int binary_search(const int *arr, int n, int val) {
  int low = 0, high = n - 1, mid;
  while (low <= high) {
    mid = (low + high) / 2;
    if (arr[mid] > val)
      high = mid - 1;
    else if (arr[mid] < val)
      low = mid + 1;
    else
      return mid;
  }
  return -1;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<binary_search>:
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     1194 <binary_search+0x94>
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
jle    115d <binary_search+0x5d>
mov    -0x24(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    118f <binary_search+0x8f>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jge    117f <binary_search+0x7f>
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    118a <binary_search+0x8a>
mov    -0x24(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    119b <binary_search+0x9b>
jmp    118f <binary_search+0x8f>
jmp    111e <binary_search+0x1e>
movl   $0xffffffff,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<binary_search>:
mov    $0xffffffff,%eax
test   %esi,%esi
jle    1153 <binary_search+0x53>
add    $0xffffffff,%esi
xor    %r8d,%r8d
jmp    112c <binary_search+0x2c>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0xffffffff,%r10d
mov    %r10d,%esi
cmp    %esi,%r8d
jg     1153 <binary_search+0x53>
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     1120 <binary_search+0x20>
jge    1154 <binary_search+0x54>
add    $0x1,%r10d
mov    %r10d,%r8d
cmp    %esi,%r8d
jle    112c <binary_search+0x2c>
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 0, i32* %8
%11 = load i32, i32* %6
%12 = sub nsw i32 %11, 1
store i32 %12, i32* %9
br label %13
13: ; preds = %46, %3
%14 = load i32, i32* %8
%15 = load i32, i32* %9
%16 = icmp sle i32 %14, %15
br i1 %16, label %17, label %47
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 sgt i32 %26, %27
br i1 %28, label %29, label %32
29: ; preds = %17
%30 = load i32, i32* %10
%31 = sub nsw i32 %30, 1
store i32 %31, i32* %9
br label %46
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 slt i32 %37, %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* %8
br label %45
43: ; preds = %32
%44 = load i32, i32* %10
store i32 %44, i32* %4
br label %48
45: ; preds = %40
br label %46
46: ; preds = %45, %29
br label %13
47: ; preds = %13
store i32 -1, i32* %4
br label %48
48: ; preds = %47, %43
%49 = load i32, i32* %4
ret i32 %49
}

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