void binary_search(int item, int *a, int n, int *position) {
  int low, high, mid;
  low = 0;
  high = n - 1;
  while (low <= high) {
    mid = (low + high) / 2;
    if (item == *(a + mid)) {
      *position = mid;
      return;
    }
    if (item < *(a + mid))
      high = mid - 1;
    else
      low = mid + 1;
  }
  *position = -1;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<binary_search>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x28(%rbp),%eax
jg     1191 <binary_search+0x91>
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    -0x28(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
movslq -0x2c(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jne    1161 <binary_search+0x61>
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %ecx,(%rax)
jmp    119b <binary_search+0x9b>
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
movslq -0x2c(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jge    1183 <binary_search+0x83>
mov    -0x2c(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    118c <binary_search+0x8c>
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    1122 <binary_search+0x22>
mov    -0x20(%rbp),%rax
movl   $0xffffffff,(%rax)
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<binary_search>:
mov    $0xffffffff,%r8d
test   %edx,%edx
jle    1155 <binary_search+0x55>
add    $0xffffffff,%edx
xor    %r9d,%r9d
jmp    112c <binary_search+0x2c>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
add    $0x1,%r11d
mov    %r11d,%r9d
cmp    %edx,%r9d
jg     1155 <binary_search+0x55>
lea    (%r9,%rdx,1),%r10d
mov    %r10d,%r11d
shr    $0x1f,%r11d
add    %r10d,%r11d
sar    %r11d
movslq %r11d,%rax
mov    (%rsi,%rax,4),%eax
cmp    %edi,%eax
je     1159 <binary_search+0x59>
jle    1120 <binary_search+0x20>
add    $0xffffffff,%r11d
mov    %r11d,%edx
cmp    %edx,%r9d
jle    112c <binary_search+0x2c>
mov    %r8d,(%rcx)
ret
mov    %r11d,(%rcx)
ret

LLVM IR (-O0):
define void @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
%11 = alloca i32
store i32 %0, i32* %5
store i32* %1, i32** %6
store i32 %2, i32* %7
store i32* %3, i32** %8
store i32 0, i32* %9
%12 = load i32, i32* %7
%13 = sub nsw i32 %12, 1
store i32 %13, i32* %10
br label %14
14: ; preds = %47, %4
%15 = load i32, i32* %9
%16 = load i32, i32* %10
%17 = icmp sle i32 %15, %16
br i1 %17, label %18, label %48
18: ; preds = %14
%19 = load i32, i32* %9
%20 = load i32, i32* %10
%21 = add nsw i32 %19, %20
%22 = sdiv i32 %21, 2
store i32 %22, i32* %11
%23 = load i32, i32* %5
%24 = load i32*, i32** %6
%25 = load i32, i32* %11
%26 = sext i32 %25 to i64
%27 = getelementptr inbounds i32, i32* %24, i64 %26
%28 = load i32, i32* %27
%29 = icmp eq i32 %23, %28
br i1 %29, label %30, label %33
30: ; preds = %18
%31 = load i32, i32* %11
%32 = load i32*, i32** %8
store i32 %31, i32* %32
br label %50
33: ; preds = %18
%34 = load i32, i32* %5
%35 = load i32*, i32** %6
%36 = load i32, i32* %11
%37 = sext i32 %36 to i64
%38 = getelementptr inbounds i32, i32* %35, i64 %37
%39 = load i32, i32* %38
%40 = icmp slt i32 %34, %39
br i1 %40, label %41, label %44
41: ; preds = %33
%42 = load i32, i32* %11
%43 = sub nsw i32 %42, 1
store i32 %43, i32* %10
br label %47
44: ; preds = %33
%45 = load i32, i32* %11
%46 = add nsw i32 %45, 1
store i32 %46, i32* %9
br label %47
47: ; preds = %44, %41
br label %14
48: ; preds = %14
%49 = load i32*, i32** %8
store i32 -1, i32* %49
br label %50
50: ; preds = %48, %30
ret void
}

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