 %35, 2
%63 = icmp ult i32 %62, %29
%64 = icmp sle i32 %62, %23
%65 = select i1 %63, i1 %64, i1 false
br i1 %65, label %33, label %66
66: ; preds = %61, %22, %6
%67 = phi i32 [ %7, %6 ], [ %24, %22 ], [ %36, %61 ]
%68 = add nuw nsw i32 %8, 1
%69 = icmp eq i32 %68, %4
br i1 %69, label %70, label %6
70: ; preds = %66, %1
%71 = phi i32 [ 0, %1 ], [ %67, %66 ]
%72 = tail call i32 (i8*, i32, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([34 x i8], [34 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), i32 %71)
br label %73
73: ; preds = %42, %70
%74 = phi i32 [ -1, %70 ], [ %60, %42 ]
ret i32 %74
}