#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 */
size_t find_max(size_t, int *);
ssize_t find_elem(size_t arr_sz, int arr[arr_sz], int val) {
  size_t max = find_max(arr_sz, arr);
  ssize_t l;
  ssize_t r;
  l = 0;
  r = max;
  while (l <= r) {
    ssize_t m = l + (r - l) / 2;
    if (arr[m] == val) {
      return m;
    } else if (arr[m] < val) {
      l = m + 1;
    } else {
      r = m - 1;
    }
  }
  l = max;
  r = arr_sz - 1;
  while (l <= r) {
    ssize_t m = l + (r - l) / 2;
    if (arr[m] == val) {
      return m;
    } else if (arr[m] < val) {
      r = m - 1;
    } else {
      l = m + 1;
    }
  }
  return -1;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<find_elem>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x40,%rsp
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
mov    %rsi,-0x18(%rbp)
mov    %edx,-0x1c(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rdi
mov    -0x18(%rbp),%rsi
call   1030 <find_max@plt>
mov    %rax,-0x28(%rbp)
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0x30(%rbp),%eax
jg     11c0 <find_elem+0xb0>
mov    -0x2c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%eax
sub    -0x2c(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%ecx
mov    -0x3c(%rbp),%eax
add    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x34(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jne    118b <find_elem+0x7b>
mov    -0x34(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    1257 <find_elem+0x147>
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x34(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    11ad <find_elem+0x9d>
mov    -0x34(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    11b6 <find_elem+0xa6>
mov    -0x34(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
jmp    11bb <find_elem+0xab>
jmp    1142 <find_elem+0x32>
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
sub    $0x1,%rax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0x30(%rbp),%eax
jg     1250 <find_elem+0x140>
mov    -0x2c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x40(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%eax
sub    -0x2c(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%ecx
mov    -0x40(%rbp),%eax
add    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x38(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x38(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jne    121b <find_elem+0x10b>
mov    -0x38(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    1257 <find_elem+0x147>
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x38(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    123d <find_elem+0x12d>
mov    -0x38(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
jmp    1246 <find_elem+0x136>
mov    -0x38(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    124b <find_elem+0x13b>
jmp    11d2 <find_elem+0xc2>
movl   $0xffffffff,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x40,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<find_elem>:
push   %rbp
push   %r14
push   %rbx
mov    %edx,%r14d
mov    %rsi,%rbx
mov    %rdi,%rbp
call   1030 <find_max@plt>
test   %eax,%eax
js     115e <find_elem+0x4e>
xor    %edx,%edx
mov    %eax,%esi
jmp    1139 <find_elem+0x29>
nopl   0x0(%rax)
add    $0xffffffff,%ecx
mov    %ecx,%esi
cmp    %edx,%esi
jl     115e <find_elem+0x4e>
mov    %esi,%edi
sub    %edx,%edi
mov    %edi,%ecx
shr    $0x1f,%ecx
add    %edi,%ecx
sar    %ecx
add    %edx,%ecx
movslq %ecx,%rdi
mov    (%rbx,%rdi,4),%edi
cmp    %r14d,%edi
je     11a2 <find_elem+0x92>
jge    1130 <find_elem+0x20>
add    $0x1,%ecx
mov    %ecx,%edx
cmp    %edx,%esi
jge    1139 <find_elem+0x29>
add    $0xffffffff,%ebp
mov    $0xffffffff,%ecx
cmp    %eax,%ebp
jge    1179 <find_elem+0x69>
jmp    11a2 <find_elem+0x92>
nopl   0x0(%rax)
add    $0x1,%edx
mov    %edx,%eax
cmp    %eax,%ebp
jl     11a2 <find_elem+0x92>
mov    %ebp,%esi
sub    %eax,%esi
mov    %esi,%edx
shr    $0x1f,%edx
add    %esi,%edx
sar    %edx
add    %eax,%edx
movslq %edx,%rsi
mov    (%rbx,%rsi,4),%esi
cmp    %r14d,%esi
je     11a0 <find_elem+0x90>
jge    1170 <find_elem+0x60>
add    $0xffffffff,%edx
mov    %edx,%ebp
cmp    %eax,%ebp
jge    1179 <find_elem+0x69>
jmp    11a2 <find_elem+0x92>
mov    %edx,%ecx
mov    %ecx,%eax
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @find_elem(i64 %0, i32* %1, i32 %2) {
%4 = alloca i32
%5 = alloca i64
%6 = alloca i32*
%7 = alloca i32
%8 = alloca i64
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
store i64 %0, i64* %5
store i32* %1, i32** %6
store i32 %2, i32* %7
%13 = load i64, i64* %5
%14 = load i64, i64* %5
%15 = load i32*, i32** %6
%16 = call i64 @find_max(i64 %14, i32* %15)
store i64 %16, i64* %8
store i32 0, i32* %9
%17 = load i64, i64* %8
%18 = trunc i64 %17 to i32
store i32 %18, i32* %10
br label %19
19: ; preds = %54, %3
%20 = load i32, i32* %9
%21 = load i32, i32* %10
%22 = icmp sle i32 %20, %21
br i1 %22, label %23, label %55
23: ; preds = %19
%24 = load i32, i32* %9
%25 = load i32, i32* %10
%26 = load i32, i32* %9
%27 = sub nsw i32 %25, %26
%28 = sdiv i32 %27, 2
%29 = add nsw i32 %24, %28
store i32 %29, i32* %11
%30 = load i32*, i32** %6
%31 = load i32, i32* %11
%32 = sext i32 %31 to i64
%33 = getelementptr inbounds i32, i32* %30, i64 %32
%34 = load i32, i32* %33
%35 = load i32, i32* %7
%36 = icmp eq i32 %34, %35
br i1 %36, label %37, label %39
37: ; preds = %23
%38 = load i32, i32* %11
store i32 %38, i32* %4
br label %98
39: ; preds = %23
%40 = load i32*, i32** %6
%41 = load i32, i32* %11
%42 = sext i32 %41 to i64
%43 = getelementptr inbounds i32, i32* %40, i64 %42
%44 = load i32, i32* %43
%45 = load i32, i32* %7
%46 = icmp slt i32 %44, %45
br i1 %46, label %47, label %50
47: ; preds = %39
%48 = load i32, i32* %11
%49 = add nsw i32 %48, 1
store i32 %49, i32* %9
br label %53
50: ; preds = %39
%51 = load i32, i32* %11
%52 = sub nsw i32 %51, 1
store i32 %52, i32* %10
br label %53
53: ; preds = %50, %47
br label %54
54: ; preds = %53
br label %19
55: ; preds = %19
%56 = load i64, i64* %8
%57 = trunc i64 %56 to i32
store i32 %57, i32* %9
%58 = load i64, i64* %5
%59 = sub i64 %58, 1
%60 = trunc i64 %59 to i32
store i32 %60, i32* %10
br label %61
61: ; preds = %96, %55
%62 = load i32, i32* %9
%63 = load i32, i32* %10
%64 = icmp sle i32 %62, %63
br i1 %64, label %65, label %97
65: ; preds = %61
%66 = load i32, i32* %9
%67 = load i32, i32* %10
%68 = load i32, i32* %9
%69 = sub nsw i32 %67, %68
%70 = sdiv i32 %69, 2
%71 = add nsw i32 %66, %70
store i32 %71, i32* %12
%72 = load i32*, i32** %6
%73 = load i32, i32* %12
%74 = sext i32 %73 to i64
%75 = getelementptr inbounds i32, i32* %72, i64 %74
%76 = load i32, i32* %75
%77 = load i32, i32* %7
%78 = icmp eq i32 %76, %77
br i1 %78, label %79, label %81
79: ; preds = %65
%80 = load i32, i32* %12
store i32 %80, i32* %4
br label %98
81: ; preds = %65
%82 = load i32*, i32** %6
%83 = load i32, i32* %12
%84 = sext i32 %83 to i64
%85 = getelementptr inbounds i32, i32* %82, i64 %84
%86 = load i32, i32* %85
%87 = load i32, i32* %7
%88 = icmp slt i32 %86, %87
br i1 %88, label %89, label %92
89: ; preds = %81
%90 = load i32, i32* %12
%91 = sub nsw i32 %90, 1
store i32 %91, i32* %10
br label %95
92: ; preds = %81
%93 = load i32, i32* %12
%94 = add nsw i32 %93, 1
store i32 %94, i32* %9
br label %95
95: ; preds = %92, %89
br label %96
96: ; preds = %95
br label %61
97: ; preds = %61
store i32 -1, i32* %4
br label %98
98: ; preds = %97, %79, %37
%99 = load i32, i32* %4
ret i32 %99
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @find_elem(i64 %0, i32* %1, i32 %2) {
%4 = tail call i64 @find_max(i64 %0, i32* %1)
%5 = trunc i64 %4 to i32
%6 = icmp slt i32 %5, 0
br i1 %6, label %24, label %7
7: ; preds = %3, %17
%8 = phi i32 [ %22, %17 ], [ 0, %3 ]
%9 = phi i32 [ %21, %17 ], [ %5, %3 ]
%10 = sub nsw i32 %9, %8
%11 = sdiv i32 %10, 2
%12 = add nsw i32 %11, %8
%13 = sext i32 %12 to i64
%14 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %13
%15 = load i32, i32* %14
%16 = icmp eq i32 %15, %2
br i1 %16, label %45, 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 %9, i32 %20
%22 = select i1 %18, i32 %19, i32 %8
%23 = icmp slt i32 %21, %22
br i1 %23, label %24, label %7
24: ; preds = %17, %3
%25 = trunc i64 %0 to i32
%26 = add i32 %25, -1
%27 = icmp slt i32 %26, %5
br i1 %27, label %45, label %28
28: ; preds = %24, %38
%29 = phi i32 [ %43, %38 ], [ %5, %24 ]
%30 = phi i32 [ %42, %38 ], [ %26, %24 ]
%31 = sub nsw i32 %30, %29
%32 = sdiv i32 %31, 2
%33 = add nsw i32 %32, %29
%34 = sext i32 %33 to i64
%35 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %34
%36 = load i32, i32* %35
%37 = icmp eq i32 %36, %2
br i1 %37, label %45, label %38
38: ; preds = %28
%39 = icmp slt i32 %36, %2
%40 = add nsw i32 %33, -1
%41 = add nsw i32 %33, 1
%42 = select i1 %39, i32 %40, i32 %30
%43 = select i1 %39, i32 %29, i32 %41
%44 = icmp slt i32 %42, %43
br i1 %44, label %45, label %28
45: ; preds = %7, %38, %28, %24
%46 = phi i32 [ -1, %24 ], [ -1, %38 ], [ %33, %28 ], [ %12, %7 ]
ret i32 %46
}