int binarySearch(int *a, int n, int k) {
  int lo = 0;
  int hi = n - 1;
  int m;
  while (lo <= hi) {
    m = (lo + hi) / 2;
    if (a[m] < k)
      lo = m + 1;
    else if (a[m] == k)
      return m;
    else if (a[m] > k)
      hi = m - 1;
  }
  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     11a8 <binarySearch+0xa8>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    -0x20(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jge    115d <binarySearch+0x5d>
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    11a3 <binarySearch+0xa3>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jne    117c <binarySearch+0x7c>
mov    -0x24(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    11af <binarySearch+0xaf>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jle    1199 <binarySearch+0x99>
mov    -0x24(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    119e <binarySearch+0x9e>
jmp    11a3 <binarySearch+0xa3>
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    1154 <binarySearch+0x54>
add    $0xffffffff,%esi
xor    %r8d,%r8d
jmp    112c <binarySearch+0x2c>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%r10d
mov    %r10d,%r8d
cmp    %esi,%r8d
jg     1154 <binarySearch+0x54>
lea    (%rsi,%r8,1),%r9d
mov    %r9d,%r10d
shr    $0x1f,%r10d
add    %r9d,%r10d
sar    %r10d
movslq %r10d,%rcx
mov    (%rdi,%rcx,4),%ecx
cmp    %edx,%ecx
jl     1120 <binarySearch+0x20>
je     1155 <binarySearch+0x55>
jle    1127 <binarySearch+0x27>
add    $0xffffffff,%r10d
mov    %r10d,%esi
jmp    1127 <binarySearch+0x27>
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 = %55, %3
%14 = load i32, i32* %8
%15 = load i32, i32* %9
%16 = icmp sle i32 %14, %15
br i1 %16, label %17, label %56
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** %5
%23 = load i32, i32* %10
%24 = sext i32 %23 to i64
%25 = getelementptr inbounds i32, i32* %22, i64 %24
%26 = load i32, i32* %25
%27 = load i32, i32* %7
%28 = icmp slt i32 %26, %27
br i1 %28, label %29, label %32
29: ; preds = %17
%30 = load i32, i32* %10
%31 = add nsw i32 %30, 1
store i32 %31, i32* %8
br label %55
32: ; preds = %17
%33 = load i32*, i32** %5
%34 = load i32, i32* %10
%35 = sext i32 %34 to i64
%36 = getelementptr inbounds i32, i32* %33, i64 %35
%37 = load i32, i32* %36
%38 = load i32, i32* %7
%39 = icmp eq i32 %37, %38
br i1 %39, label %40, label %42
40: ; preds = %32
%41 = load i32, i32* %10
store i32 %41, i32* %4
br label %57
42: ; preds = %32
%43 = load i32*, i32** %5
%44 = load i32, i32* %10
%45 = sext i32 %44 to i64
%46 = getelementptr inbounds i32, i32* %43, i64 %45
%47 = load i32, i32* %46
%48 = load i32, i32* %7
%49 = icmp sgt i32 %47, %48
br i1 %49, label %50, label %53
50: ; preds = %42
%51 = load i32, i32* %10
%52 = sub nsw i32 %51, 1
store i32 %52, i32* %9
br label %53
53: ; preds = %50, %42
br label %54
54: ; preds = %53
br label %55
55: ; preds = %54, %29
br label %13
56: ; preds = %13
store i32 -1, i32* %4
br label %57
57: ; preds = %56, %40
%58 = load i32, i32* %4
ret i32 %58
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @binarySearch(i32* nocapture %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = icmp slt i32 %1, 1
br i1 %4, label %28, label %5
5: ; preds = %3
%6 = add nsw i32 %1, -1
br label %7
7: ; preds = %5, %24
%8 = phi i32 [ %26, %24 ], [ %6, %5 ]
%9 = phi i32 [ %25, %24 ], [ 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 slt i32 %14, %2
br i1 %15, label %16, label %18
16: ; preds = %7
%17 = add nsw i32 %11, 1
br label %24
18: ; preds = %7
%19 = icmp eq i32 %14, %2
br i1 %19, label %28, label %20
20: ; preds = %18
%21 = icmp sgt i32 %14, %2
%22 = add nsw i32 %11, -1
%23 = select i1 %21, i32 %22, i32 %8
br label %24
24: ; preds = %20, %16
%25 = phi i32 [ %17, %16 ], [ %9, %20 ]
%26 = phi i32 [ %8, %16 ], [ %23, %20 ]
%27 = icmp sgt i32 %25, %26
br i1 %27, label %28, label %7
28: ; preds = %18, %24, %3
%29 = phi i32 [ -1, %3 ], [ -1, %24 ], [ %11, %18 ]
ret i32 %29
}