#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 /*<<< orphan*/ printf(char *, int, int, int);
int binsearch(int a[], int n, int x) {
  int l, u, m;
  l = 0;
  u = n - 1;
  while (l < u) {
    m = (l + u) / 2;
    printf("STATE: l, u, m: %d, %d, %d\n", l, u, m);
    if (a[m] == x) {
      return m;
    } else if (a[m] < x) {
      l = m + 1;
    } else {
      u = m - 1;
    }
  }
  return -1;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<binsearch>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
mov    %esi,-0x14(%rbp)
mov    %edx,-0x18(%rbp)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x20(%rbp),%eax
jge    11b8 <binsearch+0xa8>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    -0x20(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%esi
mov    -0x20(%rbp),%edx
mov    -0x24(%rbp),%ecx
lea    0xea1(%rip),%rdi
call   1030 <printf@plt>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jne    1183 <binsearch+0x73>
mov    -0x24(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    11bf <binsearch+0xaf>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jge    11a5 <binsearch+0x95>
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    11ae <binsearch+0x9e>
mov    -0x24(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    11b3 <binsearch+0xa3>
jmp    1132 <binsearch+0x22>
movl   $0xffffffff,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x30,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<binsearch>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    $0xffffffff,%eax
cmp    $0x2,%esi
jl     118e <binsearch+0x7e>
mov    %edx,%r15d
mov    %esi,%ebp
mov    %rdi,%r13
add    $0xffffffff,%ebp
xor    %ebx,%ebx
lea    0xec7(%rip),%r12
jmp    114b <binsearch+0x3b>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0xffffffff,%r14d
mov    %r14d,%ebp
cmp    %ebp,%ebx
jge    1184 <binsearch+0x74>
lea    (%rbx,%rbp,1),%eax
mov    %eax,%r14d
shr    $0x1f,%r14d
add    %eax,%r14d
sar    %r14d
mov    %r12,%rdi
mov    %ebx,%esi
mov    %ebp,%edx
mov    %r14d,%ecx
call   1030 <printf@plt>
movslq %r14d,%rax
mov    0x0(%r13,%rax,4),%eax
cmp    %r15d,%eax
je     118b <binsearch+0x7b>
jge    1140 <binsearch+0x30>
add    $0x1,%r14d
mov    %r14d,%ebx
cmp    %ebp,%ebx
jl     114b <binsearch+0x3b>
mov    $0xffffffff,%eax
jmp    118e <binsearch+0x7e>
mov    %r14d,%eax
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
@.str = [28 x i8] c"STATE: l, u, m: %d, %d, %d\0A\00"
define i32 @binsearch(i32* %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32*
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
store i32* %0, i32** %5
store i32 %1, i32* %6
store i32 %2, i32* %7
store i32 0, i32* %8
%11 = load i32, i32* %6
%12 = sub nsw i32 %11, 1
store i32 %12, i32* %9
br label %13
13: ; preds = %50, %3
%14 = load i32, i32* %8
%15 = load i32, i32* %9
%16 = icmp slt i32 %14, %15
br i1 %16, label %17, label %51
17: ; preds = %13
%18 = load i32, i32* %8
%19 = load i32, i32* %9
%20 = add nsw i32 %18, %19
%21 = sdiv i32 %20, 2
store i32 %21, i32* %10
%22 = load i32, i32* %8
%23 = load i32, i32* %9
%24 = load i32, i32* %10
%25 = call i32 @printf(i8* getelementptr inbounds ([28 x i8], [28 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32 %22, i32 %23, i32 %24)
%26 = load i32*, i32** %5
%27 = load i32, i32* %10
%28 = sext i32 %27 to i64
%29 = getelementptr inbounds i32, i32* %26, i64 %28
%30 = load i32, i32* %29
%31 = load i32, i32* %7
%32 = icmp eq i32 %30, %31
br i1 %32, label %33, label %35
33: ; preds = %17
%34 = load i32, i32* %10
store i32 %34, i32* %4
br label %52
35: ; preds = %17
%36 = load i32*, i32** %5
%37 = load i32, i32* %10
%38 = sext i32 %37 to i64
%39 = getelementptr inbounds i32, i32* %36, i64 %38
%40 = load i32, i32* %39
%41 = load i32, i32* %7
%42 = icmp slt i32 %40, %41
br i1 %42, label %43, label %46
43: ; preds = %35
%44 = load i32, i32* %10
%45 = add nsw i32 %44, 1
store i32 %45, i32* %8
br label %49
46: ; preds = %35
%47 = load i32, i32* %10
%48 = sub nsw i32 %47, 1
store i32 %48, i32* %9
br label %49
49: ; preds = %46, %43
br label %50
50: ; preds = %49
br label %13
51: ; preds = %13
store i32 -1, i32* %4
br label %52
52: ; preds = %51, %33
%53 = load i32, i32* %4
ret i32 %53
}

LLVM IR (-O2):
@.str = [28 x i8] c"STATE: l, u, m: %d, %d, %d\0A\00"
define i32 @binsearch(i32* nocapture %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = icmp sgt i32 %1, 1
br i1 %4, label %5, label %24
5: ; preds = %3
%6 = add nsw i32 %1, -1
br label %7
7: ; preds = %5, %17
%8 = phi i32 [ %22, %17 ], [ %6, %5 ]
%9 = phi i32 [ %21, %17 ], [ 0, %5 ]
%10 = add nsw i32 %8, %9
%11 = sdiv i32 %10, 2
%12 = tail call i32 @printf(i8* getelementptr inbounds ([28 x i8], [28 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32 %9, i32 %8, i32 %11)
%13 = sext i32 %11 to i64
%14 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %13
%15 = load i32, i32* %14
%16 = icmp eq i32 %15, %2
br i1 %16, label %24, label %17
17: ; preds = %7
%18 = icmp slt i32 %15, %2
%19 = add nsw i32 %11, 1
%20 = add nsw i32 %11, -1
%21 = select i1 %18, i32 %19, i32 %9
%22 = select i1 %18, i32 %8, i32 %20
%23 = icmp slt i32 %21, %22
br i1 %23, label %7, label %24
24: ; preds = %7, %17, %3
%25 = phi i32 [ -1, %3 ], [ -1, %17 ], [ %11, %7 ]
ret i32 %25
}