#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 */

/* Variables and functions */
int *binary_search(int *ptr, int n, int elem) {
  int m = n / 2;
  if (elem == *ptr)
    return ptr;
  if (ptr[0] <= elem && elem <= ptr[m])
    return binary_search(ptr, m, elem);
  else if (ptr[m + 1] <= elem && elem <= ptr[n])
    return binary_search(ptr + m + 1, m, elem);
  else
    return NULL;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<binary_search>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x20,%rsp
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
mov    %esi,-0x14(%rbp)
mov    %edx,-0x18(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
cmp    (%rcx),%eax
jne    114c <binary_search+0x3c>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x8(%rbp)
jmp    11e3 <binary_search+0xd3>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    (%rax),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jg     1187 <binary_search+0x77>
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
movslq -0x1c(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jg     1187 <binary_search+0x77>
mov    -0x10(%rbp),%rdi
mov    -0x1c(%rbp),%esi
mov    -0x18(%rbp),%edx
call   1030 <binary_search@plt>
mov    %rax,-0x8(%rbp)
jmp    11e3 <binary_search+0xd3>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jg     11db <binary_search+0xcb>
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
movslq -0x14(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jg     11db <binary_search+0xcb>
mov    -0x10(%rbp),%rdi
movslq -0x1c(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rdi
add    $0x4,%rdi
mov    -0x1c(%rbp),%esi
mov    -0x18(%rbp),%edx
call   1030 <binary_search@plt>
mov    %rax,-0x8(%rbp)
jmp    11e3 <binary_search+0xd3>
movq   $0x0,-0x8(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<binary_search>:
mov    %rdi,%rax
mov    (%rdi),%r8d
cmp    %edx,%r8d
je     114e <binary_search+0x4e>
mov    %esi,%edi
nopl   (%rax)
mov    %edi,%r9d
shr    $0x1f,%edi
add    %r9d,%edi
sar    %edi
movslq %edi,%rcx
cmp    %edx,%r8d
jg     112a <binary_search+0x2a>
cmp    %edx,(%rax,%rcx,4)
jge    1110 <binary_search+0x10>
jmp    112d <binary_search+0x2d>
mov    %esi,%r9d
mov    0x4(%rax,%rcx,4),%r8d
cmp    %edx,%r8d
jg     114f <binary_search+0x4f>
movslq %r9d,%rsi
cmp    %edx,(%rax,%rsi,4)
jl     114f <binary_search+0x4f>
lea    (%rax,%rcx,4),%rax
add    $0x4,%rax
mov    %edi,%esi
cmp    %edx,%r8d
jne    1110 <binary_search+0x10>
ret
xor    %eax,%eax
ret

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

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