int binary_search_last_smaller(int *arr, int size, int val) {
  int low = 0, high = size - 1, mid;
  while (low <= high) {
    mid = (low + high) / 2;
    if (arr[mid] <= val) {
      if (mid == 0 || arr[mid + 1] > val)
        return mid;
      low = mid + 1;
    } else {
      high = mid - 1;
    }
  }
  return -1;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<binary_search_last_smaller>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
mov    %esi,-0x14(%rbp)
mov    %edx,-0x18(%rbp)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x20(%rbp),%eax
jg     1199 <binary_search_last_smaller+0x99>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    -0x20(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jg     118b <binary_search_last_smaller+0x8b>
cmpl   $0x0,-0x24(%rbp)
je     1172 <binary_search_last_smaller+0x72>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jle    117d <binary_search_last_smaller+0x7d>
mov    -0x24(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    11a0 <binary_search_last_smaller+0xa0>
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1194 <binary_search_last_smaller+0x94>
mov    -0x24(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    111e <binary_search_last_smaller+0x1e>
movl   $0xffffffff,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<binary_search_last_smaller>:
mov    $0xffffffff,%eax
test   %esi,%esi
jle    115e <binary_search_last_smaller+0x5e>
add    $0xffffffff,%esi
xor    %r8d,%r8d
jmp    112a <binary_search_last_smaller+0x2a>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0xffffffff,%ecx
mov    %ecx,%esi
cmp    %esi,%r8d
jg     115e <binary_search_last_smaller+0x5e>
lea    (%rsi,%r8,1),%r9d
mov    %r9d,%ecx
shr    $0x1f,%ecx
add    %r9d,%ecx
sar    %ecx
movslq %ecx,%r10
cmp    %edx,(%rdi,%r10,4)
jg     1120 <binary_search_last_smaller+0x20>
add    $0x1,%r9d
cmp    $0x3,%r9d
jb     115f <binary_search_last_smaller+0x5f>
cmp    %edx,0x4(%rdi,%r10,4)
jg     115f <binary_search_last_smaller+0x5f>
add    $0x1,%ecx
mov    %ecx,%r8d
cmp    %esi,%r8d
jle    112a <binary_search_last_smaller+0x2a>
ret
mov    %ecx,%eax
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @binary_search_last_smaller(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* %6
%12 = sub nsw i32 %11, 1
store i32 %12, i32* %9
br label %13
13: ; preds = %49, %3
%14 = load i32, i32* %8
%15 = load i32, i32* %9
%16 = icmp sle i32 %14, %15
br i1 %16, label %17, label %50
17: ; preds = %13
%18 = load i32, i32* %8
%19 = load i32, i32* %9
%20 = add nsw i32 %18, %19
%21 = sdiv i32 %20, 2
store i32 %21, i32* %10
%22 = load i32*, i32** %5
%23 = load i32, i32* %10
%24 = sext i32 %23 to i64
%25 = getelementptr inbounds i32, i32* %22, i64 %24
%26 = load i32, i32* %25
%27 = load i32, i32* %7
%28 = icmp sle i32 %26, %27
br i1 %28, label %29, label %46
29: ; preds = %17
%30 = load i32, i32* %10
%31 = icmp eq i32 %30, 0
br i1 %31, label %41, label %32
32: ; preds = %29
%33 = load i32*, i32** %5
%34 = load i32, i32* %10
%35 = add nsw i32 %34, 1
%36 = sext i32 %35 to i64
%37 = getelementptr inbounds i32, i32* %33, i64 %36
%38 = load i32, i32* %37
%39 = load i32, i32* %7
%40 = icmp sgt i32 %38, %39
br i1 %40, label %41, label %43
41: ; preds = %32, %29
%42 = load i32, i32* %10
store i32 %42, i32* %4
br label %51
43: ; preds = %32
%44 = load i32, i32* %10
%45 = add nsw i32 %44, 1
store i32 %45, i32* %8
br label %49
46: ; preds = %17
%47 = load i32, i32* %10
%48 = sub nsw i32 %47, 1
store i32 %48, i32* %9
br label %49
49: ; preds = %46, %43
br label %13
50: ; preds = %13
store i32 -1, i32* %4
br label %51
51: ; preds = %50, %41
%52 = load i32, i32* %4
ret i32 %52
}

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