#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, ...);
void binary_search(int search, int n, int arr[]) {
  int first, last, middle;
  first = 0;
  last = n - 1;
  middle = (first + last) >> 1;
  while (first <= last) {
    if (arr[middle] < search) {
      first = middle + 1;
    } else if (arr[middle] == search) {
      printf("%d found at location %d\n", search, middle + 1);
      break;
    } else {
      last = middle - 1;
    }
    middle = (first + last) >> 1;
  }
  if (first > last) {
    printf("Not found! %d is not present in the list.", search);
  }
  first = 0;
  last = n - 1;
  middle = (first + last) >> 1;
  while (first <= last) {
    if (arr[middle] < search) {
      first = middle + 1;
    } else if (arr[middle] == search) {
      printf("%d found at location %d\n", search, middle + 1);
      break;
    } else {
      last = middle - 1;
    }
    middle = (first + last) >> 1;
  }
  if (first > last) {
    printf("Not found! %d is not present in the list.", search);
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<binary_search>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x20,%rsp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %esi,-0x8(%rbp)
mov    %rdx,-0x10(%rbp)
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    -0x18(%rbp),%eax
sar    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jg     11bb <binary_search+0xab>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    116c <binary_search+0x5c>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    11aa <binary_search+0x9a>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jne    119c <binary_search+0x8c>
mov    -0x4(%rbp),%esi
mov    -0x1c(%rbp),%edx
add    $0x1,%edx
lea    0xe70(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <printf@plt>
jmp    11bb <binary_search+0xab>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    11aa <binary_search+0x9a>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    -0x18(%rbp),%eax
sar    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    113e <binary_search+0x2e>
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jle    11d8 <binary_search+0xc8>
mov    -0x4(%rbp),%esi
lea    0xe48(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <printf@plt>
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    -0x18(%rbp),%eax
sar    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jg     1271 <binary_search+0x161>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    1222 <binary_search+0x112>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1260 <binary_search+0x150>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jne    1252 <binary_search+0x142>
mov    -0x4(%rbp),%esi
mov    -0x1c(%rbp),%edx
add    $0x1,%edx
lea    0xdba(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <printf@plt>
jmp    1271 <binary_search+0x161>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    1260 <binary_search+0x150>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    -0x18(%rbp),%eax
sar    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    11f4 <binary_search+0xe4>
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jle    128e <binary_search+0x17e>
mov    -0x4(%rbp),%esi
lea    0xd92(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <printf@plt>
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<binary_search>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r12
push   %rbx
mov    %rdx,%r14
mov    %esi,%r15d
mov    %edi,%r12d
lea    -0x1(%r15),%ebx
mov    %ebx,%ebp
sar    %ebp
test   %esi,%esi
jle    1160 <binary_search+0x50>
xor    %eax,%eax
mov    %ebp,%edx
mov    %ebx,%ecx
jmp    114e <binary_search+0x3e>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
add    $0x1,%edx
mov    %edx,%eax
lea    (%rcx,%rax,1),%edx
sar    %edx
cmp    %ecx,%eax
jg     1160 <binary_search+0x50>
movslq %edx,%rsi
cmp    %r12d,(%r14,%rsi,4)
jl     1140 <binary_search+0x30>
je     1178 <binary_search+0x68>
add    $0xffffffff,%edx
mov    %edx,%ecx
jmp    1145 <binary_search+0x35>
lea    0xeb2(%rip),%rdi
mov    %r12d,%esi
xor    %eax,%eax
call   1030 <printf@plt>
test   %r15d,%r15d
jg     1191 <binary_search+0x81>
jmp    11c0 <binary_search+0xb0>
add    $0x1,%edx
lea    0xe7e(%rip),%rdi
mov    %r12d,%esi
xor    %eax,%eax
call   1030 <printf@plt>
test   %r15d,%r15d
jle    11c0 <binary_search+0xb0>
xor    %eax,%eax
jmp    11ae <binary_search+0x9e>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
add    $0x1,%ebp
mov    %ebp,%eax
lea    (%rbx,%rax,1),%ebp
sar    %ebp
cmp    %ebx,%eax
jg     11c0 <binary_search+0xb0>
movslq %ebp,%rcx
cmp    %r12d,(%r14,%rcx,4)
jl     11a0 <binary_search+0x90>
je     11d9 <binary_search+0xc9>
add    $0xffffffff,%ebp
mov    %ebp,%ebx
jmp    11a5 <binary_search+0x95>
lea    0xe52(%rip),%rdi
mov    %r12d,%esi
xor    %eax,%eax
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
jmp    1030 <printf@plt>
add    $0x1,%ebp
lea    0xe1d(%rip),%rdi
mov    %r12d,%esi
mov    %ebp,%edx
xor    %eax,%eax
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
jmp    1030 <printf@plt>

LLVM IR (-O0):
@.str = [25 x i8] c"%d found at location %d\0A\00"
@.str.1 = [42 x i8] c"Not found! %d is not present in the list.\00"
define void @binary_search(i32 %0, i32 %1, i32* %2) {
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32*
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
store i32 %0, i32* %4
store i32 %1, i32* %5
store i32* %2, i32** %6
store i32 0, i32* %7
%10 = load i32, i32* %5
%11 = sub nsw i32 %10, 1
store i32 %11, i32* %8
%12 = load i32, i32* %7
%13 = load i32, i32* %8
%14 = add nsw i32 %12, %13
%15 = ashr i32 %14, 1
store i32 %15, i32* %9
br label %16
16: ; preds = %48, %3
%17 = load i32, i32* %7
%18 = load i32, i32* %8
%19 = icmp sle i32 %17, %18
br i1 %19, label %20, label %53
20: ; preds = %16
%21 = load i32*, i32** %6
%22 = load i32, i32* %9
%23 = sext i32 %22 to i64
%24 = getelementptr inbounds i32, i32* %21, i64 %23
%25 = load i32, i32* %24
%26 = load i32, i32* %4
%27 = icmp slt i32 %25, %26
br i1 %27, label %28, label %31
28: ; preds = %20
%29 = load i32, i32* %9
%30 = add nsw i32 %29, 1
store i32 %30, i32* %7
br label %48
31: ; preds = %20
%32 = load i32*, i32** %6
%33 = load i32, i32* %9
%34 = sext i32 %33 to i64
%35 = getelementptr inbounds i32, i32* %32, i64 %34
%36 = load i32, i32* %35
%37 = load i32, i32* %4
%38 = icmp eq i32 %36, %37
br i1 %38, label %39, label %44
39: ; preds = %31
%40 = load i32, i32* %4
%41 = load i32, i32* %9
%42 = add nsw i32 %41, 1
%43 = call i32 (i8*, i32, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([25 x i8], [25 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32 %40, i32 %42)
br label %53
44: ; preds = %31
%45 = load i32, i32* %9
%46 = sub nsw i32 %45, 1
store i32 %46, i32* %8
br label %47
47: ; preds = %44
br label %48
48: ; preds = %47, %28
%49 = load i32, i32* %7
%50 = load i32, i32* %8
%51 = add nsw i32 %49, %50
%52 = ashr i32 %51, 1
store i32 %52, i32* %9
br label %16
53: ; preds = %39, %16
%54 = load i32, i32* %7
%55 = load i32, i32* %8
%56 = icmp sgt i32 %54, %55
br i1 %56, label %57, label %60
57: ; preds = %53
%58 = load i32, i32* %4
%59 = call i32 (i8*, i32, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([42 x i8], [42 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), i32 %58)
br label %60
60: ; preds = %57, %53
store i32 0, i32* %7
%61 = load i32, i32* %5
%62 = sub nsw i32 %61, 1
store i32 %62, i32* %8
%63 = load i32, i32* %7
%64 = load i32, i32* %8
%65 = add nsw i32 %63, %64
%66 = ashr i32 %65, 1
store i32 %66, i32* %9
br label %67
67: ; preds = %99, %60
%68 = load i32, i32* %7
%69 = load i32, i32* %8
%70 = icmp sle i32 %68, %69
br i1 %70, label %71, label %104
71: ; preds = %67
%72 = load i32*, i32** %6
%73 = load i32, i32* %9
%74 = sext i32 %73 to i64
%75 = getelementptr inbounds i32, i32* %72, i64 %74
%76 = load i32, i32* %75
%77 = load i32, i32* %4
%78 = icmp slt i32 %76, %77
br i1 %78, label %79, label %82
79: ; preds = %71
%80 = load i32, i32* %9
%81 = add nsw i32 %80, 1
store i32 %81, i32* %7
br label %99
82: ; preds = %71
%83 = load i32*, i32** %6
%84 = load i32, i32* %9
%85 = sext i32 %84 to i64
%86 = getelementptr inbounds i32, i32* %83, i64 %85
%87 = load i32, i32* %86
%88 = load i32, i32* %4
%89 = icmp eq i32 %87, %88
br i1 %89, label %90, label %95
90: ; preds = %82
%91 = load i32, i32* %4
%92 = load i32, i32* %9
%93 = add nsw i32 %92, 1
%94 = call i32 (i8*, i32, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([25 x i8], [25 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32 %91, i32 %93)
br label %104
95: ; preds = %82
%96 = load i32, i32* %9
%97 = sub nsw i32 %96, 1
store i32 %97, i32* %8
br label %98
98: ; preds = %95
br label %99
99: ; preds = %98, %79
%100 = load i32, i32* %7
%101 = load i32, i32* %8
%102 = add nsw i32 %100, %101
%103 = ashr i32 %102, 1
store i32 %103, i32* %9
br label %67
104: ; preds = %90, %67
%105 = load i32, i32* %7
%106 = load i32, i32* %8
%107 = icmp sgt i32 %105, %106
br i1 %107, label %108, label %111
108: ; preds = %104
%109 = load i32, i32* %4
%110 = call i32 (i8*, i32, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([42 x i8], [42 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), i32 %109)
br label %111
111: ; preds = %108, %104
ret void
}

LLVM IR (-O2):
@.str = [25 x i8] c"%d found at location %d\0A\00"
@.str.1 = [42 x i8] c"Not found! %d is not present in the list.\00"
define void @binary_search(i32 %0, i32 %1, i32* nocapture %2) {
%4 = add nsw i32 %1, -1
%5 = ashr i32 %4, 1
%6 = icmp slt i32 %1, 1
br i1 %6, label %30, label %7
7: ; preds = %3, %21
%8 = phi i32 [ %25, %21 ], [ %5, %3 ]
%9 = phi i32 [ %23, %21 ], [ %4, %3 ]
%10 = phi i32 [ %22, %21 ], [ 0, %3 ]
%11 = sext i32 %8 to i64
%12 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %11
%13 = load i32, i32* %12
%14 = icmp slt i32 %13, %0
br i1 %14, label %15, label %17
15: ; preds = %7
%16 = add nsw i32 %8, 1
br label %21
17: ; preds = %7
%18 = icmp eq i32 %13, %0
br i1 %18, label %27, label %19
19: ; preds = %17
%20 = add nsw i32 %8, -1
br label %21
21: ; preds = %19, %15
%22 = phi i32 [ %16, %15 ], [ %10, %19 ]
%23 = phi i32 [ %9, %15 ], [ %20, %19 ]
%24 = add nsw i32 %23, %22
%25 = ashr i32 %24, 1
%26 = icmp sgt i32 %22, %23
br i1 %26, label %30, label %7
27: ; preds = %17
%28 = add nsw i32 %8, 1
%29 = tail call i32 (i8*, i32, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([25 x i8], [25 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32 %0, i32 %28)
br label %32
30: ; preds = %21, %3
%31 = tail call i32 (i8*, i32, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([42 x i8], [42 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), i32 %0)
br label %32
32: ; preds = %27, %30
br i1 %6, label %56, label %33
33: ; preds = %32, %47
%34 = phi i32 [ %51, %47 ], [ %5, %32 ]
%35 = phi i32 [ %49, %47 ], [ %4, %32 ]
%36 = phi i32 [ %48, %47 ], [ 0, %32 ]
%37 = sext i32 %34 to i64
%38 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %37
%39 = load i32, i32* %38
%40 = icmp slt i32 %39, %0
br i1 %40, label %41, label %43
41: ; preds = %33
%42 = add nsw i32 %34, 1
br label %47
43: ; preds = %33
%44 = icmp eq i32 %39, %0
br i1 %44, label %53, label %45
45: ; preds = %43
%46 = add nsw i32 %34, -1
br label %47
47: ; preds = %45, %41
%48 = phi i32 [ %42, %41 ], [ %36, %45 ]
%49 = phi i32 [ %35, %41 ], [ %46, %45 ]
%50 = add nsw i32 %49, %48
%51 = ashr i32 %50, 1
%52 = icmp sgt i32 %48, %49
br i1 %52, label %56, label %33
53: ; preds = %43
%54 = add nsw i32 %34, 1
%55 = tail call i32 (i8*, i32, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([25 x i8], [25 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32 %0, i32 %54)
br label %58
56: ; preds = %47, %32
%57 = tail call i32 (i8*, i32, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([42 x i8], [42 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), i32 %0)
br label %58
58: ; preds = %53, %56
ret void
}