int binary_search(int x[], int start, int end, int num) {
  if (start == end) {
    if (num == x[start])
      return start;
    else
      return -1;
  }
  int mid_index = start + ((end - start) / 2), index;
  if (num == x[mid_index])
    return mid_index;
  else if (num < x[mid_index] && mid_index != start)
    index = binary_search(x, start, mid_index - 1, num);
  else if (num > x[mid_index] && mid_index != end)
    index = binary_search(x, mid_index + 1, end, num);
  else
    return -11;
  return index;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<binary_search>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
mov    %esi,-0x14(%rbp)
mov    %edx,-0x18(%rbp)
mov    %ecx,-0x1c(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jne    115c <binary_search+0x4c>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
movslq -0x14(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jne    1150 <binary_search+0x40>
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    122f <binary_search+0x11f>
movl   $0xffffffff,-0x4(%rbp)
jmp    122f <binary_search+0x11f>
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
sub    -0x14(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%ecx
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
movslq -0x20(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jne    1199 <binary_search+0x89>
mov    -0x20(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    122f <binary_search+0x11f>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
movslq -0x20(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jge    11d6 <binary_search+0xc6>
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
je     11d6 <binary_search+0xc6>
mov    -0x10(%rbp),%rdi
mov    -0x14(%rbp),%esi
mov    -0x20(%rbp),%edx
sub    $0x1,%edx
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
call   1030 <binary_search@plt>
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    1224 <binary_search+0x114>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
movslq -0x20(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jle    1213 <binary_search+0x103>
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
je     1213 <binary_search+0x103>
mov    -0x10(%rbp),%rdi
mov    -0x20(%rbp),%esi
add    $0x1,%esi
mov    -0x18(%rbp),%edx
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
call   1030 <binary_search@plt>
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    121f <binary_search+0x10f>
movl   $0xfffffff5,-0x4(%rbp)
jmp    122f <binary_search+0x11f>
jmp    1224 <binary_search+0x114>
jmp    1229 <binary_search+0x119>
mov    -0x24(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x30,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<binary_search>:
cmp    %esi,%edx
je     116f <binary_search+0x6f>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
mov    %edx,%r10d
sub    %esi,%r10d
mov    %r10d,%r8d
shr    $0x1f,%r8d
add    %r10d,%r8d
sar    %r8d
add    %esi,%r8d
movslq %r8d,%rax
mov    (%rdi,%rax,4),%r9d
cmp    %ecx,%r9d
je     1169 <binary_search+0x69>
jle    114c <binary_search+0x4c>
add    $0x1,%r10d
cmp    $0x3,%r10d
jb     114c <binary_search+0x4c>
add    $0xffffffff,%r8d
mov    %r8d,%edx
cmp    %esi,%r8d
jne    1110 <binary_search+0x10>
jmp    116d <binary_search+0x6d>
mov    $0xfffffff5,%eax
cmp    %ecx,%r9d
jge    117d <binary_search+0x7d>
cmp    %edx,%r8d
je     117d <binary_search+0x7d>
add    $0x1,%r8d
mov    %r8d,%esi
cmp    %r8d,%edx
jne    1110 <binary_search+0x10>
jmp    116f <binary_search+0x6f>
mov    %r8d,%eax
ret
mov    %esi,%edx
movslq %edx,%rax
cmp    %ecx,(%rdi,%rax,4)
mov    $0xffffffff,%ecx
cmovne %ecx,%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
%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* %7
%13 = load i32, i32* %8
%14 = icmp eq i32 %12, %13
br i1 %14, label %15, label %26
15: ; preds = %4
%16 = load i32, i32* %9
%17 = load i32*, i32** %6
%18 = load i32, i32* %7
%19 = sext i32 %18 to i64
%20 = getelementptr inbounds i32, i32* %17, i64 %19
%21 = load i32, i32* %20
%22 = icmp eq i32 %16, %21
br i1 %22, label %23, label %25
23: ; preds = %15
%24 = load i32, i32* %7
store i32 %24, i32* %5
br label %85
25: ; preds = %15
store i32 -1, i32* %5
br label %85
26: ; preds = %4
%27 = load i32, i32* %7
%28 = load i32, i32* %8
%29 = load i32, i32* %7
%30 = sub nsw i32 %28, %29
%31 = sdiv i32 %30, 2
%32 = add nsw i32 %27, %31
store i32 %32, i32* %10
%33 = load i32, i32* %9
%34 = load i32*, i32** %6
%35 = load i32, i32* %10
%36 = sext i32 %35 to i64
%37 = getelementptr inbounds i32, i32* %34, i64 %36
%38 = load i32, i32* %37
%39 = icmp eq i32 %33, %38
br i1 %39, label %40, label %42
40: ; preds = %26
%41 = load i32, i32* %10
store i32 %41, i32* %5
br label %85
42: ; preds = %26
%43 = load i32, i32* %9
%44 = load i32*, i32** %6
%45 = load i32, i32* %10
%46 = sext i32 %45 to i64
%47 = getelementptr inbounds i32, i32* %44, i64 %46
%48 = load i32, i32* %47
%49 = icmp slt i32 %43, %48
br i1 %49, label %50, label %61
50: ; preds = %42
%51 = load i32, i32* %10
%52 = load i32, i32* %7
%53 = icmp ne i32 %51, %52
br i1 %53, label %54, label %61
54: ; preds = %50
%55 = load i32*, i32** %6
%56 = load i32, i32* %7
%57 = load i32, i32* %10
%58 = sub nsw i32 %57, 1
%59 = load i32, i32* %9
%60 = call i32 @binary_search(i32* %55, i32 %56, i32 %58, i32 %59)
store i32 %60, i32* %11
br label %82
61: ; preds = %50, %42
%62 = load i32, i32* %9
%63 = load i32*, i32** %6
%64 = load i32, i32* %10
%65 = sext i32 %64 to i64
%66 = getelementptr inbounds i32, i32* %63, i64 %65
%67 = load i32, i32* %66
%68 = icmp sgt i32 %62, %67
br i1 %68, label %69, label %80
69: ; preds = %61
%70 = load i32, i32* %10
%71 = load i32, i32* %8
%72 = icmp ne i32 %70, %71
br i1 %72, label %73, label %80
73: ; preds = %69
%74 = load i32*, i32** %6
%75 = load i32, i32* %10
%76 = add nsw i32 %75, 1
%77 = load i32, i32* %8
%78 = load i32, i32* %9
%79 = call i32 @binary_search(i32* %74, i32 %76, i32 %77, i32 %78)
store i32 %79, i32* %11
br label %81
80: ; preds = %69, %61
store i32 -11, i32* %5
br label %85
81: ; preds = %73
br label %82
82: ; preds = %81, %54
br label %83
83: ; preds = %82
%84 = load i32, i32* %11
store i32 %84, i32* %5
br label %85
85: ; preds = %83, %80, %40, %25, %23
%86 = load i32, i32* %5
ret i32 %86
}

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