int binary_search(int arr[], int l, int r, int key) {
  int m;
  while (l < r) {
    m = l + (r - l) / 2;
    if (arr[m] == key)
      return m;
    if (arr[m] < key)
      l = m + 1;
    else
      r = m - 1;
  }
  return -1;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<binary_search>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
mov    %esi,-0x14(%rbp)
mov    %edx,-0x18(%rbp)
mov    %ecx,-0x1c(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jge    118a <binary_search+0x8a>
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
sub    -0x14(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%ecx
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jne    115a <binary_search+0x5a>
mov    -0x20(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    1191 <binary_search+0x91>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    117c <binary_search+0x7c>
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1185 <binary_search+0x85>
mov    -0x20(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    1111 <binary_search+0x11>
movl   $0xffffffff,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<binary_search>:
mov    $0xffffffff,%eax
cmp    %esi,%edx
jg     111b <binary_search+0x1b>
ret
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0xffffffff,%r8d
mov    %r8d,%edx
cmp    %esi,%edx
jle    1109 <binary_search+0x9>
mov    %edx,%r9d
sub    %esi,%r9d
mov    %r9d,%r8d
shr    $0x1f,%r8d
add    %r9d,%r8d
sar    %r8d
add    %esi,%r8d
movslq %r8d,%r9
mov    (%rdi,%r9,4),%r9d
cmp    %ecx,%r9d
je     114c <binary_search+0x4c>
jge    1110 <binary_search+0x10>
add    $0x1,%r8d
mov    %r8d,%esi
cmp    %esi,%edx
jg     111b <binary_search+0x1b>
jmp    1109 <binary_search+0x9>
mov    %r8d,%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
br label %11
11: ; preds = %45, %4
%12 = load i32, i32* %7
%13 = load i32, i32* %8
%14 = icmp slt i32 %12, %13
br i1 %14, label %15, label %46
15: ; preds = %11
%16 = load i32, i32* %7
%17 = load i32, i32* %8
%18 = load i32, i32* %7
%19 = sub nsw i32 %17, %18
%20 = sdiv i32 %19, 2
%21 = add nsw i32 %16, %20
store i32 %21, i32* %10
%22 = load i32*, i32** %6
%23 = load i32, i32* %10
%24 = sext i32 %23 to i64
%25 = getelementptr inbounds i32, i32* %22, i64 %24
%26 = load i32, i32* %25
%27 = load i32, i32* %9
%28 = icmp eq i32 %26, %27
br i1 %28, label %29, label %31
29: ; preds = %15
%30 = load i32, i32* %10
store i32 %30, i32* %5
br label %47
31: ; preds = %15
%32 = load i32*, i32** %6
%33 = load i32, i32* %10
%34 = sext i32 %33 to i64
%35 = getelementptr inbounds i32, i32* %32, i64 %34
%36 = load i32, i32* %35
%37 = load i32, i32* %9
%38 = icmp slt i32 %36, %37
br i1 %38, label %39, label %42
39: ; preds = %31
%40 = load i32, i32* %10
%41 = add nsw i32 %40, 1
store i32 %41, i32* %7
br label %45
42: ; preds = %31
%43 = load i32, i32* %10
%44 = sub nsw i32 %43, 1
store i32 %44, i32* %8
br label %45
45: ; preds = %42, %39
br label %11
46: ; preds = %11
store i32 -1, i32* %5
br label %47
47: ; preds = %46, %29
%48 = load i32, i32* %5
ret i32 %48
}

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