unsigned long long binary_search(unsigned long long *array,
                                 unsigned long long min, unsigned long long max,
                                 unsigned long long value) {
  double mid_pos =
      min + (max - min) * ((value - array[min]) / (array[max] - array[min]));
  if (value == array[(unsigned long long)mid_pos]) {
    return (unsigned long long)mid_pos;
  }
  if (min >= max) {
    return -1;
  } else {
    if (array[(unsigned long long)mid_pos] > value) {
      return binary_search(array, min, (unsigned long long)mid_pos - 1, value);
    } else {
      return binary_search(array, (unsigned long long)mid_pos + 1, max, value);
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<binary_search>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x40,%rsp
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
mov    %rsi,-0x18(%rbp)
mov    %rdx,-0x20(%rbp)
mov    %rcx,-0x28(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rdx
mov    %rdx,-0x38(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rdi
mov    %rdi,%rcx
sub    %rdx,%rcx
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    -0x10(%rbp),%rsi
mov    (%rsi,%rdx,8),%rdx
sub    %rdx,%rax
mov    (%rsi,%rdi,8),%rsi
sub    %rdx,%rsi
xor    %edx,%edx
div    %rsi
mov    %rax,%rdx
mov    -0x38(%rbp),%rax
imul   %rdx,%rcx
add    %rcx,%rax
movq   %rax,%xmm0
movaps 0xe91(%rip),%xmm1
punpckldq %xmm1,%xmm0
movapd 0xe95(%rip),%xmm1
subpd  %xmm1,%xmm0
movaps %xmm0,%xmm1
unpckhpd %xmm0,%xmm0
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x30(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
movsd  -0x30(%rbp),%xmm0
movsd  0xe7c(%rip),%xmm2
movaps %xmm0,%xmm1
subsd  %xmm2,%xmm1
cvttsd2si %xmm1,%rsi
cvttsd2si %xmm0,%rdx
mov    %rdx,%rdi
sar    $0x3f,%rdi
and    %rdi,%rsi
or     %rsi,%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,8),%rax
jne    1200 <binary_search+0xf0>
movsd  -0x30(%rbp),%xmm0
movsd  0xe47(%rip),%xmm2
movaps %xmm0,%xmm1
subsd  %xmm2,%xmm1
cvttsd2si %xmm1,%rcx
cvttsd2si %xmm0,%rax
mov    %rax,%rdx
sar    $0x3f,%rdx
and    %rdx,%rcx
or     %rcx,%rax
mov    %rax,-0x8(%rbp)
jmp    12e5 <binary_search+0x1d5>
mov    -0x18(%rbp),%rax
cmp    -0x20(%rbp),%rax
jb     121b <binary_search+0x10b>
movq   $0xffffffffffffffff,-0x8(%rbp)
ff
jmp    12e5 <binary_search+0x1d5>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movsd  -0x30(%rbp),%xmm0
movsd  0xdf4(%rip),%xmm2
movaps %xmm0,%xmm1
subsd  %xmm2,%xmm1
cvttsd2si %xmm1,%rdx
cvttsd2si %xmm0,%rcx
mov    %rcx,%rsi
sar    $0x3f,%rsi
and    %rsi,%rdx
or     %rdx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
cmp    -0x28(%rbp),%rax
jbe    12a1 <binary_search+0x191>
mov    -0x10(%rbp),%rdi
mov    -0x18(%rbp),%rsi
movsd  -0x30(%rbp),%xmm0
movsd  0xdb3(%rip),%xmm2
movaps %xmm0,%xmm1
subsd  %xmm2,%xmm1
cvttsd2si %xmm1,%rax
cvttsd2si %xmm0,%rdx
mov    %rdx,%rcx
sar    $0x3f,%rcx
and    %rcx,%rax
or     %rax,%rdx
sub    $0x1,%rdx
mov    -0x28(%rbp),%rcx
call   1030 <binary_search@plt>
mov    %rax,-0x8(%rbp)
jmp    12e5 <binary_search+0x1d5>
mov    -0x10(%rbp),%rdi
movsd  -0x30(%rbp),%xmm0
movsd  0xd6e(%rip),%xmm2
movaps %xmm0,%xmm1
subsd  %xmm2,%xmm1
cvttsd2si %xmm1,%rax
cvttsd2si %xmm0,%rsi
mov    %rsi,%rcx
sar    $0x3f,%rcx
and    %rcx,%rax
or     %rax,%rsi
add    $0x1,%rsi
mov    -0x20(%rbp),%rdx
mov    -0x28(%rbp),%rcx
call   1030 <binary_search@plt>
mov    %rax,-0x8(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
add    $0x40,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<binary_search>:
push   %rbx
mov    %rdx,%r8
mov    (%rdi,%rsi,8),%r10
mov    %rcx,%r9
sub    %r10,%r9
mov    %rdx,%r11
sub    %rsi,%r11
mov    (%rdi,%rdx,8),%rbx
sub    %r10,%rbx
mov    %r9,%rax
or     %rbx,%rax
shr    $0x20,%rax
je     1131 <binary_search+0x31>
mov    %r9,%rax
xor    %edx,%edx
div    %rbx
jmp    1138 <binary_search+0x38>
mov    %r9d,%eax
xor    %edx,%edx
div    %ebx
imul   %r11,%rax
add    %rsi,%rax
movq   %rax,%xmm0
punpckldq 0xeb4(%rip),%xmm0
subpd  0xebc(%rip),%xmm0
movapd %xmm0,%xmm1
unpckhpd %xmm0,%xmm1
addsd  %xmm0,%xmm1
cvttsd2si %xmm1,%rbx
mov    %rbx,%rdx
sar    $0x3f,%rdx
subsd  0xeac(%rip),%xmm1
cvttsd2si %xmm1,%rax
and    %rdx,%rax
or     %rbx,%rax
mov    (%rdi,%rax,8),%rdx
cmp    %rcx,%rdx
jne    118a <binary_search+0x8a>
pop    %rbx
ret
movdqa 0xe6e(%rip),%xmm0
movapd 0xe76(%rip),%xmm1
movsd  0xe7e(%rip),%xmm2
jmp    11fc <binary_search+0xfc>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
mov    %r9,%rax
xor    %edx,%edx
div    %rbx
imul   %r11,%rax
add    %rsi,%rax
movq   %rax,%xmm3
punpckldq %xmm0,%xmm3
subpd  %xmm1,%xmm3
movapd %xmm3,%xmm4
unpckhpd %xmm3,%xmm4
addsd  %xmm3,%xmm4
cvttsd2si %xmm4,%rbx
mov    %rbx,%rdx
sar    $0x3f,%rdx
subsd  %xmm2,%xmm4
cvttsd2si %xmm4,%rax
and    %rdx,%rax
or     %rbx,%rax
mov    (%rdi,%rax,8),%rdx
cmp    %rcx,%rdx
je     1188 <binary_search+0x88>
cmp    %rsi,%r8
jbe    124b <binary_search+0x14b>
cmp    %rcx,%rdx
jbe    122d <binary_search+0x12d>
lea    -0x1(%rax),%r8
mov    %r8,%r11
sub    %rsi,%r11
mov    -0x8(%rdi,%rax,8),%rbx
sub    %r10,%rbx
mov    %r9,%rax
or     %rbx,%rax
shr    $0x20,%rax
jne    11b0 <binary_search+0xb0>
mov    %r9d,%eax
xor    %edx,%edx
div    %ebx
jmp    11b8 <binary_search+0xb8>
mov    0x8(%rdi,%rax,8),%r10
mov    %rax,%rsi
add    $0x1,%rsi
mov    %rcx,%r9
sub    %r10,%r9
mov    %r8,%r11
sub    %rsi,%r11
mov    (%rdi,%r8,8),%rbx
jmp    1215 <binary_search+0x115>
mov    $0xffffffffffffffff,%rax
pop    %rbx
ret

LLVM IR (-O0):
define i64 @binary_search(i64* %0, i64 %1, i64 %2, i64 %3) {
%5 = alloca i64
%6 = alloca i64*
%7 = alloca i64
%8 = alloca i64
%9 = alloca i64
%10 = alloca double
store i64* %0, i64** %6
store i64 %1, i64* %7
store i64 %2, i64* %8
store i64 %3, i64* %9
%11 = load i64, i64* %7
%12 = load i64, i64* %8
%13 = load i64, i64* %7
%14 = sub i64 %12, %13
%15 = load i64, i64* %9
%16 = load i64*, i64** %6
%17 = load i64, i64* %7
%18 = getelementptr inbounds i64, i64* %16, i64 %17
%19 = load i64, i64* %18
%20 = sub i64 %15, %19
%21 = load i64*, i64** %6
%22 = load i64, i64* %8
%23 = getelementptr inbounds i64, i64* %21, i64 %22
%24 = load i64, i64* %23
%25 = load i64*, i64** %6
%26 = load i64, i64* %7
%27 = getelementptr inbounds i64, i64* %25, i64 %26
%28 = load i64, i64* %27
%29 = sub i64 %24, %28
%30 = udiv i64 %20, %29
%31 = mul i64 %14, %30
%32 = add i64 %11, %31
%33 = uitofp i64 %32 to double
store double %33, double* %10
%34 = load i64, i64* %9
%35 = load i64*, i64** %6
%36 = load double, double* %10
%37 = fptoui double %36 to i64
%38 = getelementptr inbounds i64, i64* %35, i64 %37
%39 = load i64, i64* %38
%40 = icmp eq i64 %34, %39
br i1 %40, label %41, label %44
41: ; preds = %4
%42 = load double, double* %10
%43 = fptoui double %42 to i64
store i64 %43, i64* %5
br label %73
44: ; preds = %4
%45 = load i64, i64* %7
%46 = load i64, i64* %8
%47 = icmp uge i64 %45, %46
br i1 %47, label %48, label %49
48: ; preds = %44
store i64 -1, i64* %5
br label %73
49: ; preds = %44
%50 = load i64*, i64** %6
%51 = load double, double* %10
%52 = fptoui double %51 to i64
%53 = getelementptr inbounds i64, i64* %50, i64 %52
%54 = load i64, i64* %53
%55 = load i64, i64* %9
%56 = icmp ugt i64 %54, %55
br i1 %56, label %57, label %65
57: ; preds = %49
%58 = load i64*, i64** %6
%59 = load i64, i64* %7
%60 = load double, double* %10
%61 = fptoui double %60 to i64
%62 = sub i64 %61, 1
%63 = load i64, i64* %9
%64 = call i64 @binary_search(i64* %58, i64 %59, i64 %62, i64 %63)
store i64 %64, i64* %5
br label %73
65: ; preds = %49
%66 = load i64*, i64** %6
%67 = load double, double* %10
%68 = fptoui double %67 to i64
%69 = add i64 %68, 1
%70 = load i64, i64* %8
%71 = load i64, i64* %9
%72 = call i64 @binary_search(i64* %66, i64 %69, i64 %70, i64 %71)
store i64 %72, i64* %5
br label %73
73: ; preds = %65, %57, %48, %41
%74 = load i64, i64* %5
ret i64 %74
}

LLVM IR (-O2):
define i64 @binary_search(i64* %0, i64 %1, i64 %2, i64 %3) {
%5 = getelementptr inbounds i64, i64* %0, i64 %1
%6 = load i64, i64* %5
%7 = sub i64 %3, %6
%8 = sub i64 %2, %1
%9 = getelementptr inbounds i64, i64* %0, i64 %2
%10 = load i64, i64* %9
%11 = sub i64 %10, %6
%12 = udiv i64 %7, %11
%13 = mul i64 %12, %8
%14 = add i64 %13, %1
%15 = uitofp i64 %14 to double
%16 = fptoui double %15 to i64
%17 = getelementptr inbounds i64, i64* %0, i64 %16
%18 = load i64, i64* %17
%19 = icmp eq i64 %18, %3
br i1 %19, label %65, label %20
20: ; preds = %4, %48
%21 = phi i64 [ %63, %48 ], [ %18, %4 ]
%22 = phi i64 [ %61, %48 ], [ %16, %4 ]
%23 = phi i64 [ %52, %48 ], [ %7, %4 ]
%24 = phi i64 [ %51, %48 ], [ %6, %4 ]
%25 = phi i64 [ %30, %48 ], [ %2, %4 ]
%26 = phi i64 [ %49, %48 ], [ %1, %4 ]
br label %27
27: ; preds = %20, %34
%28 = phi i64 [ %21, %20 ], [ %46, %34 ]
%29 = phi i64 [ %22, %20 ], [ %44, %34 ]
%30 = phi i64 [ %25, %20 ], [ %35, %34 ]
%31 = icmp ugt i64 %30, %26
br i1 %31, label %32, label %65
32: ; preds = %27
%33 = icmp ugt i64 %28, %3
br i1 %33, label %34, label %48
34: ; preds = %32
%35 = add i64 %29, -1
%36 = sub i64 %35, %26
%37 = getelementptr inbounds i64, i64* %0, i64 %35
%38 = load i64, i64* %37
%39 = sub i64 %38, %24
%40 = udiv i64 %23, %39
%41 = mul i64 %40, %36
%42 = add i64 %41, %26
%43 = uitofp i64 %42 to double
%44 = fptoui double %43 to i64
%45 = getelementptr inbounds i64, i64* %0, i64 %44
%46 = load i64, i64* %45
%47 = icmp eq i64 %46, %3
br i1 %47, label %65, label %27
48: ; preds = %32
%49 = add i64 %29, 1
%50 = getelementptr inbounds i64, i64* %0, i64 %49
%51 = load i64, i64* %50
%52 = sub i64 %3, %51
%53 = sub i64 %30, %49
%54 = getelementptr inbounds i64, i64* %0, i64 %30
%55 = load i64, i64* %54
%56 = sub i64 %55, %51
%57 = udiv i64 %52, %56
%58 = mul i64 %57, %53
%59 = add i64 %58, %49
%60 = uitofp i64 %59 to double
%61 = fptoui double %60 to i64
%62 = getelementptr inbounds i64, i64* %0, i64 %61
%63 = load i64, i64* %62
%64 = icmp eq i64 %63, %3
br i1 %64, label %65, label %20
65: ; preds = %48, %34, %27, %4
%66 = phi i64 [ %16, %4 ], [ -1, %27 ], [ %44, %34 ], [ %61, %48 ]
ret i64 %66
}