int interpolation_search(int arr[], int from, int to, int key) {
  int ret = -1;
  int mid;
  while (from <= to && arr[from] <= key && key <= arr[to]) {
    float fx = 1.0f * (key - arr[from]) / (arr[to] - arr[from]);
    mid = from + fx * (to - from);
    if (key == arr[mid]) {
      ret = mid;
      break;
    } else if (key < arr[mid])
      to = mid - 1;
    else if (arr[mid] < key)
      from = mid + 1;
  }
  return ret;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<interpolation_search>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
mov    %ecx,-0x14(%rbp)
movl   $0xffffffff,-0x18(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x10(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x21(%rbp)
jg     1156 <interpolation_search+0x56>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0xc(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x14(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x21(%rbp)
jg     1156 <interpolation_search+0x56>
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x10(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
setle  %al
mov    %al,-0x21(%rbp)
mov    -0x21(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    1166 <interpolation_search+0x66>
jmp    1237 <interpolation_search+0x137>
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0xc(%rbp),%rdx
sub    (%rcx,%rdx,4),%eax
cvtsi2ss %eax,%xmm1
movss  0xe80(%rip),%xmm0
mulss  %xmm1,%xmm0
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0xc(%rbp),%rdx
sub    (%rcx,%rdx,4),%eax
cvtsi2ss %eax,%xmm1
divss  %xmm1,%xmm0
movss  %xmm0,-0x20(%rbp)
cvtsi2ssl -0xc(%rbp),%xmm1
movss  -0x20(%rbp),%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%eax
sub    -0xc(%rbp),%eax
cvtsi2ss %eax,%xmm2
mulss  %xmm2,%xmm0
addss  %xmm1,%xmm0
cvttss2si %xmm0,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x1c(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jne    11e9 <interpolation_search+0xe9>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    1237 <interpolation_search+0x137>
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x1c(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jge    120b <interpolation_search+0x10b>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    122d <interpolation_search+0x12d>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    1228 <interpolation_search+0x128>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
jmp    122d <interpolation_search+0x12d>
jmp    1232 <interpolation_search+0x132>
jmp    1118 <interpolation_search+0x18>
mov    -0x18(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<interpolation_search>:
mov    $0xffffffff,%eax
cmp    %esi,%edx
jge    1110 <interpolation_search+0x10>
ret
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
movslq %esi,%r8
mov    (%rdi,%r8,4),%r8d
cmp    %ecx,%r8d
jg     1109 <interpolation_search+0x9>
movslq %edx,%r9
mov    (%rdi,%r9,4),%r9d
cmp    %ecx,%r9d
jl     1109 <interpolation_search+0x9>
mov    %ecx,%r10d
sub    %r8d,%r10d
xorps  %xmm0,%xmm0
cvtsi2ss %r10d,%xmm0
sub    %r8d,%r9d
xorps  %xmm1,%xmm1
cvtsi2ss %r9d,%xmm1
divss  %xmm1,%xmm0
xorps  %xmm1,%xmm1
cvtsi2ss %esi,%xmm1
mov    %edx,%r8d
sub    %esi,%r8d
xorps  %xmm2,%xmm2
cvtsi2ss %r8d,%xmm2
mulss  %xmm0,%xmm2
addss  %xmm1,%xmm2
cvttss2si %xmm2,%r8d
movslq %r8d,%r9
mov    (%rdi,%r9,4),%r9d
cmp    %ecx,%r9d
je     119b <interpolation_search+0x9b>
lea    -0x1(%r8),%r10d
add    $0x1,%r8d
cmp    %ecx,%r9d
cmovge %esi,%r8d
cmovg  %r10d,%edx
cmovg  %esi,%r8d
mov    %r8d,%esi
cmp    %r8d,%edx
jge    1110 <interpolation_search+0x10>
jmp    1109 <interpolation_search+0x9>
mov    %r8d,%eax
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @interpolation_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 float
store i32* %0, i32** %5
store i32 %1, i32* %6
store i32 %2, i32* %7
store i32 %3, i32* %8
store i32 -1, i32* %9
br label %12
12: ; preds = %99, %4
%13 = load i32, i32* %6
%14 = load i32, i32* %7
%15 = icmp sle i32 %13, %14
br i1 %15, label %16, label %32
16: ; preds = %12
%17 = load i32*, i32** %5
%18 = load i32, i32* %6
%19 = sext i32 %18 to i64
%20 = getelementptr inbounds i32, i32* %17, i64 %19
%21 = load i32, i32* %20
%22 = load i32, i32* %8
%23 = icmp sle i32 %21, %22
br i1 %23, label %24, label %32
24: ; preds = %16
%25 = load i32, i32* %8
%26 = load i32*, i32** %5
%27 = load i32, i32* %7
%28 = sext i32 %27 to i64
%29 = getelementptr inbounds i32, i32* %26, i64 %28
%30 = load i32, i32* %29
%31 = icmp sle i32 %25, %30
br label %32
32: ; preds = %24, %16, %12
%33 = phi i1 [ false, %16 ], [ false, %12 ], [ %31, %24 ]
br i1 %33, label %34, label %100
34: ; preds = %32
%35 = load i32, i32* %8
%36 = load i32*, i32** %5
%37 = load i32, i32* %6
%38 = sext i32 %37 to i64
%39 = getelementptr inbounds i32, i32* %36, i64 %38
%40 = load i32, i32* %39
%41 = sub nsw i32 %35, %40
%42 = sitofp i32 %41 to float
%43 = fmul float 1.000000e+00, %42
%44 = load i32*, i32** %5
%45 = load i32, i32* %7
%46 = sext i32 %45 to i64
%47 = getelementptr inbounds i32, i32* %44, i64 %46
%48 = load i32, i32* %47
%49 = load i32*, i32** %5
%50 = load i32, i32* %6
%51 = sext i32 %50 to i64
%52 = getelementptr inbounds i32, i32* %49, i64 %51
%53 = load i32, i32* %52
%54 = sub nsw i32 %48, %53
%55 = sitofp i32 %54 to float
%56 = fdiv float %43, %55
store float %56, float* %11
%57 = load i32, i32* %6
%58 = sitofp i32 %57 to float
%59 = load float, float* %11
%60 = load i32, i32* %7
%61 = load i32, i32* %6
%62 = sub nsw i32 %60, %61
%63 = sitofp i32 %62 to float
%64 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %59, float %63, float %58)
%65 = fptosi float %64 to i32
store i32 %65, i32* %10
%66 = load i32, i32* %8
%67 = load i32*, i32** %5
%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 = %34
%74 = load i32, i32* %10
store i32 %74, i32* %9
br label %100
75: ; preds = %34
%76 = load i32, i32* %8
%77 = load i32*, i32** %5
%78 = load i32, i32* %10
%79 = sext i32 %78 to i64
%80 = getelementptr inbounds i32, i32* %77, i64 %79
%81 = load i32, i32* %80
%82 = icmp slt i32 %76, %81
br i1 %82, label %83, label %86
83: ; preds = %75
%84 = load i32, i32* %10
%85 = sub nsw i32 %84, 1
store i32 %85, i32* %7
br label %98
86: ; preds = %75
%87 = load i32*, i32** %5
%88 = load i32, i32* %10
%89 = sext i32 %88 to i64
%90 = getelementptr inbounds i32, i32* %87, i64 %89
%91 = load i32, i32* %90
%92 = load i32, i32* %8
%93 = icmp slt i32 %91, %92
br i1 %93, label %94, label %97
94: ; preds = %86
%95 = load i32, i32* %10
%96 = add nsw i32 %95, 1
store i32 %96, i32* %6
br label %97
97: ; preds = %94, %86
br label %98
98: ; preds = %97, %83
br label %99
99: ; preds = %98
br label %12
100: ; preds = %73, %32
%101 = load i32, i32* %9
ret i32 %101
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @interpolation_search(i32* nocapture %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3) {
%5 = icmp slt i32 %2, %1
br i1 %5, label %42, label %6
6: ; preds = %4, %33
%7 = phi i32 [ %40, %33 ], [ %1, %4 ]
%8 = phi i32 [ %39, %33 ], [ %2, %4 ]
%9 = sext i32 %7 to i64
%10 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %9
%11 = load i32, i32* %10
%12 = icmp sgt i32 %11, %3
br i1 %12, label %42, label %13
13: ; preds = %6
%14 = sext i32 %8 to i64
%15 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %14
%16 = load i32, i32* %15
%17 = icmp slt i32 %16, %3
br i1 %17, label %42, label %18
18: ; preds = %13
%19 = sub nsw i32 %3, %11
%20 = sitofp i32 %19 to float
%21 = sub nsw i32 %16, %11
%22 = sitofp i32 %21 to float
%23 = fdiv float %20, %22
%24 = sitofp i32 %7 to float
%25 = sub nsw i32 %8, %7
%26 = sitofp i32 %25 to float
%27 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %23, float %26, float %24)
%28 = fptosi float %27 to i32
%29 = sext i32 %28 to i64
%30 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %29
%31 = load i32, i32* %30
%32 = icmp eq i32 %31, %3
br i1 %32, label %42, label %33
33: ; preds = %18
%34 = icmp sgt i32 %31, %3
%35 = add nsw i32 %28, -1
%36 = icmp slt i32 %31, %3
%37 = add nsw i32 %28, 1
%38 = select i1 %36, i32 %37, i32 %7
%39 = select i1 %34, i32 %35, i32 %8
%40 = select i1 %34, i32 %7, i32 %38
%41 = icmp slt i32 %39, %40
br i1 %41, label %42, label %6
42: ; preds = %13, %6, %33, %18, %4
%43 = phi i32 [ -1, %4 ], [ %28, %18 ], [ -1, %33 ], [ -1, %6 ], [ -1, %13 ]
ret i32 %43
}