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


x86 assembly (clang, -O0):
<Binary_Search>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
mov    %esi,-0x14(%rbp)
mov    %edx,-0x18(%rbp)
movl   $0x1,-0x1c(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x20(%rbp),%eax
jg     1191 <Binary_Search+0x91>
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    115a <Binary_Search+0x5a>
mov    -0x24(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    118c <Binary_Search+0x8c>
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
movslq -0x24(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jle    117c <Binary_Search+0x7c>
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1187 <Binary_Search+0x87>
mov    -0x24(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    1198 <Binary_Search+0x98>
jmp    118c <Binary_Search+0x8c>
jmp    111b <Binary_Search+0x1b>
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<Binary_Search>:
xor    %eax,%eax
test   %esi,%esi
jle    1143 <Binary_Search+0x43>
mov    $0x1,%r8d
jmp    111c <Binary_Search+0x1c>
xchg   %ax,%ax
add    $0xffffffff,%r10d
mov    %r10d,%esi
cmp    %esi,%r8d
jg     1143 <Binary_Search+0x43>
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     1110 <Binary_Search+0x10>
jge    1144 <Binary_Search+0x44>
add    $0x1,%r10d
mov    %r10d,%r8d
cmp    %esi,%r8d
jle    111c <Binary_Search+0x1c>
ret
mov    %r10d,%eax
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @Binary_Search(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 1, i32* %8
%11 = load i32, i32* %6
store i32 %11, i32* %9
br label %12
12: ; preds = %45, %3
%13 = load i32, i32* %8
%14 = load i32, i32* %9
%15 = icmp sle i32 %13, %14
br i1 %15, label %16, label %46
16: ; preds = %12
%17 = load i32, i32* %8
%18 = load i32, i32* %9
%19 = add nsw i32 %17, %18
%20 = sdiv i32 %19, 2
store i32 %20, i32* %10
%21 = load i32, i32* %7
%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 = icmp slt i32 %21, %26
br i1 %27, label %28, label %31
28: ; preds = %16
%29 = load i32, i32* %10
%30 = sub nsw i32 %29, 1
store i32 %30, i32* %9
br label %45
31: ; preds = %16
%32 = load i32, i32* %7
%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 = icmp sgt i32 %32, %37
br i1 %38, label %39, label %42
39: ; preds = %31
%40 = load i32, i32* %10
%41 = add nsw i32 %40, 1
store i32 %41, i32* %8
br label %44
42: ; preds = %31
%43 = load i32, i32* %10
store i32 %43, i32* %4
br label %47
44: ; preds = %39
br label %45
45: ; preds = %44, %28
br label %12
46: ; preds = %12
store i32 0, i32* %4
br label %47
47: ; preds = %46, %42
%48 = load i32, i32* %4
ret i32 %48
}

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