#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 */
void *bsearch(const void *key, const void *base, size_t num_elems, size_t size,
              int (*compare)(const void *, const void *)) {
  size_t low = 0, high = num_elems - 1;
  if (num_elems == 0) {
    return NULL;
  }
  for (;;) {
    size_t mid = low + ((high - low) / 2);
    const void *mid_elem = ((unsigned char *)base) + mid * size;
    int r = compare(key, mid_elem);
    if (r < 0) {
      if (mid == 0) {
        return NULL;
      }
      high = mid - 1;
    } else if (r > 0) {
      low = mid + 1;
      if (low < mid || low > high) {
        return NULL;
      }
    } else {
      return (void *)mid_elem;
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<bsearch>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x60,%rsp
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
mov    %rsi,-0x18(%rbp)
mov    %rdx,-0x20(%rbp)
mov    %rcx,-0x28(%rbp)
mov    %r8,-0x30(%rbp)
movq   $0x0,-0x38(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
sub    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
cmpq   $0x0,-0x20(%rbp)
jne    1148 <bsearch+0x48>
movq   $0x0,-0x8(%rbp)
jmp    1217 <bsearch+0x117>
jmp    114d <bsearch+0x4d>
mov    -0x38(%rbp),%rax
mov    -0x40(%rbp),%rcx
sub    -0x38(%rbp),%rcx
shr    $0x1,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x48(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x48(%rbp),%rcx
imul   -0x28(%rbp),%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x50(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    -0x10(%rbp),%rdi
mov    -0x50(%rbp),%rsi
call   *%rax
mov    %eax,-0x54(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x54(%rbp)
jge    11bc <bsearch+0xbc>
cmpq   $0x0,-0x48(%rbp)
jne    11ab <bsearch+0xab>
movq   $0x0,-0x8(%rbp)
jmp    1217 <bsearch+0x117>
mov    -0x48(%rbp),%rax
sub    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
jmp    1212 <bsearch+0x112>
cmpl   $0x0,-0x54(%rbp)
jle    1200 <bsearch+0x100>
mov    -0x48(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%rax
cmp    -0x48(%rbp),%rax
jb     11ee <bsearch+0xee>
mov    -0x38(%rbp),%rax
cmp    -0x40(%rbp),%rax
jbe    11fb <bsearch+0xfb>
movq   $0x0,-0x8(%rbp)
jmp    1217 <bsearch+0x117>
jmp    120d <bsearch+0x10d>
mov    -0x50(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x8(%rbp)
jmp    1217 <bsearch+0x117>
jmp    1212 <bsearch+0x112>
jmp    114d <bsearch+0x4d>
mov    -0x8(%rbp),%rax
add    $0x60,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<bsearch>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x18,%rsp
mov    %r8,0x10(%rsp)
mov    %rcx,0x8(%rsp)
test   %rdx,%rdx
je     117c <bsearch+0x7c>
mov    %rdx,%rbx
mov    %rsi,%r12
mov    %rdi,%r13
xor    %r14d,%r14d
mov    %rbx,%r15
add    $0xffffffffffffffff,%r15
mov    %r15,%rbx
sub    %r14,%rbx
shr    %rbx
add    %r14,%rbx
mov    %rbx,%rbp
imul   0x8(%rsp),%rbp
add    %r12,%rbp
mov    %r13,%rdi
mov    %rbp,%rsi
call   *0x10(%rsp)
test   %eax,%eax
js     1170 <bsearch+0x70>
je     117e <bsearch+0x7e>
inc    %rbx
je     117c <bsearch+0x7c>
mov    %rbx,%r14
mov    $0x0,%ebp
cmp    %r15,%rbx
jbe    1130 <bsearch+0x30>
jmp    117e <bsearch+0x7e>
nopl   0x0(%rax)
mov    $0x0,%ebp
test   %rbx,%rbx
jne    1129 <bsearch+0x29>
jmp    117e <bsearch+0x7e>
xor    %ebp,%ebp
mov    %rbp,%rax
add    $0x18,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define i8* @bsearch(i8* %0, i8* %1, i64 %2, i64 %3, i32 (i8*, i8*)* %4) {
%6 = alloca i8*
%7 = alloca i8*
%8 = alloca i8*
%9 = alloca i64
%10 = alloca i64
%11 = alloca i32 (i8*, i8*)*
%12 = alloca i64
%13 = alloca i64
%14 = alloca i64
%15 = alloca i8*
%16 = alloca i32
store i8* %0, i8** %7
store i8* %1, i8** %8
store i64 %2, i64* %9
store i64 %3, i64* %10
store i32 (i8*, i8*)* %4, i32 (i8*, i8*)** %11
store i64 0, i64* %12
%17 = load i64, i64* %9
%18 = sub i64 %17, 1
store i64 %18, i64* %13
%19 = load i64, i64* %9
%20 = icmp eq i64 %19, 0
br i1 %20, label %21, label %22
21: ; preds = %5
store i8* null, i8** %6
br label %67
22: ; preds = %5
br label %23
23: ; preds = %66, %22
%24 = load i64, i64* %12
%25 = load i64, i64* %13
%26 = load i64, i64* %12
%27 = sub i64 %25, %26
%28 = udiv i64 %27, 2
%29 = add i64 %24, %28
store i64 %29, i64* %14
%30 = load i8*, i8** %8
%31 = load i64, i64* %14
%32 = load i64, i64* %10
%33 = mul i64 %31, %32
%34 = getelementptr inbounds i8, i8* %30, i64 %33
store i8* %34, i8** %15
%35 = load i32 (i8*, i8*)*, i32 (i8*, i8*)** %11
%36 = load i8*, i8** %7
%37 = load i8*, i8** %15
%38 = call i32 %35(i8* %36, i8* %37)
store i32 %38, i32* %16
%39 = load i32, i32* %16
%40 = icmp slt i32 %39, 0
br i1 %40, label %41, label %48
41: ; preds = %23
%42 = load i64, i64* %14
%43 = icmp eq i64 %42, 0
br i1 %43, label %44, label %45
44: ; preds = %41
store i8* null, i8** %6
br label %67
45: ; preds = %41
%46 = load i64, i64* %14
%47 = sub i64 %46, 1
store i64 %47, i64* %13
br label %66
48: ; preds = %23
%49 = load i32, i32* %16
%50 = icmp sgt i32 %49, 0
br i1 %50, label %51, label %63
51: ; preds = %48
%52 = load i64, i64* %14
%53 = add i64 %52, 1
store i64 %53, i64* %12
%54 = load i64, i64* %12
%55 = load i64, i64* %14
%56 = icmp ult i64 %54, %55
br i1 %56, label %61, label %57
57: ; preds = %51
%58 = load i64, i64* %12
%59 = load i64, i64* %13
%60 = icmp ugt i64 %58, %59
br i1 %60, label %61, label %62
61: ; preds = %57, %51
store i8* null, i8** %6
br label %67
62: ; preds = %57
br label %65
63: ; preds = %48
%64 = load i8*, i8** %15
store i8* %64, i8** %6
br label %67
65: ; preds = %62
br label %66
66: ; preds = %65, %45
br label %23
67: ; preds = %63, %61, %44, %21
%68 = load i8*, i8** %6
ret i8* %68
}

LLVM IR (-O2):
define i8* @bsearch(i8* %0, i8* %1, i64 %2, i64 %3, i32 (i8*, i8*)* nocapture %4) {
%6 = icmp eq i64 %2, 0
br i1 %6, label %29, label %7
7: ; preds = %20, %5
%8 = phi i64 [ %2, %5 ], [ %15, %20 ]
%9 = phi i64 [ 0, %5 ], [ %12, %20 ]
%10 = add i64 %8, -1
br label %11
11: ; preds = %7, %24
%12 = phi i64 [ %25, %24 ], [ %9, %7 ]
%13 = sub i64 %10, %12
%14 = lshr i64 %13, 1
%15 = add i64 %14, %12
%16 = mul i64 %15, %3
%17 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 %16
%18 = tail call i32 %4(i8* %0, i8* %17)
%19 = icmp slt i32 %18, 0
br i1 %19, label %20, label %22
20: ; preds = %11
%21 = icmp eq i64 %15, 0
br i1 %21, label %29, label %7
22: ; preds = %11
%23 = icmp eq i32 %18, 0
br i1 %23, label %29, label %24
24: ; preds = %22
%25 = add i64 %15, 1
%26 = icmp eq i64 %15, -1
%27 = icmp ugt i64 %25, %10
%28 = select i1 %26, i1 true, i1 %27
br i1 %28, label %29, label %11
29: ; preds = %22, %24, %20, %5
%30 = phi i8* [ null, %5 ], [ %17, %22 ], [ null, %24 ], [ null, %20 ]
ret i8* %30
}