int binary_search(int *array, int lower, int upper, int target) {
  int middle = (lower + upper) / 2;
  if (target == array[middle])
    return middle;
  if (lower == middle)
    return -1;
  if (lower > upper)
    return -2;
  if (array[lower] > array[upper])
    return -3;
  if (target < array[middle])
    return binary_search(array, lower, middle - 1, target);
  else
    return binary_search(array, middle + 1, upper, target);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<binary_search>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x20,%rsp
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
mov    %esi,-0x14(%rbp)
mov    %edx,-0x18(%rbp)
mov    %ecx,-0x1c(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    -0x18(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
movslq -0x20(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jne    1155 <binary_search+0x45>
mov    -0x20(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    11f6 <binary_search+0xe6>
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x20(%rbp),%eax
jne    116d <binary_search+0x5d>
movl   $0xffffffff,-0x4(%rbp)
jmp    11f6 <binary_search+0xe6>
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jle    1185 <binary_search+0x75>
movl   $0xfffffffe,-0x4(%rbp)
jmp    11f6 <binary_search+0xe6>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
movslq -0x18(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jle    11ad <binary_search+0x9d>
movl   $0xfffffffd,-0x4(%rbp)
jmp    11f6 <binary_search+0xe6>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
movslq -0x20(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jge    11de <binary_search+0xce>
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,-0x4(%rbp)
jmp    11f6 <binary_search+0xe6>
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,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<binary_search>:
lea    (%rdx,%rsi,1),%r8d
mov    %r8d,%eax
shr    $0x1f,%eax
add    %r8d,%eax
sar    %eax
movslq %eax,%r8
mov    (%rdi,%r8,4),%r8d
cmp    %ecx,%r8d
je     116f <binary_search+0x6f>
movslq %esi,%r9
xchg   %ax,%ax
cmp    %esi,%eax
je     1170 <binary_search+0x70>
cmp    %edx,%esi
jg     1176 <binary_search+0x76>
mov    (%rdi,%r9,4),%r10d
movslq %edx,%r11
cmp    (%rdi,%r11,4),%r10d
jg     117c <binary_search+0x7c>
cmp    %ecx,%r8d
jle    1160 <binary_search+0x60>
mov    %eax,%edx
add    $0xffffffff,%edx
lea    (%rax,%rsi,1),%r8d
add    $0xffffffff,%r8d
mov    %r8d,%eax
shr    $0x1f,%eax
add    %r8d,%eax
sar    %eax
movslq %eax,%r8
mov    (%rdi,%r8,4),%r8d
cmp    %ecx,%r8d
jne    1120 <binary_search+0x20>
jmp    116f <binary_search+0x6f>
mov    %eax,%esi
add    $0x1,%esi
lea    (%rdx,%rax,1),%r8d
add    $0x1,%r8d
jmp    1104 <binary_search+0x4>
ret
mov    $0xffffffff,%eax
ret
mov    $0xfffffffe,%eax
ret
mov    $0xfffffffd,%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* %7
%12 = load i32, i32* %8
%13 = add nsw i32 %11, %12
%14 = sdiv i32 %13, 2
store i32 %14, i32* %10
%15 = load i32, i32* %9
%16 = load i32*, i32** %6
%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 %69
24: ; preds = %4
%25 = load i32, i32* %7
%26 = load i32, i32* %10
%27 = icmp eq i32 %25, %26
br i1 %27, label %28, label %29
28: ; preds = %24
store i32 -1, i32* %5
br label %69
29: ; preds = %24
%30 = load i32, i32* %7
%31 = load i32, i32* %8
%32 = icmp sgt i32 %30, %31
br i1 %32, label %33, label %34
33: ; preds = %29
store i32 -2, i32* %5
br label %69
34: ; preds = %29
%35 = load i32*, i32** %6
%36 = load i32, i32* %7
%37 = sext i32 %36 to i64
%38 = getelementptr inbounds i32, i32* %35, i64 %37
%39 = load i32, i32* %38
%40 = load i32*, i32** %6
%41 = load i32, i32* %8
%42 = sext i32 %41 to i64
%43 = getelementptr inbounds i32, i32* %40, i64 %42
%44 = load i32, i32* %43
%45 = icmp sgt i32 %39, %44
br i1 %45, label %46, label %47
46: ; preds = %34
store i32 -3, i32* %5
br label %69
47: ; preds = %34
%48 = load i32, i32* %9
%49 = load i32*, i32** %6
%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 = icmp slt i32 %48, %53
br i1 %54, label %55, label %62
55: ; preds = %47
%56 = load i32*, i32** %6
%57 = load i32, i32* %7
%58 = load i32, i32* %10
%59 = sub nsw i32 %58, 1
%60 = load i32, i32* %9
%61 = call i32 @binary_search(i32* %56, i32 %57, i32 %59, i32 %60)
store i32 %61, i32* %5
br label %69
62: ; preds = %47
%63 = load i32*, i32** %6
%64 = load i32, i32* %10
%65 = add nsw i32 %64, 1
%66 = load i32, i32* %8
%67 = load i32, i32* %9
%68 = call i32 @binary_search(i32* %63, i32 %65, i32 %66, i32 %67)
store i32 %68, i32* %5
br label %69
69: ; preds = %62, %55, %46, %33, %28, %22
%70 = load i32, i32* %5
ret i32 %70
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @binary_search(i32* %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3) {
%5 = add nsw i32 %2, %1
%6 = sdiv i32 %5, 2
%7 = sext i32 %6 to i64
%8 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %7
%9 = load i32, i32* %8
%10 = icmp eq i32 %9, %3
br i1 %10, label %49, label %11
11: ; preds = %4, %41
%12 = phi i32 [ %47, %41 ], [ %9, %4 ]
%13 = phi i32 [ %44, %41 ], [ %6, %4 ]
%14 = phi i32 [ %21, %41 ], [ %2, %4 ]
%15 = phi i32 [ %42, %41 ], [ %1, %4 ]
%16 = sext i32 %15 to i64
%17 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %16
br label %18
18: ; preds = %11, %33
%19 = phi i32 [ %12, %11 ], [ %39, %33 ]
%20 = phi i32 [ %13, %11 ], [ %36, %33 ]
%21 = phi i32 [ %14, %11 ], [ %34, %33 ]
%22 = icmp eq i32 %20, %15
br i1 %22, label %49, label %23
23: ; preds = %18
%24 = icmp sgt i32 %15, %21
br i1 %24, label %49, label %25
25: ; preds = %23
%26 = load i32, i32* %17
%27 = sext i32 %21 to i64
%28 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %27
%29 = load i32, i32* %28
%30 = icmp sgt i32 %26, %29
br i1 %30, label %49, label %31
31: ; preds = %25
%32 = icmp sgt i32 %19, %3
br i1 %32, label %33, label %41
33: ; preds = %31
%34 = add nsw i32 %20, -1
%35 = add nsw i32 %34, %15
%36 = sdiv i32 %35, 2
%37 = sext i32 %36 to i64
%38 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %37
%39 = load i32, i32* %38
%40 = icmp eq i32 %39, %3
br i1 %40, label %49, label %18
41: ; preds = %31
%42 = add nsw i32 %20, 1
%43 = add nsw i32 %21, %42
%44 = sdiv i32 %43, 2
%45 = sext i32 %44 to i64
%46 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %45
%47 = load i32, i32* %46
%48 = icmp eq i32 %47, %3
br i1 %48, label %49, label %11
49: ; preds = %41, %33, %18, %23, %25, %4
%50 = phi i32 [ %6, %4 ], [ -3, %25 ], [ -2, %23 ], [ -1, %18 ], [ %36, %33 ], [ %44, %41 ]
ret i32 %50
}