int binary_search(void *arr, int unit_size, int start, int end, void *key,
                  int (*compare)(void *one, void *two)) {
  int mid;
  while (start <= end) {
    mid = start + (end - start) / 2;
    int cmp = compare(arr + mid * unit_size, key);
    if (cmp < 0)
      start = mid + 1;
    else if (cmp > 0)
      end = mid - 1;
    else
      return mid;
  }
  return -1;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<binary_search>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x40,%rsp
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
mov    %esi,-0x14(%rbp)
mov    %edx,-0x18(%rbp)
mov    %ecx,-0x1c(%rbp)
mov    %r8,-0x28(%rbp)
mov    %r9,-0x30(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jg     11aa <binary_search+0xaa>
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
sub    -0x18(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%ecx
mov    -0x3c(%rbp),%eax
add    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    -0x10(%rbp),%rdi
mov    -0x34(%rbp),%ecx
imul   -0x14(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
add    %rcx,%rdi
mov    -0x28(%rbp),%rsi
call   *%rax
mov    %eax,-0x38(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x38(%rbp)
jge    117d <binary_search+0x7d>
mov    -0x34(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    11a5 <binary_search+0xa5>
cmpl   $0x0,-0x38(%rbp)
jle    1195 <binary_search+0x95>
mov    -0x34(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    11a0 <binary_search+0xa0>
mov    -0x34(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    11b1 <binary_search+0xb1>
jmp    11a5 <binary_search+0xa5>
jmp    111d <binary_search+0x1d>
movl   $0xffffffff,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x40,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<binary_search>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    %ecx,%ebp
cmp    %edx,%ecx
jge    1118 <binary_search+0x18>
mov    $0xffffffff,%eax
jmp    1189 <binary_search+0x89>
mov    %edx,%ebx
mov    %rdi,%rcx
mov    %esi,0x4(%rsp)
jmp    1148 <binary_search+0x48>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
add    $0x1,%r14d
mov    %r14d,%ebx
mov    %r12,%r9
mov    %r13,%r8
mov    0x4(%rsp),%esi
mov    %r15,%rcx
cmp    %ebx,%ebp
jl     1111 <binary_search+0x11>
mov    %ebp,%eax
sub    %ebx,%eax
mov    %eax,%r14d
shr    $0x1f,%r14d
add    %eax,%r14d
sar    %r14d
add    %ebx,%r14d
mov    %r14d,%eax
imul   %esi,%eax
movslq %eax,%rdi
mov    %rcx,%r15
add    %rcx,%rdi
mov    %r8,%r13
mov    %r8,%rsi
mov    %r9,%r12
call   *%r9
test   %eax,%eax
js     1130 <binary_search+0x30>
je     1186 <binary_search+0x86>
add    $0xffffffff,%r14d
mov    %r14d,%ebp
jmp    1137 <binary_search+0x37>
mov    %r14d,%eax
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @binary_search(i8* %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3, i8* %4, i32 (i8*, i8*)* %5) {
%7 = alloca i32
%8 = alloca i8*
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
%12 = alloca i8*
%13 = alloca i32 (i8*, i8*)*
%14 = alloca i32
%15 = alloca i32
store i8* %0, i8** %8
store i32 %1, i32* %9
store i32 %2, i32* %10
store i32 %3, i32* %11
store i8* %4, i8** %12
store i32 (i8*, i8*)* %5, i32 (i8*, i8*)** %13
br label %16
16: ; preds = %50, %6
%17 = load i32, i32* %10
%18 = load i32, i32* %11
%19 = icmp sle i32 %17, %18
br i1 %19, label %20, label %51
20: ; preds = %16
%21 = load i32, i32* %10
%22 = load i32, i32* %11
%23 = load i32, i32* %10
%24 = sub nsw i32 %22, %23
%25 = sdiv i32 %24, 2
%26 = add nsw i32 %21, %25
store i32 %26, i32* %14
%27 = load i32 (i8*, i8*)*, i32 (i8*, i8*)** %13
%28 = load i8*, i8** %8
%29 = load i32, i32* %14
%30 = load i32, i32* %9
%31 = mul nsw i32 %29, %30
%32 = sext i32 %31 to i64
%33 = getelementptr i8, i8* %28, i64 %32
%34 = load i8*, i8** %12
%35 = call i32 %27(i8* %33, i8* %34)
store i32 %35, i32* %15
%36 = load i32, i32* %15
%37 = icmp slt i32 %36, 0
br i1 %37, label %38, label %41
38: ; preds = %20
%39 = load i32, i32* %14
%40 = add nsw i32 %39, 1
store i32 %40, i32* %10
br label %50
41: ; preds = %20
%42 = load i32, i32* %15
%43 = icmp sgt i32 %42, 0
br i1 %43, label %44, label %47
44: ; preds = %41
%45 = load i32, i32* %14
%46 = sub nsw i32 %45, 1
store i32 %46, i32* %11
br label %49
47: ; preds = %41
%48 = load i32, i32* %14
store i32 %48, i32* %7
br label %52
49: ; preds = %44
br label %50
50: ; preds = %49, %38
br label %16
51: ; preds = %16
store i32 -1, i32* %7
br label %52
52: ; preds = %51, %47
%53 = load i32, i32* %7
ret i32 %53
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @binary_search(i8* %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3, i8* %4, i32 (i8*, i8*)* nocapture %5) {
%7 = icmp slt i32 %3, %2
br i1 %7, label %29, label %8
8: ; preds = %6, %25
%9 = phi i32 [ %27, %25 ], [ %2, %6 ]
%10 = phi i32 [ %26, %25 ], [ %3, %6 ]
%11 = sub nsw i32 %10, %9
%12 = sdiv i32 %11, 2
%13 = add nsw i32 %12, %9
%14 = mul nsw i32 %13, %1
%15 = sext i32 %14 to i64
%16 = getelementptr i8, i8* %0, i64 %15
%17 = tail call i32 %5(i8* %16, i8* %4)
%18 = icmp slt i32 %17, 0
br i1 %18, label %19, label %21
19: ; preds = %8
%20 = add nsw i32 %13, 1
br label %25
21: ; preds = %8
%22 = icmp eq i32 %17, 0
br i1 %22, label %29, label %23
23: ; preds = %21
%24 = add nsw i32 %13, -1
br label %25
25: ; preds = %19, %23
%26 = phi i32 [ %10, %19 ], [ %24, %23 ]
%27 = phi i32 [ %20, %19 ], [ %9, %23 ]
%28 = icmp slt i32 %26, %27
br i1 %28, label %29, label %8
29: ; preds = %25, %21, %6
%30 = phi i32 [ -1, %6 ], [ %13, %21 ], [ -1, %25 ]
ret i32 %30
}