int _binary_search(int *array, int low, int high, int key) {
  int ret_val = -1;
  int mid;
  while (low <= high) {
    mid = low + (high - low) / 2;
    if (key < array[mid])
      high = mid - 1;
    else if (key > array[mid])
      low = mid + 1;
    else {
      ret_val = mid;
      break;
    }
  }
  return ret_val;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<_binary_search>:
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     119b <_binary_search+0x9b>
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
sub    -0xc(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%ecx
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x1c(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jge    1164 <_binary_search+0x64>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    1196 <_binary_search+0x96>
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x1c(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jle    1186 <_binary_search+0x86>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
jmp    1191 <_binary_search+0x91>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    119b <_binary_search+0x9b>
jmp    1196 <_binary_search+0x96>
jmp    1118 <_binary_search+0x18>
mov    -0x18(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<_binary_search>:
mov    $0xffffffff,%eax
cmp    %esi,%edx
jge    111b <_binary_search+0x1b>
ret
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0xffffffff,%r8d
mov    %r8d,%edx
cmp    %esi,%edx
jl     1109 <_binary_search+0x9>
mov    %edx,%r9d
sub    %esi,%r9d
mov    %r9d,%r8d
shr    $0x1f,%r8d
add    %r9d,%r8d
sar    %r8d
add    %esi,%r8d
movslq %r8d,%r9
cmp    %ecx,(%rdi,%r9,4)
jg     1110 <_binary_search+0x10>
jge    1149 <_binary_search+0x49>
add    $0x1,%r8d
mov    %r8d,%esi
cmp    %esi,%edx
jge    111b <_binary_search+0x1b>
jmp    1109 <_binary_search+0x9>
mov    %r8d,%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** %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 = %46, %4
%12 = load i32, i32* %6
%13 = load i32, i32* %7
%14 = icmp sle i32 %12, %13
br i1 %14, label %15, label %47
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 = sdiv i32 %19, 2
%21 = add nsw i32 %16, %20
store i32 %21, i32* %10
%22 = load i32, i32* %8
%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 = %15
%30 = load i32, i32* %10
%31 = sub nsw i32 %30, 1
store i32 %31, i32* %7
br label %46
32: ; preds = %15
%33 = load i32, i32* %8
%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* %6
br label %45
43: ; preds = %32
%44 = load i32, i32* %10
store i32 %44, i32* %9
br label %47
45: ; preds = %40
br label %46
46: ; preds = %45, %29
br label %11
47: ; preds = %43, %11
%48 = load i32, i32* %9
ret i32 %48
}

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