#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 searchN(unsigned int *, int);
int findN(unsigned int *a) {
  int i = 1;
  while (1) {
    if (a[i] > a[i + 1]) {
      if (a[i + 1] == 0)
        return i - 1;
      else
        return i;
    } else if (a[i] < a[i + 1]) {
      i = i * 2;
    } else if (a[i] == 0)
      return searchN(a, (i / 2));
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<findN>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x20,%rsp
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
movl   $0x1,-0x14(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
mov    -0x14(%rbp),%edx
add    $0x1,%edx
movslq %edx,%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jbe    1174 <findN+0x64>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
cmpl   $0x0,(%rax,%rcx,4)
jne    1169 <findN+0x59>
mov    -0x14(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    11e2 <findN+0xd2>
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    11e2 <findN+0xd2>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
mov    -0x14(%rbp),%edx
add    $0x1,%edx
movslq %edx,%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jae    11a3 <findN+0x93>
mov    -0x14(%rbp),%eax
shl    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    11d8 <findN+0xc8>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
cmpl   $0x0,(%rax,%rcx,4)
jne    11d3 <findN+0xc3>
mov    -0x10(%rbp),%rdi
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%esi
call   1030 <searchN@plt>
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    11e2 <findN+0xd2>
jmp    11d8 <findN+0xc8>
jmp    11dd <findN+0xcd>
jmp    1123 <findN+0x13>
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<findN>:
mov    0x4(%rdi),%edx
mov    0x8(%rdi),%ecx
mov    $0x1,%eax
cmp    %ecx,%edx
jbe    1126 <findN+0x16>
cmp    $0x1,%ecx
sbb    $0x0,%eax
ret
mov    $0x1,%eax
jmp    1140 <findN+0x30>
nopl   (%rax)
add    %eax,%eax
movslq %eax,%rcx
mov    (%rdi,%rcx,4),%edx
mov    0x4(%rdi,%rcx,4),%ecx
cmp    %ecx,%edx
ja     111f <findN+0xf>
cmp    %ecx,%edx
jb     1130 <findN+0x20>
test   %edx,%edx
jne    1132 <findN+0x22>
mov    %eax,%esi
shr    $0x1f,%esi
add    %eax,%esi
sar    %esi
jmp    1030 <searchN@plt>

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

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