int binary_search(int *a, int find, int n) {
  int start = 0;
  int end = n - 1;
  int mid = n / 2;
  while (start <= end) {
    if (a[mid] == find) {
      return mid;
    }
    if (find < a[mid]) {
      end = mid - 1;
    } else {
      start = mid + 1;
    }
    mid = (start + end) / 2;
  }
  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    -0x18(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x20(%rbp),%eax
jg     1198 <binary_search+0x98>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jne    1157 <binary_search+0x57>
mov    -0x24(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    119f <binary_search+0x9f>
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
movslq -0x24(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jge    1179 <binary_search+0x79>
mov    -0x24(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    1182 <binary_search+0x82>
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    -0x20(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    112c <binary_search+0x2c>
movl   $0xffffffff,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<binary_search>:
mov    $0xffffffff,%eax
test   %edx,%edx
jle    114c <binary_search+0x4c>
lea    -0x1(%rdx),%r9d
xor    %r8d,%r8d
jmp    112f <binary_search+0x2f>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
add    $0x1,%ecx
mov    %ecx,%r8d
lea    (%r8,%r9,1),%edx
cmp    %r9d,%r8d
jg     114c <binary_search+0x4c>
mov    %edx,%ecx
shr    $0x1f,%ecx
add    %edx,%ecx
sar    %ecx
movslq %ecx,%rdx
mov    (%rdi,%rdx,4),%edx
cmp    %esi,%edx
je     114d <binary_search+0x4d>
jle    1120 <binary_search+0x20>
add    $0xffffffff,%ecx
mov    %ecx,%r9d
jmp    1126 <binary_search+0x26>
ret
mov    %ecx,%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* %7
%12 = sub nsw i32 %11, 1
store i32 %12, i32* %9
%13 = load i32, i32* %7
%14 = sdiv i32 %13, 2
store i32 %14, i32* %10
br label %15
15: ; preds = %43, %3
%16 = load i32, i32* %8
%17 = load i32, i32* %9
%18 = icmp sle i32 %16, %17
br i1 %18, label %19, label %48
19: ; preds = %15
%20 = load i32*, i32** %5
%21 = load i32, i32* %10
%22 = sext i32 %21 to i64
%23 = getelementptr inbounds i32, i32* %20, i64 %22
%24 = load i32, i32* %23
%25 = load i32, i32* %6
%26 = icmp eq i32 %24, %25
br i1 %26, label %27, label %29
27: ; preds = %19
%28 = load i32, i32* %10
store i32 %28, i32* %4
br label %49
29: ; preds = %19
%30 = load i32, i32* %6
%31 = load i32*, i32** %5
%32 = load i32, i32* %10
%33 = sext i32 %32 to i64
%34 = getelementptr inbounds i32, i32* %31, i64 %33
%35 = load i32, i32* %34
%36 = icmp slt i32 %30, %35
br i1 %36, label %37, label %40
37: ; preds = %29
%38 = load i32, i32* %10
%39 = sub nsw i32 %38, 1
store i32 %39, i32* %9
br label %43
40: ; preds = %29
%41 = load i32, i32* %10
%42 = add nsw i32 %41, 1
store i32 %42, i32* %8
br label %43
43: ; preds = %40, %37
%44 = load i32, i32* %8
%45 = load i32, i32* %9
%46 = add nsw i32 %44, %45
%47 = sdiv i32 %46, 2
store i32 %47, i32* %10
br label %15
48: ; preds = %15
store i32 -1, i32* %4
br label %49
49: ; preds = %48, %27
%50 = load i32, i32* %4
ret i32 %50
}

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