int binary_search_ex(int arr[], int from, int to, int key) {
  int ret = -1;
  int mid;
  while (from <= to) {
    mid = (from + to) / 2;
    if (key == arr[mid]) {
      ret = mid;
      break;
    } else if (key < arr[mid])
      to = mid - 1;
    else if (arr[mid] < key)
      from = mid + 1;
  }
  return ret;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<binary_search_ex>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
mov    %ecx,-0x14(%rbp)
movl   $0xffffffff,-0x18(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jg     11a2 <binary_search_ex+0xa2>
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    -0x10(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x1c(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jne    1154 <binary_search_ex+0x54>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    11a2 <binary_search_ex+0xa2>
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x1c(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jge    1176 <binary_search_ex+0x76>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    1198 <binary_search_ex+0x98>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    1193 <binary_search_ex+0x93>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
jmp    1198 <binary_search_ex+0x98>
jmp    119d <binary_search_ex+0x9d>
jmp    1118 <binary_search_ex+0x18>
mov    -0x18(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<binary_search_ex>:
mov    $0xffffffff,%eax
cmp    %edx,%esi
jg     114c <binary_search_ex+0x4c>
nopl   0x0(%rax)
lea    (%rsi,%rdx,1),%r9d
mov    %r9d,%r8d
shr    $0x1f,%r8d
add    %r9d,%r8d
sar    %r8d
movslq %r8d,%r9
mov    (%rdi,%r9,4),%r9d
cmp    %ecx,%r9d
je     114d <binary_search_ex+0x4d>
lea    -0x1(%r8),%r10d
add    $0x1,%r8d
cmp    %ecx,%r9d
cmovge %esi,%r8d
cmovg  %r10d,%edx
cmovg  %esi,%r8d
mov    %r8d,%esi
cmp    %edx,%r8d
jle    1110 <binary_search_ex+0x10>
ret
mov    %r8d,%eax
ret

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

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