int BinarySearch(int a[], int n, int key) {
  int low = 0, high = n - 1;
  while (low <= high) {
    int mid = (low + high) / 2;
    if (key < a[mid])
      high = mid - 1;
    else if (key > a[mid])
      low = mid + 1;
    else
      return mid;
  }
  return -1;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<BinarySearch>:
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,-0x20(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x20(%rbp),%eax
jg     1194 <BinarySearch+0x94>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    -0x20(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
movslq -0x24(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jge    115d <BinarySearch+0x5d>
mov    -0x24(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    118f <BinarySearch+0x8f>
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
movslq -0x24(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jle    117f <BinarySearch+0x7f>
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    118a <BinarySearch+0x8a>
mov    -0x24(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    119b <BinarySearch+0x9b>
jmp    118f <BinarySearch+0x8f>
jmp    111e <BinarySearch+0x1e>
movl   $0xffffffff,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<BinarySearch>:
mov    $0xffffffff,%eax
test   %esi,%esi
jle    1153 <BinarySearch+0x53>
add    $0xffffffff,%esi
xor    %r8d,%r8d
jmp    112c <BinarySearch+0x2c>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0xffffffff,%r10d
mov    %r10d,%esi
cmp    %esi,%r8d
jg     1153 <BinarySearch+0x53>
lea    (%rsi,%r8,1),%r9d
mov    %r9d,%r10d
shr    $0x1f,%r10d
add    %r9d,%r10d
sar    %r10d
movslq %r10d,%rcx
cmp    %edx,(%rdi,%rcx,4)
jg     1120 <BinarySearch+0x20>
jge    1154 <BinarySearch+0x54>
add    $0x1,%r10d
mov    %r10d,%r8d
cmp    %esi,%r8d
jle    112c <BinarySearch+0x2c>
ret
mov    %r10d,%eax
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @BinarySearch(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* %9
br label %13
13: ; preds = %46, %3
%14 = load i32, i32* %8
%15 = load i32, i32* %9
%16 = icmp sle i32 %14, %15
br i1 %16, label %17, label %47
17: ; preds = %13
%18 = load i32, i32* %8
%19 = load i32, i32* %9
%20 = add nsw i32 %18, %19
%21 = sdiv i32 %20, 2
store i32 %21, i32* %10
%22 = load i32, i32* %7
%23 = load i32*, i32** %5
%24 = load i32, i32* %10
%25 = sext i32 %24 to i64
%26 = getelementptr inbounds i32, i32* %23, i64 %25
%27 = load i32, i32* %26
%28 = icmp slt i32 %22, %27
br i1 %28, label %29, label %32
29: ; preds = %17
%30 = load i32, i32* %10
%31 = sub nsw i32 %30, 1
store i32 %31, i32* %9
br label %46
32: ; preds = %17
%33 = load i32, i32* %7
%34 = load i32*, i32** %5
%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 sgt i32 %33, %38
br i1 %39, label %40, label %43
40: ; preds = %32
%41 = load i32, i32* %10
%42 = add nsw i32 %41, 1
store i32 %42, i32* %8
br label %45
43: ; preds = %32
%44 = load i32, i32* %10
store i32 %44, i32* %4
br label %48
45: ; preds = %40
br label %46
46: ; preds = %45, %29
br label %13
47: ; preds = %13
store i32 -1, i32* %4
br label %48
48: ; preds = %47, %43
%49 = load i32, i32* %4
ret i32 %49
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @BinarySearch(i32* nocapture %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = icmp slt i32 %1, 1
br i1 %4, label %26, label %5
5: ; preds = %3
%6 = add nsw i32 %1, -1
br label %7
7: ; preds = %5, %22
%8 = phi i32 [ %24, %22 ], [ %6, %5 ]
%9 = phi i32 [ %23, %22 ], [ 0, %5 ]
%10 = add nsw i32 %8, %9
%11 = sdiv i32 %10, 2
%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
br i1 %15, label %16, label %18
16: ; preds = %7
%17 = add nsw i32 %11, -1
br label %22
18: ; preds = %7
%19 = icmp slt i32 %14, %2
br i1 %19, label %20, label %26
20: ; preds = %18
%21 = add nsw i32 %11, 1
br label %22
22: ; preds = %16, %20
%23 = phi i32 [ %9, %16 ], [ %21, %20 ]
%24 = phi i32 [ %17, %16 ], [ %8, %20 ]
%25 = icmp sgt i32 %23, %24
br i1 %25, label %26, label %7
26: ; preds = %22, %18, %3
%27 = phi i32 [ -1, %3 ], [ %11, %18 ], [ -1, %22 ]
ret i32 %27
}