#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, ...);
int binary_search(int *array, int data, int length) {
  int low = 0;
  int high = length;
  int mid = 0;
  while (high - low > 1) {
    printf("bsearch: low %d mid %d high %d arr %d\n", low, mid, high,
           array[mid]);
    mid = low + (high - low) / 2;
    if (data == array[mid]) {
      return mid;
    } else if (data < array[mid]) {
      high = mid - 1;
    } else {
      low = mid;
    }
  }
  printf("END: bsearch: low %d mid %d high %d arr %d data %d\n", low, mid, high,
         array[mid], data);
  if (data > array[mid])
    return ~(mid + 1);
  else
    return ~mid;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<binary_search>:
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    -0x18(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
sub    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    $0x1,%eax
jle    11d7 <binary_search+0xc7>
mov    -0x1c(%rbp),%esi
mov    -0x24(%rbp),%edx
mov    -0x20(%rbp),%ecx
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rdi
mov    (%rax,%rdi,4),%r8d
lea    0xe9f(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <printf@plt>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
sub    -0x1c(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%ecx
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
movslq -0x24(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jne    11a5 <binary_search+0x95>
mov    -0x24(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    122c <binary_search+0x11c>
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
movslq -0x24(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jge    11c7 <binary_search+0xb7>
mov    -0x24(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    11cd <binary_search+0xbd>
mov    -0x24(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    11d2 <binary_search+0xc2>
jmp    1136 <binary_search+0x26>
mov    -0x1c(%rbp),%esi
mov    -0x24(%rbp),%edx
mov    -0x20(%rbp),%ecx
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rdi
mov    (%rax,%rdi,4),%r8d
mov    -0x14(%rbp),%r9d
lea    0xe30(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <printf@plt>
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
movslq -0x24(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jle    1223 <binary_search+0x113>
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
xor    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    122c <binary_search+0x11c>
mov    -0x24(%rbp),%eax
xor    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x30,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<binary_search>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    %edx,%r12d
mov    %esi,%r14d
mov    %rdi,%r15
xor    %ebx,%ebx
mov    (%rdi),%r8d
cmp    $0x2,%edx
jl     117f <binary_search+0x6f>
xor    %ebp,%ebp
mov    %r12d,%r13d
xor    %ebx,%ebx
jmp    114e <binary_search+0x3e>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %ebp,%ebx
mov    %r13d,%r12d
sub    %ebx,%r12d
cmp    $0x1,%r12d
jle    1184 <binary_search+0x74>
lea    0xeab(%rip),%rdi
mov    %ebx,%esi
mov    %ebp,%edx
mov    %r13d,%ecx
xor    %eax,%eax
call   1030 <printf@plt>
shr    %r12d
mov    %r12d,%ebp
add    %ebx,%ebp
movslq %ebp,%rax
mov    (%r15,%rax,4),%r8d
cmp    %r14d,%r8d
je     11b3 <binary_search+0xa3>
jle    1140 <binary_search+0x30>
lea    -0x1(%rbp),%r13d
jmp    1142 <binary_search+0x32>
mov    %r12d,%r13d
xor    %ebp,%ebp
movslq %ebp,%r12
lea    0xe99(%rip),%rdi
mov    %ebx,%esi
mov    %r12d,%edx
mov    %r13d,%ecx
mov    %r14d,%r9d
xor    %eax,%eax
call   1030 <printf@plt>
cmp    %r14d,(%r15,%r12,4)
jge    11b1 <binary_search+0xa1>
mov    $0xfffffffe,%eax
sub    %ebp,%eax
mov    %eax,%ebp
jmp    11b3 <binary_search+0xa3>
not    %ebp
mov    %ebp,%eax
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
@.str = [39 x i8] c"bsearch: low %d mid %d high %d arr %d\0A\00"
@.str.1 = [52 x i8] c"END: bsearch: low %d mid %d high %d arr %d data %d\0A\00"
define i32 @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
%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* %7
store i32 %11, i32* %9
store i32 0, i32* %10
br label %12
12: ; preds = %56, %3
%13 = load i32, i32* %9
%14 = load i32, i32* %8
%15 = sub nsw i32 %13, %14
%16 = icmp sgt i32 %15, 1
br i1 %16, label %17, label %57
17: ; preds = %12
%18 = load i32, i32* %8
%19 = load i32, i32* %10
%20 = load i32, i32* %9
%21 = load i32*, i32** %5
%22 = load i32, i32* %10
%23 = sext i32 %22 to i64
%24 = getelementptr inbounds i32, i32* %21, i64 %23
%25 = load i32, i32* %24
%26 = call i32 (i8*, i32, i32, i32, i32, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([39 x i8], [39 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32 %18, i32 %19, i32 %20, i32 %25)
%27 = load i32, i32* %8
%28 = load i32, i32* %9
%29 = load i32, i32* %8
%30 = sub nsw i32 %28, %29
%31 = sdiv i32 %30, 2
%32 = add nsw i32 %27, %31
store i32 %32, i32* %10
%33 = load i32, i32* %6
%34 = load i32*, i32** %5
%35 = load i32, i32* %10
%36 = sext i32 %35 to i64
%37 = getelementptr inbounds i32, i32* %34, i64 %36
%38 = load i32, i32* %37
%39 = icmp eq i32 %33, %38
br i1 %39, label %40, label %42
40: ; preds = %17
%41 = load i32, i32* %10
store i32 %41, i32* %4
br label %82
42: ; preds = %17
%43 = load i32, i32* %6
%44 = load i32*, i32** %5
%45 = load i32, i32* %10
%46 = sext i32 %45 to i64
%47 = getelementptr inbounds i32, i32* %44, i64 %46
%48 = load i32, i32* %47
%49 = icmp slt i32 %43, %48
br i1 %49, label %50, label %53
50: ; preds = %42
%51 = load i32, i32* %10
%52 = sub nsw i32 %51, 1
store i32 %52, i32* %9
br label %55
53: ; preds = %42
%54 = load i32, i32* %10
store i32 %54, i32* %8
br label %55
55: ; preds = %53, %50
br label %56
56: ; preds = %55
br label %12
57: ; preds = %12
%58 = load i32, i32* %8
%59 = load i32, i32* %10
%60 = load i32, i32* %9
%61 = load i32*, i32** %5
%62 = load i32, i32* %10
%63 = sext i32 %62 to i64
%64 = getelementptr inbounds i32, i32* %61, i64 %63
%65 = load i32, i32* %64
%66 = load i32, i32* %6
%67 = call i32 (i8*, i32, i32, i32, i32, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([52 x i8], [52 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), i32 %58, i32 %59, i32 %60, i32 %65, i32 %66)
%68 = load i32, i32* %6
%69 = load i32*, i32** %5
%70 = load i32, i32* %10
%71 = sext i32 %70 to i64
%72 = getelementptr inbounds i32, i32* %69, i64 %71
%73 = load i32, i32* %72
%74 = icmp sgt i32 %68, %73
br i1 %74, label %75, label %79
75: ; preds = %57
%76 = load i32, i32* %10
%77 = add nsw i32 %76, 1
%78 = xor i32 %77, -1
store i32 %78, i32* %4
br label %82
79: ; preds = %57
%80 = load i32, i32* %10
%81 = xor i32 %80, -1
store i32 %81, i32* %4
br label %82
82: ; preds = %79, %75, %40
%83 = load i32, i32* %4
ret i32 %83
}

LLVM IR (-O2):
@.str = [39 x i8] c"bsearch: low %d mid %d high %d arr %d\0A\00"
@.str.1 = [52 x i8] c"END: bsearch: low %d mid %d high %d arr %d data %d\0A\00"
define i32 @binary_search(i32* nocapture %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = icmp sgt i32 %2, 1
%5 = load i32, i32* %0
br i1 %4, label %6, label %26
6: ; preds = %3, %19
%7 = phi i32 [ %17, %19 ], [ %5, %3 ]
%8 = phi i32 [ %24, %19 ], [ %2, %3 ]
%9 = phi i32 [ %14, %19 ], [ 0, %3 ]
%10 = phi i32 [ %23, %19 ], [ %2, %3 ]
%11 = phi i32 [ %22, %19 ], [ 0, %3 ]
%12 = tail call i32 (i8*, i32, i32, i32, i32, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([39 x i8], [39 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32 %11, i32 %9, i32 %10, i32 %7)
%13 = lshr i32 %8, 1
%14 = add nsw i32 %13, %11
%15 = sext i32 %14 to i64
%16 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %15
%17 = load i32, i32* %16
%18 = icmp eq i32 %17, %1
br i1 %18, label %40, label %19
19: ; preds = %6
%20 = icmp sgt i32 %17, %1
%21 = add nsw i32 %14, -1
%22 = select i1 %20, i32 %11, i32 %14
%23 = select i1 %20, i32 %21, i32 %10
%24 = sub nsw i32 %23, %22
%25 = icmp sgt i32 %24, 1
br i1 %25, label %6, label %26
26: ; preds = %19, %3
%27 = phi i32 [ %5, %3 ], [ %17, %19 ]
%28 = phi i32 [ 0, %3 ], [ %22, %19 ]
%29 = phi i32 [ %2, %3 ], [ %23, %19 ]
%30 = phi i32 [ 0, %3 ], [ %14, %19 ]
%31 = sext i32 %30 to i64
%32 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %31
%33 = tail call i32 (i8*, i32, i32, i32, i32, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([52 x i8], [52 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), i32 %28, i32 %30, i32 %29, i32 %27, i32 %1)
%34 = load i32, i32* %32
%35 = icmp slt i32 %34, %1
br i1 %35, label %36, label %38
36: ; preds = %26
%37 = sub i32 -2, %30
br label %40
38: ; preds = %26
%39 = xor i32 %30, -1
br label %40
40: ; preds = %6, %38, %36
%41 = phi i32 [ %37, %36 ], [ %39, %38 ], [ %14, %6 ]
ret i32 %41
}