unsigned short sq(unsigned int n) {
  unsigned short root = 0, i;
  unsigned int rem = 0, divisor = 0;
  for (i = 0; i < 16; ++i) {
    root <<= 1;
    rem = ((rem << 2) | n >> 30);
    n <<= 2;
    divisor = root << 1 | 1;
    if (divisor <= rem) {
      rem -= divisor;
      ++root;
    }
  }
  return root;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<sq>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
movw   $0x0,-0x6(%rbp)
movl   $0x0,-0xc(%rbp)
movl   $0x0,-0x10(%rbp)
movw   $0x0,-0x8(%rbp)
movzwl -0x8(%rbp),%eax
cmp    $0x10,%eax
jge    1199 <sq+0x99>
movzwl -0x6(%rbp),%eax
shl    $0x1,%eax
mov    %ax,-0x6(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
shl    $0x2,%eax
mov    -0x4(%rbp),%ecx
shr    $0x1e,%ecx
or     %ecx,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
shl    $0x2,%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
movzwl -0x6(%rbp),%eax
shl    $0x1,%eax
or     $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
ja     1183 <sq+0x83>
mov    -0x10(%rbp),%ecx
mov    -0xc(%rbp),%eax
sub    %ecx,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
mov    -0x6(%rbp),%ax
add    $0x1,%ax
mov    %ax,-0x6(%rbp)
jmp    1188 <sq+0x88>
mov    -0x8(%rbp),%ax
add    $0x1,%ax
mov    %ax,-0x8(%rbp)
jmp    1121 <sq+0x21>
movzwl -0x6(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<sq>:
xor    %r8d,%r8d
mov    $0x10,%r9w
xor    %esi,%esi
xor    %eax,%eax
nopl   0x0(%rax)
shld   $0x2,%edi,%esi
shl    $0x2,%edi
mov    %eax,%ecx
and    $0x7fff,%ecx
lea    0x1(,%rcx,4),%ecx
xor    %edx,%edx
cmp    %ecx,%esi
setae  %dl
lea    (%rdx,%rax,2),%eax
cmovb  %r8d,%ecx
sub    %ecx,%esi
add    $0xffff,%r9w
jne    1110 <sq+0x10>
ret

LLVM IR (-O0):
define zeroext i16 @sq(i32 %0) {
%2 = alloca i32
%3 = alloca i16
%4 = alloca i16
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
store i32 %0, i32* %2
store i16 0, i16* %3
store i32 0, i32* %5
store i32 0, i32* %6
store i16 0, i16* %4
br label %7
7: ; preds = %37, %1
%8 = load i16, i16* %4
%9 = zext i16 %8 to i32
%10 = icmp slt i32 %9, 16
br i1 %10, label %11, label %40
11: ; preds = %7
%12 = load i16, i16* %3
%13 = zext i16 %12 to i32
%14 = shl i32 %13, 1
%15 = trunc i32 %14 to i16
store i16 %15, i16* %3
%16 = load i32, i32* %5
%17 = shl i32 %16, 2
%18 = load i32, i32* %2
%19 = lshr i32 %18, 30
%20 = or i32 %17, %19
store i32 %20, i32* %5
%21 = load i32, i32* %2
%22 = shl i32 %21, 2
store i32 %22, i32* %2
%23 = load i16, i16* %3
%24 = zext i16 %23 to i32
%25 = shl i32 %24, 1
%26 = or i32 %25, 1
store i32 %26, i32* %6
%27 = load i32, i32* %6
%28 = load i32, i32* %5
%29 = icmp ule i32 %27, %28
br i1 %29, label %30, label %36
30: ; preds = %11
%31 = load i32, i32* %6
%32 = load i32, i32* %5
%33 = sub i32 %32, %31
store i32 %33, i32* %5
%34 = load i16, i16* %3
%35 = add i16 %34, 1
store i16 %35, i16* %3
br label %36
36: ; preds = %30, %11
br label %37
37: ; preds = %36
%38 = load i16, i16* %4
%39 = add i16 %38, 1
store i16 %39, i16* %4
br label %7
40: ; preds = %7
%41 = load i16, i16* %3
ret i16 %41
}

LLVM IR (-O2):
define zeroext i16 @sq(i32 %0) {
br label %2
2: ; preds = %1, %2
%3 = phi i32 [ 0, %1 ], [ %18, %2 ]
%4 = phi i16 [ 0, %1 ], [ %19, %2 ]
%5 = phi i16 [ 0, %1 ], [ %16, %2 ]
%6 = phi i32 [ %0, %1 ], [ %9, %2 ]
%7 = shl i16 %5, 1
%8 = tail call i32 @llvm.fshl.i32(i32 %3, i32 %6, i32 2)
%9 = shl i32 %6, 2
%10 = zext i16 %7 to i32
%11 = shl nuw nsw i32 %10, 1
%12 = or i32 %11, 1
%13 = icmp ult i32 %8, %12
%14 = xor i1 %13, true
%15 = zext i1 %14 to i16
%16 = or i16 %7, %15
%17 = select i1 %13, i32 0, i32 %12
%18 = sub i32 %8, %17
%19 = add nuw nsw i16 %4, 1
%20 = icmp eq i16 %19, 16
br i1 %20, label %21, label %2
21: ; preds = %2
ret i16 %16
}