#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 /*<<< orphan*/ assert(int);
int _binary_search(int *array, int start, int end, int val) {
  assert(array && " array can not be NULL");
  if (start > end) {
    return -1;
  } else if (start == end) {
    return array[start] == val ? start : -1;
  }
  int mid = (start + end) / 2;
  int pos = val == array[start]
                ? start
                : (val == array[end] ? end : (val == array[mid] ? mid : -1));
  if (pos != -1) {
    return pos;
  } else if (val > array[mid]) {
    return _binary_search(array, mid + 1, end - 1, val);
  }
  return _binary_search(array, start + 1, mid - 1, val);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<_binary_search>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x40,%rsp
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
mov    %esi,-0x14(%rbp)
mov    %edx,-0x18(%rbp)
mov    %ecx,-0x1c(%rbp)
xor    %eax,%eax
cmpq   $0x0,-0x10(%rbp)
mov    %al,-0x25(%rbp)
je     114f <_binary_search+0x2f>
mov    $0x1,%al
mov    %al,-0x25(%rbp)
jmp    114f <_binary_search+0x2f>
mov    -0x25(%rbp),%al
and    $0x1,%al
movzbl %al,%edi
call   1030 <assert@plt>
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jle    1174 <_binary_search+0x54>
movl   $0xffffffff,-0x4(%rbp)
jmp    12b2 <_binary_search+0x192>
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jne    11b7 <_binary_search+0x97>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jne    119f <_binary_search+0x7f>
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    11ac <_binary_search+0x8c>
mov    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    11ac <_binary_search+0x8c>
mov    -0x2c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    12b2 <_binary_search+0x192>
jmp    11bc <_binary_search+0x9c>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    -0x18(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
movslq -0x14(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jne    11ec <_binary_search+0xcc>
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
jmp    1243 <_binary_search+0x123>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
movslq -0x18(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jne    120b <_binary_search+0xeb>
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
jmp    123d <_binary_search+0x11d>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
movslq -0x20(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jne    122a <_binary_search+0x10a>
mov    -0x20(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x38(%rbp)
jmp    1237 <_binary_search+0x117>
mov    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x38(%rbp)
jmp    1237 <_binary_search+0x117>
mov    -0x38(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
cmpl   $0xffffffff,-0x24(%rbp)
je     125e <_binary_search+0x13e>
mov    -0x24(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    12b2 <_binary_search+0x192>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
movslq -0x20(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jle    1292 <_binary_search+0x172>
mov    -0x10(%rbp),%rdi
mov    -0x20(%rbp),%esi
add    $0x1,%esi
mov    -0x18(%rbp),%edx
sub    $0x1,%edx
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
call   1040 <_binary_search@plt>
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    12b2 <_binary_search+0x192>
jmp    1297 <_binary_search+0x177>
mov    -0x10(%rbp),%rdi
mov    -0x14(%rbp),%esi
add    $0x1,%esi
mov    -0x20(%rbp),%edx
sub    $0x1,%edx
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
call   1040 <_binary_search@plt>
mov    %eax,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x40,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<_binary_search>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    %ecx,%r14d
mov    %edx,%r13d
mov    %esi,%ebp
mov    %rdi,%r12
xor    %ebx,%ebx
test   %rdi,%rdi
setne  %bl
mov    %ebx,%edi
call   1030 <assert@plt>
cmp    %r13d,%ebp
jle    1144 <_binary_search+0x34>
mov    $0xffffffff,%eax
jmp    11d5 <_binary_search+0xc5>
mov    %ebx,0x4(%rsp)
jmp    116a <_binary_search+0x5a>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
lea    0x1(%rbp),%r15d
add    $0xffffffff,%ebx
mov    0x4(%rsp),%edi
call   1030 <assert@plt>
mov    %ebx,%r13d
cmp    %ebx,%ebp
mov    %r15d,%ebp
jge    113a <_binary_search+0x2a>
cmp    %r13d,%ebp
je     11c5 <_binary_search+0xb5>
lea    0x0(%r13,%rbp,1),%eax
mov    %eax,%ebx
shr    $0x1f,%ebx
add    %eax,%ebx
sar    %ebx
movslq %ebp,%rdx
movslq %ebx,%rcx
mov    %ebp,%eax
cmp    %r14d,(%r12,%rdx,4)
je     11b0 <_binary_search+0xa0>
movslq %r13d,%rdx
mov    %r13d,%eax
cmp    %r14d,(%r12,%rdx,4)
je     11b0 <_binary_search+0xa0>
mov    (%r12,%rcx,4),%edx
mov    %ebx,%eax
cmp    %r14d,%edx
jne    11b9 <_binary_search+0xa9>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
cmp    $0xffffffff,%eax
jne    11d5 <_binary_search+0xc5>
mov    (%r12,%rcx,4),%edx
cmp    %r14d,%edx
jge    1150 <_binary_search+0x40>
mov    %ebx,%ebp
mov    %r13d,%ebx
jmp    1150 <_binary_search+0x40>
movslq %r13d,%rax
cmp    %r14d,(%r12,%rax,4)
mov    $0xffffffff,%eax
cmove  %r13d,%eax
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
@.str = [23 x i8] c" array can not be NULL\00"
define i32 @_binary_search(i32* %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3) {
%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** %6
store i32 %1, i32* %7
store i32 %2, i32* %8
store i32 %3, i32* %9
%12 = load i32*, i32** %6
%13 = icmp ne i32* %12, null
br i1 %13, label %14, label %15
14: ; preds = %4
br label %15
15: ; preds = %14, %4
%16 = phi i1 [ false, %4 ], [ true, %14 ]
%17 = zext i1 %16 to i32
%18 = call i32 @assert(i32 %17)
%19 = load i32, i32* %7
%20 = load i32, i32* %8
%21 = icmp sgt i32 %19, %20
br i1 %21, label %22, label %23
22: ; preds = %15
store i32 -1, i32* %5
br label %111
23: ; preds = %15
%24 = load i32, i32* %7
%25 = load i32, i32* %8
%26 = icmp eq i32 %24, %25
br i1 %26, label %27, label %40
27: ; preds = %23
%28 = load i32*, i32** %6
%29 = load i32, i32* %7
%30 = sext i32 %29 to i64
%31 = getelementptr inbounds i32, i32* %28, i64 %30
%32 = load i32, i32* %31
%33 = load i32, i32* %9
%34 = icmp eq i32 %32, %33
br i1 %34, label %35, label %37
35: ; preds = %27
%36 = load i32, i32* %7
br label %38
37: ; preds = %27
br label %38
38: ; preds = %37, %35
%39 = phi i32 [ %36, %35 ], [ -1, %37 ]
store i32 %39, i32* %5
br label %111
40: ; preds = %23
br label %41
41: ; preds = %40
%42 = load i32, i32* %7
%43 = load i32, i32* %8
%44 = add nsw i32 %42, %43
%45 = sdiv i32 %44, 2
store i32 %45, i32* %10
%46 = load i32, i32* %9
%47 = load i32*, i32** %6
%48 = load i32, i32* %7
%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 = %41
%54 = load i32, i32* %7
br label %80
55: ; preds = %41
%56 = load i32, i32* %9
%57 = load i32*, i32** %6
%58 = load i32, i32* %8
%59 = sext i32 %58 to i64
%60 = getelementptr inbounds i32, i32* %57, i64 %59
%61 = load i32, i32* %60
%62 = icmp eq i32 %56, %61
br i1 %62, label %63, label %65
63: ; preds = %55
%64 = load i32, i32* %8
br label %78
65: ; preds = %55
%66 = load i32, i32* %9
%67 = load i32*, i32** %6
%68 = load i32, i32* %10
%69 = sext i32 %68 to i64
%70 = getelementptr inbounds i32, i32* %67, i64 %69
%71 = load i32, i32* %70
%72 = icmp eq i32 %66, %71
br i1 %72, label %73, label %75
73: ; preds = %65
%74 = load i32, i32* %10
br label %76
75: ; preds = %65
br label %76
76: ; preds = %75, %73
%77 = phi i32 [ %74, %73 ], [ -1, %75 ]
br label %78
78: ; preds = %76, %63
%79 = phi i32 [ %64, %63 ], [ %77, %76 ]
br label %80
80: ; preds = %78, %53
%81 = phi i32 [ %54, %53 ], [ %79, %78 ]
store i32 %81, i32* %11
%82 = load i32, i32* %11
%83 = icmp ne i32 %82, -1
br i1 %83, label %84, label %86
84: ; preds = %80
%85 = load i32, i32* %11
store i32 %85, i32* %5
br label %111
86: ; preds = %80
%87 = load i32, i32* %9
%88 = load i32*, i32** %6
%89 = load i32, i32* %10
%90 = sext i32 %89 to i64
%91 = getelementptr inbounds i32, i32* %88, i64 %90
%92 = load i32, i32* %91
%93 = icmp sgt i32 %87, %92
br i1 %93, label %94, label %102
94: ; preds = %86
%95 = load i32*, i32** %6
%96 = load i32, i32* %10
%97 = add nsw i32 %96, 1
%98 = load i32, i32* %8
%99 = sub nsw i32 %98, 1
%100 = load i32, i32* %9
%101 = call i32 @_binary_search(i32* %95, i32 %97, i32 %99, i32 %100)
store i32 %101, i32* %5
br label %111
102: ; preds = %86
br label %103
103: ; preds = %102
%104 = load i32*, i32** %6
%105 = load i32, i32* %7
%106 = add nsw i32 %105, 1
%107 = load i32, i32* %10
%108 = sub nsw i32 %107, 1
%109 = load i32, i32* %9
%110 = call i32 @_binary_search(i32* %104, i32 %106, i32 %108, i32 %109)
store i32 %110, i32* %5
br label %111
111: ; preds = %103, %94, %84, %38, %22
%112 = load i32, i32* %5
ret i32 %112
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @_binary_search(i32* %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3) {
%5 = icmp ne i32* %0, null
%6 = zext i1 %5 to i32
%7 = tail call i32 @assert(i32 %6)
%8 = icmp sgt i32 %1, %2
br i1 %8, label %52, label %9
9: ; preds = %4, %43
%10 = phi i32 [ %49, %43 ], [ %2, %4 ]
%11 = phi i32 [ %47, %43 ], [ %1, %4 ]
%12 = icmp eq i32 %11, %10
br i1 %12, label %13, label %19
13: ; preds = %9
%14 = sext i32 %10 to i64
%15 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %14
%16 = load i32, i32* %15
%17 = icmp eq i32 %16, %3
%18 = select i1 %17, i32 %10, i32 -1
br label %52
19: ; preds = %9
%20 = add nsw i32 %10, %11
%21 = sdiv i32 %20, 2
%22 = sext i32 %11 to i64
%23 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %22
%24 = load i32, i32* %23
%25 = icmp eq i32 %24, %3
br i1 %25, label %36, label %26
26: ; preds = %19
%27 = sext i32 %10 to i64
%28 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %27
%29 = load i32, i32* %28
%30 = icmp eq i32 %29, %3
br i1 %30, label %36, label %31
31: ; preds = %26
%32 = sext i32 %21 to i64
%33 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %32
%34 = load i32, i32* %33
%35 = icmp eq i32 %34, %3
br i1 %35, label %36, label %43
36: ; preds = %31, %26, %19
%37 = phi i32 [ %11, %19 ], [ %10, %26 ], [ %21, %31 ]
%38 = icmp eq i32 %37, -1
br i1 %38, label %39, label %52
39: ; preds = %36
%40 = sext i32 %21 to i64
%41 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %40
%42 = load i32, i32* %41
br label %43
43: ; preds = %39, %31
%44 = phi i32 [ %42, %39 ], [ %34, %31 ]
%45 = icmp slt i32 %44, %3
%46 = select i1 %45, i32 %21, i32 %11
%47 = add nsw i32 %46, 1
%48 = select i1 %45, i32 %10, i32 %21
%49 = add nsw i32 %48, -1
%50 = tail call i32 @assert(i32 %6)
%51 = icmp slt i32 %46, %49
br i1 %51, label %9, label %52
52: ; preds = %43, %36, %4, %13
%53 = phi i32 [ %18, %13 ], [ -1, %4 ], [ -1, %43 ], [ %37, %36 ]
ret i32 %53
}