#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 scalar_t__ ssize_t;

/* Variables and functions */
ssize_t magic_index_aux(int arr[], ssize_t arr_sz, ssize_t l, ssize_t r) {
  if (l > r || l < 0 || r > arr_sz - 1) {
    return -1;
  }
  ssize_t m = l + (r - l) / 2;
  if (arr[m] == m) {
    return m;
  }
  ssize_t ret = magic_index_aux(arr, arr_sz, l,
                                ((m - 1) < (arr[m]) ? (m - 1) : (arr[m])));
  if (ret == -1) {
    ret = magic_index_aux(arr, arr_sz,
                          ((m + 1) > (arr[m]) ? (m + 1) : (arr[m])), r);
  }
  return ret;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<magic_index_aux>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x80,%rsp
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
mov    %rsi,-0x18(%rbp)
mov    %rdx,-0x20(%rbp)
mov    %rcx,-0x28(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
cmp    -0x28(%rbp),%rax
jg     1159 <magic_index_aux+0x49>
cmpq   $0x0,-0x20(%rbp)
jl     1159 <magic_index_aux+0x49>
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%rcx
sub    $0x1,%rcx
cmp    %rcx,%rax
jle    1166 <magic_index_aux+0x56>
movq   $0xffffffffffffffff,-0x8(%rbp)
ff
jmp    129a <magic_index_aux+0x18a>
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
sub    -0x20(%rbp),%rax
mov    $0x2,%ecx
cqto
idiv   %rcx
mov    %rax,%rcx
mov    -0x40(%rbp),%rax
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x30(%rbp),%rcx
movslq (%rax,%rcx,4),%rax
cmp    -0x30(%rbp),%rax
jne    11b1 <magic_index_aux+0xa1>
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x8(%rbp)
jmp    129a <magic_index_aux+0x18a>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x58(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x50(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x48(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rax
sub    $0x1,%rax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
mov    -0x30(%rbp),%rdx
movslq (%rcx,%rdx,4),%rcx
cmp    %rcx,%rax
jge    11f7 <magic_index_aux+0xe7>
mov    -0x30(%rbp),%rax
sub    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x60(%rbp)
jmp    1207 <magic_index_aux+0xf7>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x30(%rbp),%rcx
movslq (%rax,%rcx,4),%rax
mov    %rax,-0x60(%rbp)
mov    -0x48(%rbp),%rdx
mov    -0x50(%rbp),%rsi
mov    -0x58(%rbp),%rdi
mov    -0x60(%rbp),%rcx
call   1030 <magic_index_aux@plt>
mov    %rax,-0x38(%rbp)
cmpq   $0xffffffffffffffff,-0x38(%rbp)
jne    1292 <magic_index_aux+0x182>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x70(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x68(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
mov    -0x30(%rbp),%rdx
movslq (%rcx,%rdx,4),%rcx
cmp    %rcx,%rax
jle    1269 <magic_index_aux+0x159>
mov    -0x30(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x78(%rbp)
jmp    1279 <magic_index_aux+0x169>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x30(%rbp),%rcx
movslq (%rax,%rcx,4),%rax
mov    %rax,-0x78(%rbp)
mov    -0x68(%rbp),%rsi
mov    -0x70(%rbp),%rdi
mov    -0x78(%rbp),%rdx
mov    -0x28(%rbp),%rcx
call   1030 <magic_index_aux@plt>
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x8(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
add    $0x80,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<magic_index_aux>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    $0xffffffffffffffff,%r14
cmp    %rcx,%rsi
jle    119a <magic_index_aux+0x8a>
mov    %rcx,%r13
cmp    %rdx,%rcx
jl     119a <magic_index_aux+0x8a>
test   %rdx,%rdx
js     119a <magic_index_aux+0x8a>
mov    %rsi,%r15
mov    %rdi,%r12
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %r13,%rax
sub    %rdx,%rax
mov    %rax,%rbx
shr    $0x3f,%rbx
add    %rax,%rbx
sar    %rbx
add    %rdx,%rbx
movslq (%r12,%rbx,4),%rbp
cmp    %rbp,%rbx
je     1192 <magic_index_aux+0x82>
lea    -0x1(%rbx),%rcx
cmp    %rbp,%rbx
cmovg  %rbp,%rcx
mov    %r12,%rdi
mov    %r15,%rsi
call   1030 <magic_index_aux@plt>
cmp    $0xffffffffffffffff,%rax
jne    1197 <magic_index_aux+0x87>
lea    0x1(%rbx),%rdx
cmp    %rbp,%rbx
cmovl  %rbp,%rdx
cmp    %r13,%rdx
jg     119a <magic_index_aux+0x8a>
test   %rdx,%rdx
jns    1140 <magic_index_aux+0x30>
jmp    119a <magic_index_aux+0x8a>
mov    %rbx,%r14
jmp    119a <magic_index_aux+0x8a>
mov    %rax,%r14
mov    %r14,%rax
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

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

LLVM IR (-O2):
define i64 @magic_index_aux(i32* %0, i64 %1, i64 %2, i64 %3) {
%5 = icmp sgt i64 %1, %3
%6 = icmp sge i64 %3, %2
%7 = icmp sgt i64 %2, -1
%8 = and i1 %6, %7
%9 = and i1 %5, %8
br i1 %9, label %10, label %32
10: ; preds = %4, %25
%11 = phi i64 [ %28, %25 ], [ %2, %4 ]
%12 = sub nsw i64 %3, %11
%13 = sdiv i64 %12, 2
%14 = add nsw i64 %13, %11
%15 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %14
%16 = load i32, i32* %15
%17 = sext i32 %16 to i64
%18 = icmp eq i64 %14, %17
br i1 %18, label %32, label %19
19: ; preds = %10
%20 = icmp sgt i64 %14, %17
%21 = add nsw i64 %14, -1
%22 = select i1 %20, i64 %17, i64 %21
%23 = tail call i64 @magic_index_aux(i32* %0, i64 %1, i64 %11, i64 %22)
%24 = icmp eq i64 %23, -1
br i1 %24, label %25, label %32
25: ; preds = %19
%26 = icmp slt i64 %14, %17
%27 = add nsw i64 %14, 1
%28 = select i1 %26, i64 %17, i64 %27
%29 = icmp sle i64 %28, %3
%30 = icmp sgt i64 %28, -1
%31 = and i1 %29, %30
br i1 %31, label %10, label %32
32: ; preds = %25, %19, %10, %4
%33 = phi i64 [ -1, %4 ], [ %14, %10 ], [ %23, %19 ], [ -1, %25 ]
ret i64 %33
}