int binary_search(int a[], int start, int end, int x) {
  if (end >= start) {
    int mid = (start + end) / 2;
    if (a[mid] == x)
      return mid;
    if (a[mid] > x)
      return binary_search(a, start, mid - 1, x);
    return binary_search(a, mid + 1, end, x);
  }
  return -1;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<binary_search>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x20,%rsp
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
mov    %esi,-0x14(%rbp)
mov    %edx,-0x18(%rbp)
mov    %ecx,-0x1c(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jl     11af <binary_search+0x9f>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    -0x18(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jne    1161 <binary_search+0x51>
mov    -0x20(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    11b6 <binary_search+0xa6>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jle    1192 <binary_search+0x82>
mov    -0x10(%rbp),%rdi
mov    -0x14(%rbp),%esi
mov    -0x20(%rbp),%edx
sub    $0x1,%edx
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
call   1030 <binary_search@plt>
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    11b6 <binary_search+0xa6>
mov    -0x10(%rbp),%rdi
mov    -0x20(%rbp),%esi
add    $0x1,%esi
mov    -0x18(%rbp),%edx
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
call   1030 <binary_search@plt>
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    11b6 <binary_search+0xa6>
movl   $0xffffffff,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<binary_search>:
mov    $0xffffffff,%eax
cmp    %esi,%edx
jge    1110 <binary_search+0x10>
ret
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
lea    (%rdx,%rsi,1),%r9d
mov    %r9d,%r8d
shr    $0x1f,%r8d
add    %r9d,%r8d
sar    %r8d
movslq %r8d,%r9
cmp    %ecx,(%rdi,%r9,4)
je     1142 <binary_search+0x42>
jle    1137 <binary_search+0x37>
lea    -0x1(%r8),%edx
cmp    %esi,%r8d
jg     1110 <binary_search+0x10>
jmp    1109 <binary_search+0x9>
lea    0x1(%r8),%esi
cmp    %r8d,%edx
jg     1110 <binary_search+0x10>
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** %6
store i32 %1, i32* %7
store i32 %2, i32* %8
store i32 %3, i32* %9
%11 = load i32, i32* %8
%12 = load i32, i32* %7
%13 = icmp sge i32 %11, %12
br i1 %13, label %14, label %50
14: ; preds = %4
%15 = load i32, i32* %7
%16 = load i32, i32* %8
%17 = add nsw i32 %15, %16
%18 = sdiv i32 %17, 2
store i32 %18, i32* %10
%19 = load i32*, i32** %6
%20 = load i32, i32* %10
%21 = sext i32 %20 to i64
%22 = getelementptr inbounds i32, i32* %19, i64 %21
%23 = load i32, i32* %22
%24 = load i32, i32* %9
%25 = icmp eq i32 %23, %24
br i1 %25, label %26, label %28
26: ; preds = %14
%27 = load i32, i32* %10
store i32 %27, i32* %5
br label %51
28: ; preds = %14
%29 = load i32*, i32** %6
%30 = load i32, i32* %10
%31 = sext i32 %30 to i64
%32 = getelementptr inbounds i32, i32* %29, i64 %31
%33 = load i32, i32* %32
%34 = load i32, i32* %9
%35 = icmp sgt i32 %33, %34
br i1 %35, label %36, label %43
36: ; preds = %28
%37 = load i32*, i32** %6
%38 = load i32, i32* %7
%39 = load i32, i32* %10
%40 = sub nsw i32 %39, 1
%41 = load i32, i32* %9
%42 = call i32 @binary_search(i32* %37, i32 %38, i32 %40, i32 %41)
store i32 %42, i32* %5
br label %51
43: ; preds = %28
%44 = load i32*, i32** %6
%45 = load i32, i32* %10
%46 = add nsw i32 %45, 1
%47 = load i32, i32* %8
%48 = load i32, i32* %9
%49 = call i32 @binary_search(i32* %44, i32 %46, i32 %47, i32 %48)
store i32 %49, i32* %5
br label %51
50: ; preds = %4
store i32 -1, i32* %5
br label %51
51: ; preds = %50, %43, %36, %26
%52 = load i32, i32* %5
ret i32 %52
}

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