#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 bin_search_diagonal(size_t M, size_t N, int matrix[M][N], ssize_t row_l,
                            ssize_t row_r, ssize_t col_l, ssize_t col_r,
                            int val) {
  ssize_t x_l = row_l;
  ssize_t y_l = col_l;
  ssize_t x_r = row_l + col_r - col_l;
  ssize_t y_r = col_r;
  if (x_r > row_r || y_r > col_r) {
    return 0;
  }
  while (x_l <= x_r && y_l <= y_r) {
    ssize_t mid_x = x_l + (x_r - x_l) / 2;
    ssize_t mid_y = y_l + (y_r - y_l) / 2;
    if (matrix[mid_x][mid_y] == val) {
      return mid_x - row_l;
    } else if (matrix[mid_x][mid_y] < val) {
      x_l = mid_x + 1;
      y_l = mid_y + 1;
    } else {
      x_r = mid_x - 1;
      y_r = mid_y - 1;
    }
  }
  if (x_r < row_l) {
    return 0;
  } else if (x_l > row_r) {
    return row_r - row_l;
  } else {
    return x_r - row_l;
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<bin_search_diagonal>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
push   %rax
mov    0x18(%rbp),%eax
mov    0x10(%rbp),%rax
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
mov    %rsi,-0x18(%rbp)
mov    %rdx,-0x20(%rbp)
mov    %rcx,-0x28(%rbp)
mov    %r8,-0x30(%rbp)
mov    %r9,-0x38(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x70(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x48(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
add    0x10(%rbp),%rax
sub    -0x38(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x50(%rbp)
mov    0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x58(%rbp)
mov    -0x50(%rbp),%rax
cmp    -0x30(%rbp),%rax
jg     1170 <bin_search_diagonal+0x70>
mov    -0x58(%rbp),%rax
cmp    0x10(%rbp),%rax
jle    117d <bin_search_diagonal+0x7d>
movq   $0x0,-0x8(%rbp)
jmp    12e7 <bin_search_diagonal+0x1e7>
jmp    1182 <bin_search_diagonal+0x82>
mov    -0x40(%rbp),%rcx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x50(%rbp),%rcx
mov    %al,-0x71(%rbp)
jg     11a3 <bin_search_diagonal+0xa3>
mov    -0x48(%rbp),%rax
cmp    -0x58(%rbp),%rax
setle  %al
mov    %al,-0x71(%rbp)
mov    -0x71(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    11b3 <bin_search_diagonal+0xb3>
jmp    12a1 <bin_search_diagonal+0x1a1>
mov    -0x70(%rbp),%rcx
mov    -0x40(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x88(%rbp)
mov    -0x50(%rbp),%rax
sub    -0x40(%rbp),%rax
mov    $0x2,%esi
cqto
idiv   %rsi
mov    %rax,%rdx
mov    -0x88(%rbp),%rax
add    %rdx,%rax
mov    %rax,-0x60(%rbp)
mov    -0x48(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x80(%rbp)
mov    -0x58(%rbp),%rax
sub    -0x48(%rbp),%rax
mov    $0x2,%esi
cqto
idiv   %rsi
mov    %rax,%rdx
mov    -0x80(%rbp),%rax
add    %rdx,%rax
mov    %rax,-0x68(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
imul   -0x60(%rbp),%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    -0x68(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    0x18(%rbp),%eax
jne    123e <bin_search_diagonal+0x13e>
mov    -0x60(%rbp),%rax
sub    -0x28(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x8(%rbp)
jmp    12e7 <bin_search_diagonal+0x1e7>
mov    -0x70(%rbp),%rcx
mov    -0x20(%rbp),%rax
imul   -0x60(%rbp),%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    -0x68(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    0x18(%rbp),%eax
jge    127f <bin_search_diagonal+0x17f>
mov    -0x60(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
mov    -0x68(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x48(%rbp)
jmp    1297 <bin_search_diagonal+0x197>
mov    -0x60(%rbp),%rax
sub    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x50(%rbp)
mov    -0x68(%rbp),%rax
sub    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x58(%rbp)
jmp    129c <bin_search_diagonal+0x19c>
jmp    1182 <bin_search_diagonal+0x82>
mov    -0x50(%rbp),%rax
cmp    -0x28(%rbp),%rax
jge    12bc <bin_search_diagonal+0x1bc>
movq   $0x0,-0x8(%rbp)
jmp    12e7 <bin_search_diagonal+0x1e7>
mov    -0x40(%rbp),%rax
cmp    -0x30(%rbp),%rax
jle    12db <bin_search_diagonal+0x1db>
mov    -0x30(%rbp),%rax
sub    -0x28(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x8(%rbp)
jmp    12e7 <bin_search_diagonal+0x1e7>
mov    -0x50(%rbp),%rax
sub    -0x28(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x8(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
add    $0x8,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<bin_search_diagonal>:
push   %r15
push   %r14
push   %r12
push   %rbx
mov    0x28(%rsp),%r10
mov    %rcx,%rax
sub    %r9,%rax
add    %r10,%rax
cmp    %r8,%rax
jg     11b4 <bin_search_diagonal+0xb4>
cmp    %rcx,%rax
jl     11ac <bin_search_diagonal+0xac>
cmp    %r9,%r10
jl     11be <bin_search_diagonal+0xbe>
mov    0x30(%rsp),%r11d
mov    %rcx,%r14
jmp    1158 <bin_search_diagonal+0x58>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0xffffffffffffffff,%r12
add    $0xffffffffffffffff,%rdi
mov    %r12,%rax
mov    %rdi,%r10
cmp    %r14,%rax
jl     11af <bin_search_diagonal+0xaf>
cmp    %r9,%r10
jl     11af <bin_search_diagonal+0xaf>
mov    %rax,%rdi
sub    %r14,%rdi
mov    %rdi,%r12
shr    $0x3f,%r12
add    %rdi,%r12
sar    %r12
add    %r14,%r12
mov    %r10,%r15
sub    %r9,%r15
mov    %r15,%rdi
shr    $0x3f,%rdi
add    %r15,%rdi
sar    %rdi
add    %r9,%rdi
mov    %r12,%rbx
imul   %rsi,%rbx
lea    (%rdx,%rbx,4),%rbx
cmp    %r11d,(%rbx,%rdi,4)
je     11d3 <bin_search_diagonal+0xd3>
jge    1140 <bin_search_diagonal+0x40>
add    $0x1,%r12
add    $0x1,%rdi
mov    %rdi,%r9
mov    %r12,%r14
cmp    %r14,%rax
jge    1153 <bin_search_diagonal+0x53>
jmp    11af <bin_search_diagonal+0xaf>
mov    %rcx,%r14
sub    %rcx,%rax
jge    11c6 <bin_search_diagonal+0xc6>
xor    %eax,%eax
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r14
pop    %r15
ret
mov    %rcx,%r14
sub    %rcx,%rax
jl     11b4 <bin_search_diagonal+0xb4>
cmp    %r8,%r14
jle    11b6 <bin_search_diagonal+0xb6>
sub    %rcx,%r8
mov    %r8,%rax
jmp    11b6 <bin_search_diagonal+0xb6>
sub    %rcx,%r12
mov    %r12,%rax
jmp    11b6 <bin_search_diagonal+0xb6>

LLVM IR (-O0):
define i64 @bin_search_diagonal(i64 %0, i64 %1, i32* %2, i64 %3, i64 %4, i64 %5, i64 %6, i32 %7) {
%9 = alloca i64
%10 = alloca i64
%11 = alloca i64
%12 = alloca i32*
%13 = alloca i64
%14 = alloca i64
%15 = alloca i64
%16 = alloca i64
%17 = alloca i32
%18 = alloca i64
%19 = alloca i64
%20 = alloca i64
%21 = alloca i64
%22 = alloca i64
%23 = alloca i64
store i64 %0, i64* %10
store i64 %1, i64* %11
store i32* %2, i32** %12
store i64 %3, i64* %13
store i64 %4, i64* %14
store i64 %5, i64* %15
store i64 %6, i64* %16
store i32 %7, i32* %17
%24 = load i64, i64* %10
%25 = load i64, i64* %11
%26 = load i64, i64* %13
store i64 %26, i64* %18
%27 = load i64, i64* %15
store i64 %27, i64* %19
%28 = load i64, i64* %13
%29 = load i64, i64* %16
%30 = add nsw i64 %28, %29
%31 = load i64, i64* %15
%32 = sub nsw i64 %30, %31
store i64 %32, i64* %20
%33 = load i64, i64* %16
store i64 %33, i64* %21
%34 = load i64, i64* %20
%35 = load i64, i64* %14
%36 = icmp sgt i64 %34, %35
br i1 %36, label %41, label %37
37: ; preds = %8
%38 = load i64, i64* %21
%39 = load i64, i64* %16
%40 = icmp sgt i64 %38, %39
br i1 %40, label %41, label %42
41: ; preds = %37, %8
store i64 0, i64* %9
br label %118
42: ; preds = %37
br label %43
43: ; preds = %100, %42
%44 = load i64, i64* %18
%45 = load i64, i64* %20
%46 = icmp sle i64 %44, %45
br i1 %46, label %47, label %51
47: ; preds = %43
%48 = load i64, i64* %19
%49 = load i64, i64* %21
%50 = icmp sle i64 %48, %49
br label %51
51: ; preds = %47, %43
%52 = phi i1 [ false, %43 ], [ %50, %47 ]
br i1 %52, label %53, label %101
53: ; preds = %51
%54 = load i64, i64* %18
%55 = load i64, i64* %20
%56 = load i64, i64* %18
%57 = sub nsw i64 %55, %56
%58 = sdiv i64 %57, 2
%59 = add nsw i64 %54, %58
store i64 %59, i64* %22
%60 = load i64, i64* %19
%61 = load i64, i64* %21
%62 = load i64, i64* %19
%63 = sub nsw i64 %61, %62
%64 = sdiv i64 %63, 2
%65 = add nsw i64 %60, %64
store i64 %65, i64* %23
%66 = load i32*, i32** %12
%67 = load i64, i64* %22
%68 = mul nsw i64 %67, %25
%69 = getelementptr inbounds i32, i32* %66, i64 %68
%70 = load i64, i64* %23
%71 = getelementptr inbounds i32, i32* %69, i64 %70
%72 = load i32, i32* %71
%73 = load i32, i32* %17
%74 = icmp eq i32 %72, %73
br i1 %74, label %75, label %79
75: ; preds = %53
%76 = load i64, i64* %22
%77 = load i64, i64* %13
%78 = sub nsw i64 %76, %77
store i64 %78, i64* %9
br label %118
79: ; preds = %53
%80 = load i32*, i32** %12
%81 = load i64, i64* %22
%82 = mul nsw i64 %81, %25
%83 = getelementptr inbounds i32, i32* %80, i64 %82
%84 = load i64, i64* %23
%85 = getelementptr inbounds i32, i32* %83, i64 %84
%86 = load i32, i32* %85
%87 = load i32, i32* %17
%88 = icmp slt i32 %86, %87
br i1 %88, label %89, label %94
89: ; preds = %79
%90 = load i64, i64* %22
%91 = add nsw i64 %90, 1
store i64 %91, i64* %18
%92 = load i64, i64* %23
%93 = add nsw i64 %92, 1
store i64 %93, i64* %19
br label %99
94: ; preds = %79
%95 = load i64, i64* %22
%96 = sub nsw i64 %95, 1
store i64 %96, i64* %20
%97 = load i64, i64* %23
%98 = sub nsw i64 %97, 1
store i64 %98, i64* %21
br label %99
99: ; preds = %94, %89
br label %100
100: ; preds = %99
br label %43
101: ; preds = %51
%102 = load i64, i64* %20
%103 = load i64, i64* %13
%104 = icmp slt i64 %102, %103
br i1 %104, label %105, label %106
105: ; preds = %101
store i64 0, i64* %9
br label %118
106: ; preds = %101
%107 = load i64, i64* %18
%108 = load i64, i64* %14
%109 = icmp sgt i64 %107, %108
br i1 %109, label %110, label %114
110: ; preds = %106
%111 = load i64, i64* %14
%112 = load i64, i64* %13
%113 = sub nsw i64 %111, %112
store i64 %113, i64* %9
br label %118
114: ; preds = %106
%115 = load i64, i64* %20
%116 = load i64, i64* %13
%117 = sub nsw i64 %115, %116
store i64 %117, i64* %9
br label %118
118: ; preds = %114, %110, %105, %75, %41
%119 = load i64, i64* %9
ret i64 %119
}

LLVM IR (-O2):
define i64 @bin_search_diagonal(i64 %0, i64 %1, i32* nocapture %2, i64 %3, i64 %4, i64 %5, i64 %6, i32 %7) {
%9 = sub i64 %3, %5
%10 = add i64 %9, %6
%11 = icmp sgt i64 %10, %4
br i1 %11, label %60, label %12
12: ; preds = %8
%13 = icmp sge i64 %10, %3
%14 = icmp sge i64 %6, %5
%15 = and i1 %13, %14
br i1 %15, label %16, label %50
16: ; preds = %12, %42
%17 = phi i64 [ %46, %42 ], [ %3, %12 ]
%18 = phi i64 [ %45, %42 ], [ %6, %12 ]
%19 = phi i64 [ %44, %42 ], [ %10, %12 ]
%20 = phi i64 [ %43, %42 ], [ %5, %12 ]
%21 = sub nsw i64 %19, %17
%22 = sdiv i64 %21, 2
%23 = add nsw i64 %22, %17
%24 = sub nsw i64 %18, %20
%25 = sdiv i64 %24, 2
%26 = add nsw i64 %25, %20
%27 = mul nsw i64 %23, %1
%28 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %27
%29 = getelementptr inbounds i32, i32* %28, i64 %26
%30 = load i32, i32* %29
%31 = icmp eq i32 %30, %7
br i1 %31, label %32, label %34
32: ; preds = %16
%33 = sub nsw i64 %23, %3
br label %60
34: ; preds = %16
%35 = icmp slt i32 %30, %7
br i1 %35, label %36, label %39
36: ; preds = %34
%37 = add nsw i64 %23, 1
%38 = add nsw i64 %26, 1
br label %42
39: ; preds = %34
%40 = add nsw i64 %23, -1
%41 = add nsw i64 %26, -1
br label %42
42: ; preds = %39, %36
%43 = phi i64 [ %38, %36 ], [ %20, %39 ]
%44 = phi i64 [ %19, %36 ], [ %40, %39 ]
%45 = phi i64 [ %18, %36 ], [ %41, %39 ]
%46 = phi i64 [ %37, %36 ], [ %17, %39 ]
%47 = icmp sge i64 %44, %46
%48 = icmp sge i64 %45, %43
%49 = select i1 %47, i1 %48, i1 false
br i1 %49, label %16, label %50
50: ; preds = %42, %12
%51 = phi i64 [ %10, %12 ], [ %44, %42 ]
%52 = phi i64 [ %3, %12 ], [ %46, %42 ]
%53 = icmp slt i64 %51, %3
br i1 %53, label %60, label %54
54: ; preds = %50
%55 = icmp sgt i64 %52, %4
br i1 %55, label %56, label %58
56: ; preds = %54
%57 = sub nsw i64 %4, %3
br label %60
58: ; preds = %54
%59 = sub nsw i64 %51, %3
br label %60
60: ; preds = %32, %50, %8, %58, %56
%61 = phi i64 [ %57, %56 ], [ %59, %58 ], [ 0, %8 ], [ 0, %50 ], [ %33, %32 ]
ret i64 %61
}