int magic_index(int array[], int low, int high) {
  if (high < low) {
    return -1;
  }
  int mid = (high + low) / 2;
  if (array[mid] < mid) {
    return magic_index(array, mid + 1, high);
  } else if (array[mid] > mid) {
    return magic_index(array, low, mid - 1);
  } else {
    return mid;
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<magic_index>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x20,%rsp
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
mov    %esi,-0x14(%rbp)
mov    %edx,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    113a <magic_index+0x2a>
movl   $0xffffffff,-0x4(%rbp)
jmp    11ad <magic_index+0x9d>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    -0x14(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    1179 <magic_index+0x69>
mov    -0x10(%rbp),%rdi
mov    -0x1c(%rbp),%esi
add    $0x1,%esi
mov    -0x18(%rbp),%edx
call   1030 <magic_index@plt>
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    11ad <magic_index+0x9d>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jle    11a7 <magic_index+0x97>
mov    -0x10(%rbp),%rdi
mov    -0x14(%rbp),%esi
mov    -0x1c(%rbp),%edx
sub    $0x1,%edx
call   1030 <magic_index@plt>
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    11ad <magic_index+0x9d>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<magic_index>:
mov    $0xffffffff,%eax
cmp    %esi,%edx
jge    1110 <magic_index+0x10>
ret
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
lea    (%rdx,%rsi,1),%r8d
mov    %r8d,%r9d
shr    $0x1f,%r9d
add    %r8d,%r9d
sar    %r9d
movslq %r9d,%rcx
cmp    %ecx,(%rdi,%rcx,4)
jl     1136 <magic_index+0x36>
jle    1141 <magic_index+0x41>
lea    -0x1(%r9),%edx
cmp    %esi,%r9d
jg     1110 <magic_index+0x10>
jmp    1109 <magic_index+0x9>
lea    0x1(%r9),%esi
cmp    %r9d,%edx
jg     1110 <magic_index+0x10>
jmp    1109 <magic_index+0x9>
mov    %r9d,%eax
ret

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

LLVM IR (-O2):
define i32 @magic_index(i32* %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = icmp slt i32 %2, %1
br i1 %4, label %24, label %5
5: ; preds = %3, %16
%6 = phi i32 [ %9, %16 ], [ %2, %3 ]
%7 = phi i32 [ %17, %16 ], [ %1, %3 ]
br label %8
8: ; preds = %5, %21
%9 = phi i32 [ %6, %5 ], [ %22, %21 ]
%10 = add nsw i32 %9, %7
%11 = sdiv i32 %10, 2
%12 = sext i32 %11 to i64
%13 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %12
%14 = load i32, i32* %13
%15 = icmp slt i32 %14, %11
br i1 %15, label %16, label %19
16: ; preds = %8
%17 = add nsw i32 %11, 1
%18 = icmp sgt i32 %9, %11
br i1 %18, label %5, label %24
19: ; preds = %8
%20 = icmp sgt i32 %14, %11
br i1 %20, label %21, label %24
21: ; preds = %19
%22 = add nsw i32 %11, -1
%23 = icmp sgt i32 %11, %7
br i1 %23, label %8, label %24
24: ; preds = %16, %21, %19, %3
%25 = phi i32 [ -1, %3 ], [ %11, %19 ], [ -1, %21 ], [ -1, %16 ]
ret i32 %25
}