int binary_search(unsigned long long arr[], int start, int end,
                  unsigned long long value) {
  int index = -1;
  while (start <= end) {
    int mid = start + ((end - start) >> 1);
    if (arr[mid] == value) {
      index = mid;
      break;
    } else if (arr[mid] > value) {
      index = mid;
      end = mid - 1;
    } else
      start = mid + 1;
  }
  return index;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<binary_search>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
mov    %rcx,-0x18(%rbp)
movl   $0xffffffff,-0x1c(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jg     1194 <binary_search+0x94>
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    -0x10(%rbp),%ecx
sub    -0xc(%rbp),%ecx
sar    $0x1,%ecx
add    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
cmp    -0x18(%rbp),%rax
jne    1157 <binary_search+0x57>
mov    -0x20(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1194 <binary_search+0x94>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
cmp    -0x18(%rbp),%rax
jbe    1181 <binary_search+0x81>
mov    -0x20(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    118a <binary_search+0x8a>
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
jmp    118f <binary_search+0x8f>
jmp    1119 <binary_search+0x19>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<binary_search>:
mov    $0xffffffff,%eax
cmp    %esi,%edx
jge    110a <binary_search+0xa>
ret
mov    $0xffffffff,%r8d
jmp    112c <binary_search+0x2c>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
mov    %eax,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %r8d,%eax
cmp    %esi,%edx
jl     1109 <binary_search+0x9>
mov    %edx,%eax
sub    %esi,%eax
sar    %eax
add    %esi,%eax
movslq %eax,%r9
mov    (%rdi,%r9,8),%r9
cmp    %rcx,%r9
je     1109 <binary_search+0x9>
jbe    1120 <binary_search+0x20>
lea    -0x1(%rax),%edx
mov    %eax,%r8d
cmp    %esi,%edx
jge    112c <binary_search+0x2c>
jmp    1109 <binary_search+0x9>

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

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