int find(int *arr, int len) {
  int low = 0;
  int high = len - 1;
  int mid = 0;
  if (arr[low] + (high - low) == arr[high])
    return 0;
  while (low + 1 < high) {
    mid = (low + high) / 2;
    if (arr[low] + (mid - low) == arr[mid]) {
      low = mid;
    } else {
      high = mid;
    }
  }
  return arr[low] + 1;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<find>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
mov    %esi,-0x14(%rbp)
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
movl   $0x0,-0x20(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
sub    -0x18(%rbp),%ecx
add    %ecx,%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
movslq -0x1c(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jne    1152 <find+0x52>
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
jmp    11c2 <find+0xc2>
jmp    1157 <find+0x57>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    11b1 <find+0xb1>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    -0x1c(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x20(%rbp),%ecx
sub    -0x18(%rbp),%ecx
add    %ecx,%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
movslq -0x20(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jne    11a6 <find+0xa6>
mov    -0x20(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    11ac <find+0xac>
mov    -0x20(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1157 <find+0x57>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<find>:
mov    (%rdi),%ecx
lea    (%rcx,%rsi,1),%r8d
add    $0xffffffff,%r8d
movslq %esi,%rdx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x4(%rdi,%rdx,4),%r8d
je     114c <find+0x4c>
cmp    $0x3,%esi
jl     1147 <find+0x47>
add    $0xffffffff,%esi
mov    %esi,%eax
shr    $0x1f,%eax
add    %esi,%eax
sar    %eax
add    %eax,%ecx
movslq %eax,%rdx
xor    %r8d,%r8d
cmp    (%rdi,%rdx,4),%ecx
cmove  %edx,%r8d
cmovne %edx,%esi
lea    0x1(%r8),%ecx
cmp    %esi,%ecx
jl     115a <find+0x5a>
movslq %r8d,%rax
mov    (%rdi,%rax,4),%ecx
add    $0x1,%ecx
mov    %ecx,%eax
ret
nopl   (%rax)
lea    0x1(%r8),%eax
mov    %ecx,%esi
cmp    %ecx,%eax
jge    1141 <find+0x41>
movslq %r8d,%rdx
lea    (%rsi,%rdx,1),%eax
mov    %eax,%ecx
shr    $0x1f,%ecx
add    %eax,%ecx
sar    %ecx
mov    %ecx,%eax
sub    %edx,%eax
add    (%rdi,%rdx,4),%eax
movslq %ecx,%rdx
cmp    (%rdi,%rdx,4),%eax
jne    1150 <find+0x50>
mov    %ecx,%r8d
mov    %esi,%ecx
jmp    1150 <find+0x50>

LLVM IR (-O0):
define i32 @find(i32* %0, i32 %1) {
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32*
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
store i32* %0, i32** %4
store i32 %1, i32* %5
store i32 0, i32* %6
%9 = load i32, i32* %5
%10 = sub nsw i32 %9, 1
store i32 %10, i32* %7
store i32 0, i32* %8
%11 = load i32*, i32** %4
%12 = load i32, i32* %6
%13 = sext i32 %12 to i64
%14 = getelementptr inbounds i32, i32* %11, i64 %13
%15 = load i32, i32* %14
%16 = load i32, i32* %7
%17 = load i32, i32* %6
%18 = sub nsw i32 %16, %17
%19 = add nsw i32 %15, %18
%20 = load i32*, i32** %4
%21 = load i32, i32* %7
%22 = sext i32 %21 to i64
%23 = getelementptr inbounds i32, i32* %20, i64 %22
%24 = load i32, i32* %23
%25 = icmp eq i32 %19, %24
br i1 %25, label %26, label %27
26: ; preds = %2
store i32 0, i32* %3
br label %65
27: ; preds = %2
br label %28
28: ; preds = %57, %27
%29 = load i32, i32* %6
%30 = add nsw i32 %29, 1
%31 = load i32, i32* %7
%32 = icmp slt i32 %30, %31
br i1 %32, label %33, label %58
33: ; preds = %28
%34 = load i32, i32* %6
%35 = load i32, i32* %7
%36 = add nsw i32 %34, %35
%37 = sdiv i32 %36, 2
store i32 %37, i32* %8
%38 = load i32*, i32** %4
%39 = load i32, i32* %6
%40 = sext i32 %39 to i64
%41 = getelementptr inbounds i32, i32* %38, i64 %40
%42 = load i32, i32* %41
%43 = load i32, i32* %8
%44 = load i32, i32* %6
%45 = sub nsw i32 %43, %44
%46 = add nsw i32 %42, %45
%47 = load i32*, i32** %4
%48 = load i32, i32* %8
%49 = sext i32 %48 to i64
%50 = getelementptr inbounds i32, i32* %47, i64 %49
%51 = load i32, i32* %50
%52 = icmp eq i32 %46, %51
br i1 %52, label %53, label %55
53: ; preds = %33
%54 = load i32, i32* %8
store i32 %54, i32* %6
br label %57
55: ; preds = %33
%56 = load i32, i32* %8
store i32 %56, i32* %7
br label %57
57: ; preds = %55, %53
br label %28
58: ; preds = %28
%59 = load i32*, i32** %4
%60 = load i32, i32* %6
%61 = sext i32 %60 to i64
%62 = getelementptr inbounds i32, i32* %59, i64 %61
%63 = load i32, i32* %62
%64 = add nsw i32 %63, 1
store i32 %64, i32* %3
br label %65
65: ; preds = %58, %26
%66 = load i32, i32* %3
ret i32 %66
}

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