unsigned long int_sqrt(unsigned long x) {
  unsigned long op, res, one;
  op = x;
  res = 0;
  one = 1 << 30;
  while (one > op)
    one >>= 2;
  while (one != 0) {
    if (op >= res + one) {
      op = op - (res + one);
      res = res + 2 * one;
    }
    res /= 2;
    one /= 4;
  }
  return res;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<int_sqrt>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x10(%rbp)
movq   $0x0,-0x18(%rbp)
movq   $0x40000000,-0x20(%rbp)
40
mov    -0x20(%rbp),%rax
cmp    -0x10(%rbp),%rax
jbe    113f <int_sqrt+0x3f>
mov    -0x20(%rbp),%rax
shr    $0x2,%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
jmp    1120 <int_sqrt+0x20>
jmp    1144 <int_sqrt+0x44>
cmpq   $0x0,-0x20(%rbp)
je     11a7 <int_sqrt+0xa7>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%rcx
add    -0x20(%rbp),%rcx
cmp    %rcx,%rax
jb     118a <int_sqrt+0x8a>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%rcx
add    -0x20(%rbp),%rcx
sub    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x10(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%rcx
shl    $0x1,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
shr    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x18(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
shr    $0x2,%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
jmp    1144 <int_sqrt+0x44>
mov    -0x18(%rbp),%rax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<int_sqrt>:
mov    $0x40000000,%eax
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
mov    %rax,%rcx
shr    $0x2,%rax
cmp    %rdi,%rcx
ja     1110 <int_sqrt+0x10>
test   %rcx,%rcx
je     115d <int_sqrt+0x5d>
xor    %r8d,%r8d
xor    %r9d,%r9d
mov    %rcx,%rsi
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
lea    (%rcx,%r9,1),%rdx
cmp    %rdx,%rdi
cmovb  %r8,%rdx
lea    (%rcx,%rcx,1),%rax
cmovb  %r8,%rax
sub    %rdx,%rdi
add    %r9,%rax
shr    %rax
shr    $0x2,%rsi
mov    %rax,%r9
cmp    $0x3,%rcx
mov    %rsi,%rcx
ja     1130 <int_sqrt+0x30>
ret
xor    %eax,%eax
ret

LLVM IR (-O0):
define i64 @int_sqrt(i64 %0) {
%2 = alloca i64
%3 = alloca i64
%4 = alloca i64
%5 = alloca i64
store i64 %0, i64* %2
%6 = load i64, i64* %2
store i64 %6, i64* %3
store i64 0, i64* %4
store i64 1073741824, i64* %5
br label %7
7: ; preds = %11, %1
%8 = load i64, i64* %5
%9 = load i64, i64* %3
%10 = icmp ugt i64 %8, %9
br i1 %10, label %11, label %14
11: ; preds = %7
%12 = load i64, i64* %5
%13 = lshr i64 %12, 2
store i64 %13, i64* %5
br label %7
14: ; preds = %7
br label %15
15: ; preds = %34, %14
%16 = load i64, i64* %5
%17 = icmp ne i64 %16, 0
br i1 %17, label %18, label %39
18: ; preds = %15
%19 = load i64, i64* %3
%20 = load i64, i64* %4
%21 = load i64, i64* %5
%22 = add i64 %20, %21
%23 = icmp uge i64 %19, %22
br i1 %23, label %24, label %34
24: ; preds = %18
%25 = load i64, i64* %3
%26 = load i64, i64* %4
%27 = load i64, i64* %5
%28 = add i64 %26, %27
%29 = sub i64 %25, %28
store i64 %29, i64* %3
%30 = load i64, i64* %4
%31 = load i64, i64* %5
%32 = mul i64 2, %31
%33 = add i64 %30, %32
store i64 %33, i64* %4
br label %34
34: ; preds = %24, %18
%35 = load i64, i64* %4
%36 = udiv i64 %35, 2
store i64 %36, i64* %4
%37 = load i64, i64* %5
%38 = udiv i64 %37, 4
store i64 %38, i64* %5
br label %15
39: ; preds = %15
%40 = load i64, i64* %4
ret i64 %40
}

LLVM IR (-O2):
define i64 @int_sqrt(i64 %0) {
br label %2
2: ; preds = %2, %1
%3 = phi i64 [ 1073741824, %1 ], [ %5, %2 ]
%4 = icmp ugt i64 %3, %0
%5 = lshr i64 %3, 2
br i1 %4, label %2, label %6
6: ; preds = %2
%7 = icmp eq i64 %3, 0
br i1 %7, label %22, label %8
8: ; preds = %6, %8
%9 = phi i64 [ %20, %8 ], [ %3, %6 ]
%10 = phi i64 [ %19, %8 ], [ 0, %6 ]
%11 = phi i64 [ %16, %8 ], [ %0, %6 ]
%12 = add nuw i64 %9, %10
%13 = icmp ult i64 %11, %12
%14 = shl nuw nsw i64 %9, 1
%15 = select i1 %13, i64 0, i64 %12
%16 = sub i64 %11, %15
%17 = select i1 %13, i64 0, i64 %14
%18 = add nuw i64 %17, %10
%19 = lshr i64 %18, 1
%20 = lshr i64 %9, 2
%21 = icmp ult i64 %9, 4
br i1 %21, label %22, label %8
22: ; preds = %8, %6
%23 = phi i64 [ 0, %6 ], [ %19, %8 ]
ret i64 %23
}