int belong_to(int *array, int array_size, int index) {
  int i;
  if (array_size == 0) {
    return -1;
  }
  for (i = 0; i < array_size; i++) {
    if (array[i] != -13 && index == array[i]) {
      return i;
    }
  }
  return -1;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<belong_to>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
mov    %esi,-0x14(%rbp)
mov    %edx,-0x18(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x14(%rbp)
jne    1124 <belong_to+0x24>
movl   $0xffffffff,-0x4(%rbp)
jmp    1182 <belong_to+0x82>
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    117b <belong_to+0x7b>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
cmpl   $0xfffffff3,(%rax,%rcx,4)
je     1168 <belong_to+0x68>
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
movslq -0x1c(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jne    1168 <belong_to+0x68>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    1182 <belong_to+0x82>
jmp    116d <belong_to+0x6d>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    112b <belong_to+0x2b>
movl   $0xffffffff,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<belong_to>:
mov    $0xffffffff,%eax
test   %esi,%esi
jle    1127 <belong_to+0x27>
mov    %esi,%r8d
xor    %ecx,%ecx
jmp    1119 <belong_to+0x19>
add    $0x1,%rcx
cmp    %rcx,%r8
je     1127 <belong_to+0x27>
mov    (%rdi,%rcx,4),%esi
cmp    $0xfffffff3,%esi
je     1110 <belong_to+0x10>
cmp    %edx,%esi
jne    1110 <belong_to+0x10>
mov    %ecx,%eax
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @belong_to(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* %6
%10 = icmp eq i32 %9, 0
br i1 %10, label %11, label %12
11: ; preds = %3
store i32 -1, i32* %4
br label %39
12: ; preds = %3
store i32 0, i32* %8
br label %13
13: ; preds = %35, %12
%14 = load i32, i32* %8
%15 = load i32, i32* %6
%16 = icmp slt i32 %14, %15
br i1 %16, label %17, label %38
17: ; preds = %13
%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 = icmp ne i32 %22, -13
br i1 %23, label %24, label %34
24: ; preds = %17
%25 = load i32, i32* %7
%26 = load i32*, i32** %5
%27 = load i32, i32* %8
%28 = sext i32 %27 to i64
%29 = getelementptr inbounds i32, i32* %26, i64 %28
%30 = load i32, i32* %29
%31 = icmp eq i32 %25, %30
br i1 %31, label %32, label %34
32: ; preds = %24
%33 = load i32, i32* %8
store i32 %33, i32* %4
br label %39
34: ; preds = %24, %17
br label %35
35: ; preds = %34
%36 = load i32, i32* %8
%37 = add nsw i32 %36, 1
store i32 %37, i32* %8
br label %13
38: ; preds = %13
store i32 -1, i32* %4
br label %39
39: ; preds = %38, %32, %11
%40 = load i32, i32* %4
ret i32 %40
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @belong_to(i32* nocapture %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %4, label %5, label %19
5: ; preds = %3
%6 = zext i32 %1 to i64
br label %7
7: ; preds = %5, %14
%8 = phi i64 [ 0, %5 ], [ %15, %14 ]
%9 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %8
%10 = load i32, i32* %9
%11 = icmp ne i32 %10, -13
%12 = icmp eq i32 %10, %2
%13 = and i1 %11, %12
br i1 %13, label %17, label %14
14: ; preds = %7
%15 = add nuw nsw i64 %8, 1
%16 = icmp eq i64 %15, %6
br i1 %16, label %19, label %7
17: ; preds = %7
%18 = trunc i64 %8 to i32
br label %19
19: ; preds = %14, %17, %3
%20 = phi i32 [ -1, %3 ], [ %18, %17 ], [ -1, %14 ]
ret i32 %20
}