#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 */
typedef int ssize_t;

/* Variables and functions */
ssize_t binary_search(int arr[], size_t arr_sz, int val) {
  ssize_t l = 0, r = arr_sz - 1;
  ssize_t mid;
  while (l <= r) {
    mid = l + (r - l) / 2;
    if (arr[mid] == val) {
      return mid;
    }
    if (arr[mid] < val) {
      l = mid + 1;
    } else {
      r = mid - 1;
    }
  }
  return -1;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<binary_search>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
mov    %rsi,-0x18(%rbp)
mov    %edx,-0x1c(%rbp)
movl   $0x0,-0x20(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
sub    $0x1,%rax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0x24(%rbp),%eax
jg     119a <binary_search+0x9a>
mov    -0x20(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
sub    -0x20(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%ecx
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jne    116a <binary_search+0x6a>
mov    -0x28(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    11a1 <binary_search+0xa1>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    118c <binary_search+0x8c>
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    1195 <binary_search+0x95>
mov    -0x28(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    1121 <binary_search+0x21>
movl   $0xffffffff,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<binary_search>:
add    $0xffffffff,%esi
mov    $0xffffffff,%eax
js     114a <binary_search+0x4a>
xor    %r8d,%r8d
jmp    111c <binary_search+0x1c>
nop
add    $0xffffffff,%r10d
mov    %r10d,%esi
cmp    %r8d,%esi
jl     114a <binary_search+0x4a>
mov    %esi,%r9d
sub    %r8d,%r9d
mov    %r9d,%r10d
shr    $0x1f,%r10d
add    %r9d,%r10d
sar    %r10d
add    %r8d,%r10d
movslq %r10d,%rcx
mov    (%rdi,%rcx,4),%ecx
cmp    %edx,%ecx
je     114b <binary_search+0x4b>
jge    1110 <binary_search+0x10>
add    $0x1,%r10d
mov    %r10d,%r8d
cmp    %r8d,%esi
jge    111c <binary_search+0x1c>
ret
mov    %r10d,%eax
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @binary_search(i32* %0, i64 %1, i32 %2) {
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32*
%6 = alloca i64
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
store i32* %0, i32** %5
store i64 %1, i64* %6
store i32 %2, i32* %7
store i32 0, i32* %8
%11 = load i64, i64* %6
%12 = sub i64 %11, 1
%13 = trunc i64 %12 to i32
store i32 %13, i32* %9
br label %14
14: ; preds = %48, %3
%15 = load i32, i32* %8
%16 = load i32, i32* %9
%17 = icmp sle i32 %15, %16
br i1 %17, label %18, label %49
18: ; preds = %14
%19 = load i32, i32* %8
%20 = load i32, i32* %9
%21 = load i32, i32* %8
%22 = sub nsw i32 %20, %21
%23 = sdiv i32 %22, 2
%24 = add nsw i32 %19, %23
store i32 %24, i32* %10
%25 = load i32*, i32** %5
%26 = load i32, i32* %10
%27 = sext i32 %26 to i64
%28 = getelementptr inbounds i32, i32* %25, i64 %27
%29 = load i32, i32* %28
%30 = load i32, i32* %7
%31 = icmp eq i32 %29, %30
br i1 %31, label %32, label %34
32: ; preds = %18
%33 = load i32, i32* %10
store i32 %33, i32* %4
br label %50
34: ; preds = %18
%35 = load i32*, i32** %5
%36 = load i32, i32* %10
%37 = sext i32 %36 to i64
%38 = getelementptr inbounds i32, i32* %35, i64 %37
%39 = load i32, i32* %38
%40 = load i32, i32* %7
%41 = icmp slt i32 %39, %40
br i1 %41, label %42, label %45
42: ; preds = %34
%43 = load i32, i32* %10
%44 = add nsw i32 %43, 1
store i32 %44, i32* %8
br label %48
45: ; preds = %34
%46 = load i32, i32* %10
%47 = sub nsw i32 %46, 1
store i32 %47, i32* %9
br label %48
48: ; preds = %45, %42
br label %14
49: ; preds = %14
store i32 -1, i32* %4
br label %50
50: ; preds = %49, %32
%51 = load i32, i32* %4
ret i32 %51
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @binary_search(i32* nocapture %0, i64 %1, i32 %2) {
%4 = trunc i64 %1 to i32
%5 = add i32 %4, -1
%6 = icmp slt i32 %5, 0
br i1 %6, label %24, label %7
7: ; preds = %3, %17
%8 = phi i32 [ %22, %17 ], [ %5, %3 ]
%9 = phi i32 [ %21, %17 ], [ 0, %3 ]
%10 = sub nsw i32 %8, %9
%11 = sdiv i32 %10, 2
%12 = add nsw i32 %11, %9
%13 = sext i32 %12 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 %12, 1
%20 = add nsw i32 %12, -1
%21 = select i1 %18, i32 %19, i32 %9
%22 = select i1 %18, i32 %8, i32 %20
%23 = icmp slt i32 %22, %21
br i1 %23, label %24, label %7
24: ; preds = %7, %17, %3
%25 = phi i32 [ -1, %3 ], [ -1, %17 ], [ %12, %7 ]
ret i32 %25
}