int binsearch(const int *arr, const int arr_size, const int to_find) {
  int low, mid, high;
  low = 0;
  high = arr_size - 1;
  while (low + 1 < high) {
    mid = low + (high - low) / 2;
    if (arr[mid] <= to_find) {
      low = mid;
    } else {
      high = mid - 1;
    }
  }
  if (arr[low] == to_find) {
    return low;
  } else if (arr[high] == to_find) {
    return high;
  } else {
    return -1;
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<binsearch>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
mov    %esi,-0x14(%rbp)
mov    %edx,-0x18(%rbp)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
cmp    -0x24(%rbp),%eax
jge    1178 <binsearch+0x78>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
sub    -0x1c(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%ecx
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jg     116a <binsearch+0x6a>
mov    -0x20(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1173 <binsearch+0x73>
mov    -0x20(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    111e <binsearch+0x1e>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jne    1197 <binsearch+0x97>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    11bd <binsearch+0xbd>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jne    11b6 <binsearch+0xb6>
mov    -0x24(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    11bd <binsearch+0xbd>
movl   $0xffffffff,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<binsearch>:
lea    -0x1(%rsi),%r8d
xor    %eax,%eax
cmp    $0x3,%esi
jl     113f <binsearch+0x3f>
xor    %eax,%eax
jmp    111b <binsearch+0x1b>
nop
mov    %r9d,%eax
lea    0x1(%rax),%ecx
cmp    %r8d,%ecx
jge    113f <binsearch+0x3f>
mov    %r8d,%ecx
sub    %eax,%ecx
mov    %ecx,%esi
shr    $0x1f,%esi
add    %ecx,%esi
sar    %esi
lea    (%rsi,%rax,1),%r9d
movslq %r9d,%rcx
cmp    %edx,(%rdi,%rcx,4)
jle    1110 <binsearch+0x10>
lea    (%rsi,%rax,1),%r8d
add    $0xffffffff,%r8d
jmp    1113 <binsearch+0x13>
movslq %eax,%rcx
cmp    %edx,(%rdi,%rcx,4)
je     1155 <binsearch+0x55>
movslq %r8d,%rax
cmp    %edx,(%rdi,%rax,4)
mov    $0xffffffff,%ecx
cmovne %ecx,%eax
ret

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

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