#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*/ print_array(int *, int, int, int);
int binary_search(int *array, int len, int key) {
  int i = 0;
  int start = 0, end = len - 1, mid = 0;
  int index = -1;
  while (start < end) {
    print_array(array, 20, start, end);
    if (array[start] == key) {
      index = start;
      break;
    } else if (array[end] == key) {
      index = end;
      break;
    } else {
      mid = (start + end) / 2;
      if (array[mid] == key) {
        index = mid;
        break;
      } else if (array[mid] > key) {
        end = mid - 1;
      } else {
        start = mid + 1;
      }
    }
  }
  return index;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<binary_search>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
movl   $0x0,-0x20(%rbp)
movl   $0xffffffff,-0x24(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    1214 <binary_search+0x104>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x18(%rbp),%edx
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
mov    $0x14,%esi
call   1030 <print_array@plt>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jne    1186 <binary_search+0x76>
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    1214 <binary_search+0x104>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jne    11a5 <binary_search+0x95>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    1214 <binary_search+0x104>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    -0x1c(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jne    11d5 <binary_search+0xc5>
mov    -0x20(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    1214 <binary_search+0x104>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jle    11f7 <binary_search+0xe7>
mov    -0x20(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1200 <binary_search+0xf0>
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    1205 <binary_search+0xf5>
jmp    120a <binary_search+0xfa>
jmp    120f <binary_search+0xff>
jmp    1147 <binary_search+0x37>
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x30,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<binary_search>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r12
push   %rbx
mov    $0xffffffff,%r14d
cmp    $0x2,%esi
jl     119e <binary_search+0x8e>
mov    %edx,%r15d
mov    %esi,%ebp
mov    %rdi,%r12
add    $0xffffffff,%ebp
xor    %ebx,%ebx
jmp    1149 <binary_search+0x39>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
add    $0x1,%eax
mov    %eax,%ebx
cmp    %ebp,%ebx
jge    119e <binary_search+0x8e>
mov    %r12,%rdi
mov    $0x14,%esi
mov    %ebx,%edx
mov    %ebp,%ecx
call   1030 <print_array@plt>
movslq %ebx,%rax
cmp    %r15d,(%r12,%rax,4)
je     1191 <binary_search+0x81>
movslq %ebp,%rax
cmp    %r15d,(%r12,%rax,4)
je     1196 <binary_search+0x86>
lea    (%rbx,%rbp,1),%ecx
mov    %ecx,%eax
shr    $0x1f,%eax
add    %ecx,%eax
sar    %eax
movslq %eax,%rcx
mov    (%r12,%rcx,4),%ecx
cmp    %r15d,%ecx
je     119b <binary_search+0x8b>
jle    1140 <binary_search+0x30>
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,%ebp
cmp    %ebp,%ebx
jl     1149 <binary_search+0x39>
jmp    119e <binary_search+0x8e>
mov    %ebx,%r14d
jmp    119e <binary_search+0x8e>
mov    %ebp,%r14d
jmp    119e <binary_search+0x8e>
mov    %eax,%r14d
mov    %r14d,%eax
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

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

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