int binary_search(int low, int high, int key, int *num) {
  int mid = (low + high) / 2;
  ;
  if (key == num[mid])
    return mid;
  else if (low >= high)
    return -1;
  else if (key < num[mid])
    return binary_search(low, mid - 1, key, num);
  else if (key > num[mid])
    return binary_search(mid + 1, high, key, num);
  return -2;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<binary_search>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x20,%rsp
mov    %edi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
mov    %rcx,-0x18(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
add    -0xc(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    -0x18(%rbp),%rcx
movslq -0x1c(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jne    1155 <binary_search+0x45>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    11e5 <binary_search+0xd5>
mov    -0x8(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jl     116d <binary_search+0x5d>
movl   $0xffffffff,-0x4(%rbp)
jmp    11e5 <binary_search+0xd5>
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    -0x18(%rbp),%rcx
movslq -0x1c(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jge    119e <binary_search+0x8e>
mov    -0x8(%rbp),%edi
mov    -0x1c(%rbp),%esi
sub    $0x1,%esi
mov    -0x10(%rbp),%edx
mov    -0x18(%rbp),%rcx
call   1030 <binary_search@plt>
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    11e5 <binary_search+0xd5>
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    -0x18(%rbp),%rcx
movslq -0x1c(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jle    11cf <binary_search+0xbf>
mov    -0x1c(%rbp),%edi
add    $0x1,%edi
mov    -0xc(%rbp),%esi
mov    -0x10(%rbp),%edx
mov    -0x18(%rbp),%rcx
call   1030 <binary_search@plt>
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    11e5 <binary_search+0xd5>
jmp    11d4 <binary_search+0xc4>
jmp    11d9 <binary_search+0xc9>
jmp    11de <binary_search+0xce>
movl   $0xfffffffe,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<binary_search>:
lea    (%rsi,%rdi,1),%eax
mov    %eax,%r9d
shr    $0x1f,%r9d
add    %eax,%r9d
sar    %r9d
movslq %r9d,%rax
mov    (%rcx,%rax,4),%r8d
cmp    %edx,%r8d
jne    1120 <binary_search+0x20>
mov    %r9d,%eax
ret
mov    %r9d,%eax
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
cmp    %esi,%edi
jge    1188 <binary_search+0x88>
cmp    %edx,%r8d
jle    1160 <binary_search+0x60>
mov    %eax,%esi
add    $0xffffffff,%esi
lea    (%rax,%rdi,1),%r8d
add    $0xffffffff,%r8d
mov    %r8d,%eax
shr    $0x1f,%eax
add    %r8d,%eax
sar    %eax
movslq %eax,%r8
mov    (%rcx,%r8,4),%r8d
cmp    %edx,%r8d
jne    1130 <binary_search+0x30>
jmp    1193 <binary_search+0x93>
nop
jge    118e <binary_search+0x8e>
add    $0x1,%eax
lea    (%rsi,%rax,1),%edi
mov    %edi,%r9d
shr    $0x1f,%r9d
add    %edi,%r9d
sar    %r9d
movslq %r9d,%rdi
mov    (%rcx,%rdi,4),%r8d
mov    %eax,%edi
mov    %r9d,%eax
cmp    %edx,%r8d
jne    1120 <binary_search+0x20>
jmp    1193 <binary_search+0x93>
mov    $0xffffffff,%eax
ret
mov    $0xfffffffe,%eax
ret

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

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