#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 findfirst(int *, int, int);
int binsearch(int *a, int n, int val) {
  int x, m, h, v;
  if (n <= 12)
    return findfirst(a, n, val);
  if (val < a[0])
    return -1;
  if (val > a[n - 1])
    return -1;
  h = n / 2;
  v = a[h];
  if (val < v)
    return binsearch(a, h, val);
  if (val == v)
    return h;
  m = (n - 1) - (h + 1) + 1;
  x = binsearch(a + h + 1, m, val);
  if (x < 0)
    return -1;
  return x + h + 1;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<binsearch>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
mov    %esi,-0x14(%rbp)
mov    %edx,-0x18(%rbp)
cmpl   $0xc,-0x14(%rbp)
jg     1153 <binsearch+0x33>
mov    -0x10(%rbp),%rdi
mov    -0x14(%rbp),%esi
mov    -0x18(%rbp),%edx
call   1040 <findfirst@plt>
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    1240 <binsearch+0x120>
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
cmp    (%rcx),%eax
jge    116e <binsearch+0x4e>
movl   $0xffffffff,-0x4(%rbp)
jmp    1240 <binsearch+0x120>
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
mov    -0x14(%rbp),%edx
sub    $0x1,%edx
movslq %edx,%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jle    1193 <binsearch+0x73>
movl   $0xffffffff,-0x4(%rbp)
jmp    1240 <binsearch+0x120>
mov    -0x14(%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
mov    %eax,-0x28(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x28(%rbp),%eax
jge    11d2 <binsearch+0xb2>
mov    -0x10(%rbp),%rdi
mov    -0x24(%rbp),%esi
mov    -0x18(%rbp),%edx
call   1030 <binsearch@plt>
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    1240 <binsearch+0x120>
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x28(%rbp),%eax
jne    11e9 <binsearch+0xc9>
mov    -0x24(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    1240 <binsearch+0x120>
mov    -0x14(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
sub    %ecx,%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rdi
movslq -0x24(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rdi
add    $0x4,%rdi
mov    -0x20(%rbp),%esi
mov    -0x18(%rbp),%edx
call   1030 <binsearch@plt>
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x1c(%rbp)
jge    1234 <binsearch+0x114>
movl   $0xffffffff,-0x4(%rbp)
jmp    1240 <binsearch+0x120>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x30,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<binsearch>:
push   %rbp
push   %rbx
push   %rax
mov    %esi,%ebx
mov    $0xffffffff,%ebp
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %ebx,%esi
cmp    $0xc,%ebx
jle    1152 <binsearch+0x32>
cmp    %edx,(%rdi)
jg     117c <binsearch+0x5c>
lea    -0x1(%rsi),%eax
cmp    %edx,(%rdi,%rax,4)
jl     117c <binsearch+0x5c>
mov    %esi,%ebx
shr    %ebx
cmp    %edx,(%rdi,%rbx,4)
jg     1130 <binsearch+0x10>
jne    115d <binsearch+0x3d>
mov    %ebx,%ebp
jmp    117c <binsearch+0x5c>
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %rbp
jmp    1040 <findfirst@plt>
mov    %ebx,%eax
mov    %ebx,%ecx
not    %ecx
add    %ecx,%esi
lea    (%rdi,%rax,4),%rdi
add    $0x4,%rdi
call   1030 <binsearch@plt>
test   %eax,%eax
js     117c <binsearch+0x5c>
lea    (%rbx,%rax,1),%ebp
add    $0x1,%ebp
mov    %ebp,%eax
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @binsearch(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
%11 = alloca i32
store i32* %0, i32** %5
store i32 %1, i32* %6
store i32 %2, i32* %7
%12 = load i32, i32* %6
%13 = icmp sle i32 %12, 12
br i1 %13, label %14, label %19
14: ; preds = %3
%15 = load i32*, i32** %5
%16 = load i32, i32* %6
%17 = load i32, i32* %7
%18 = call i32 @findfirst(i32* %15, i32 %16, i32 %17)
store i32 %18, i32* %4
br label %81
19: ; preds = %3
%20 = load i32, i32* %7
%21 = load i32*, i32** %5
%22 = getelementptr inbounds i32, i32* %21, i64 0
%23 = load i32, i32* %22
%24 = icmp slt i32 %20, %23
br i1 %24, label %25, label %26
25: ; preds = %19
store i32 -1, i32* %4
br label %81
26: ; preds = %19
%27 = load i32, i32* %7
%28 = load i32*, i32** %5
%29 = load i32, i32* %6
%30 = sub nsw i32 %29, 1
%31 = sext i32 %30 to i64
%32 = getelementptr inbounds i32, i32* %28, i64 %31
%33 = load i32, i32* %32
%34 = icmp sgt i32 %27, %33
br i1 %34, label %35, label %36
35: ; preds = %26
store i32 -1, i32* %4
br label %81
36: ; preds = %26
%37 = load i32, i32* %6
%38 = sdiv i32 %37, 2
store i32 %38, i32* %10
%39 = load i32*, i32** %5
%40 = load i32, i32* %10
%41 = sext i32 %40 to i64
%42 = getelementptr inbounds i32, i32* %39, i64 %41
%43 = load i32, i32* %42
store i32 %43, i32* %11
%44 = load i32, i32* %7
%45 = load i32, i32* %11
%46 = icmp slt i32 %44, %45
br i1 %46, label %47, label %52
47: ; preds = %36
%48 = load i32*, i32** %5
%49 = load i32, i32* %10
%50 = load i32, i32* %7
%51 = call i32 @binsearch(i32* %48, i32 %49, i32 %50)
store i32 %51, i32* %4
br label %81
52: ; preds = %36
%53 = load i32, i32* %7
%54 = load i32, i32* %11
%55 = icmp eq i32 %53, %54
br i1 %55, label %56, label %58
56: ; preds = %52
%57 = load i32, i32* %10
store i32 %57, i32* %4
br label %81
58: ; preds = %52
%59 = load i32, i32* %6
%60 = sub nsw i32 %59, 1
%61 = load i32, i32* %10
%62 = add nsw i32 %61, 1
%63 = sub nsw i32 %60, %62
%64 = add nsw i32 %63, 1
store i32 %64, i32* %9
%65 = load i32*, i32** %5
%66 = load i32, i32* %10
%67 = sext i32 %66 to i64
%68 = getelementptr inbounds i32, i32* %65, i64 %67
%69 = getelementptr inbounds i32, i32* %68, i64 1
%70 = load i32, i32* %9
%71 = load i32, i32* %7
%72 = call i32 @binsearch(i32* %69, i32 %70, i32 %71)
store i32 %72, i32* %8
%73 = load i32, i32* %8
%74 = icmp slt i32 %73, 0
br i1 %74, label %75, label %76
75: ; preds = %58
store i32 -1, i32* %4
br label %81
76: ; preds = %58
%77 = load i32, i32* %8
%78 = load i32, i32* %10
%79 = add nsw i32 %77, %78
%80 = add nsw i32 %79, 1
store i32 %80, i32* %4
br label %81
81: ; preds = %76, %75, %56, %47, %35, %25, %14
%82 = load i32, i32* %4
ret i32 %82
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @binsearch(i32* %0, i32 %1, i32 %2) {
br label %4
4: ; preds = %18, %3
%5 = phi i32 [ %1, %3 ], [ %19, %18 ]
%6 = icmp slt i32 %5, 13
br i1 %6, label %7, label %9
7: ; preds = %4
%8 = tail call i32 @findfirst(i32* %0, i32 %5, i32 %2)
br label %37
9: ; preds = %4
%10 = load i32, i32* %0
%11 = icmp sgt i32 %10, %2
br i1 %11, label %37, label %12
12: ; preds = %9
%13 = add nsw i32 %5, -1
%14 = zext i32 %13 to i64
%15 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %14
%16 = load i32, i32* %15
%17 = icmp slt i32 %16, %2
br i1 %17, label %37, label %18
18: ; preds = %12
%19 = lshr i32 %5, 1
%20 = zext i32 %19 to i64
%21 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %20
%22 = load i32, i32* %21
%23 = icmp sgt i32 %22, %2
br i1 %23, label %4, label %24
24: ; preds = %18
%25 = icmp eq i32 %22, %2
br i1 %25, label %37, label %26
26: ; preds = %24
%27 = zext i32 %19 to i64
%28 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %27
%29 = xor i32 %19, -1
%30 = add i32 %5, %29
%31 = getelementptr inbounds i32, i32* %28, i64 1
%32 = tail call i32 @binsearch(i32* %31, i32 %30, i32 %2)
%33 = icmp slt i32 %32, 0
br i1 %33, label %37, label %34
34: ; preds = %26
%35 = add nuw nsw i32 %19, 1
%36 = add nuw i32 %35, %32
br label %37
37: ; preds = %12, %9, %26, %24, %34, %7
%38 = phi i32 [ %8, %7 ], [ %36, %34 ], [ %19, %24 ], [ -1, %26 ], [ -1, %9 ], [ -1, %12 ]
ret i32 %38
}