#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(int);
int numSquares(int n) {
  while (n % 4 == 0)
    n >>= 2;
  if (n % 8 == 7)
    return 4;
  for (int a = 0; a * a <= n; ++a) {
    int b = sqrt(n - a * a);
    if (a * a + b * b == n)
      return 1 + !!a;
  }
  return 3;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<numSquares>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x10,%rsp
mov    %edi,-0x8(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    $0x4,%ecx
cltd
idiv   %ecx
cmp    $0x0,%edx
jne    113d <numSquares+0x2d>
mov    -0x8(%rbp),%eax
sar    $0x2,%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
jmp    111b <numSquares+0xb>
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    $0x8,%ecx
cltd
idiv   %ecx
cmp    $0x7,%edx
jne    115d <numSquares+0x4d>
movl   $0x4,-0x4(%rbp)
jmp    11d6 <numSquares+0xc6>
movl   $0x0,-0xc(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
imul   -0xc(%rbp),%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
jg     11cf <numSquares+0xbf>
mov    -0x8(%rbp),%edi
mov    -0xc(%rbp),%eax
imul   -0xc(%rbp),%eax
sub    %eax,%edi
call   1030 <sqrt@plt>
mov    %eax,-0x10(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
imul   -0xc(%rbp),%eax
mov    -0x10(%rbp),%ecx
imul   -0x10(%rbp),%ecx
add    %ecx,%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
jne    11bc <numSquares+0xac>
cmpl   $0x0,-0xc(%rbp)
setne  %al
xor    $0xff,%al
xor    $0xff,%al
and    $0x1,%al
movzbl %al,%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    11d6 <numSquares+0xc6>
jmp    11c1 <numSquares+0xb1>
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
jmp    1164 <numSquares+0x54>
movl   $0x3,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x10,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<numSquares>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %rbx
push   %rax
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %edi,%ebx
sar    $0x2,%edi
test   $0x3,%bl
je     1120 <numSquares+0x10>
lea    0x7(%rbx),%eax
test   %ebx,%ebx
cmovns %ebx,%eax
and    $0xfffffff8,%eax
mov    %ebx,%ecx
sub    %eax,%ecx
mov    $0x4,%r14d
cmp    $0x7,%ecx
je     1195 <numSquares+0x85>
mov    $0x3,%r14d
test   %ebx,%ebx
js     1195 <numSquares+0x85>
xor    %ebp,%ebp
mov    $0x1,%r15d
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
mov    %ebx,%edi
sub    %ebp,%edi
call   1030 <sqrt@plt>
imul   %eax,%eax
add    %ebp,%eax
cmp    %ebx,%eax
je     1183 <numSquares+0x73>
mov    %r15d,%ebp
imul   %r15d,%ebp
add    $0x1,%r15d
cmp    %ebp,%ebx
jge    1160 <numSquares+0x50>
jmp    1195 <numSquares+0x85>
xor    %eax,%eax
cmp    $0x1,%r15d
sete   %al
mov    $0x2,%r14d
sub    %eax,%r14d
mov    %r14d,%eax
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

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

LLVM IR (-O2):
define i32 @numSquares(i32 %0) {
br label %2
2: ; preds = %2, %1
%3 = phi i32 [ %0, %1 ], [ %6, %2 ]
%4 = and i32 %3, 3
%5 = icmp eq i32 %4, 0
%6 = ashr i32 %3, 2
br i1 %5, label %2, label %7
7: ; preds = %2
%8 = srem i32 %3, 8
%9 = icmp eq i32 %8, 7
br i1 %9, label %27, label %10
10: ; preds = %7
%11 = icmp slt i32 %3, 0
br i1 %11, label %27, label %12
12: ; preds = %10, %20
%13 = phi i32 [ %22, %20 ], [ 0, %10 ]
%14 = phi i32 [ %21, %20 ], [ 0, %10 ]
%15 = sub nsw i32 %3, %13
%16 = tail call i32 @sqrt(i32 %15)
%17 = mul nsw i32 %16, %16
%18 = add nuw nsw i32 %17, %13
%19 = icmp eq i32 %18, %3
br i1 %19, label %24, label %20
20: ; preds = %12
%21 = add nuw nsw i32 %14, 1
%22 = mul nsw i32 %21, %21
%23 = icmp slt i32 %3, %22
br i1 %23, label %27, label %12
24: ; preds = %12
%25 = icmp eq i32 %14, 0
%26 = select i1 %25, i32 1, i32 2
br label %27
27: ; preds = %20, %24, %10, %7
%28 = phi i32 [ 4, %7 ], [ %26, %24 ], [ 3, %10 ], [ 3, %20 ]
ret i32 %28
}