#define NULL ((void *)0)
typedef unsigned long size_t; // Customize by platform.
typedef long intptr_t;
typedef unsigned long uintptr_t;
typedef long scalar_t__; // Either arithmetic or pointer type.
/* By default, we understand bool (as a convenience). */
typedef int bool;
#define false 0
#define true 1

/* Forward declarations */

/* Type definitions */

/* Variables and functions */
int /*<<< orphan*/ printf(char *, int, ...);
void shellsort(int v[], int n) {
  int gap, i, f, temp;
  for (gap = n / 2; gap > 0; gap /= 2) {
    printf("gap: %d\n", gap);
    for (i = gap; i < n; i++) {
      printf("intermediate: %d\n", i);
      for (f = i - gap; f >= 0 && v[f] > v[f + gap]; f -= gap) {
        printf("final: %d\n", f);
        printf("Switching %d from %d with %d from %d\n", v[f], f, v[f + gap],
               f + gap);
        temp = v[f];
        v[f] = v[f + gap];
        v[f + gap] = temp;
      }
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<shellsort>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x20,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x10(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x10(%rbp)
jle    1270 <shellsort+0x160>
mov    -0x10(%rbp),%esi
lea    0xebf(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <printf@plt>
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    1258 <shellsort+0x148>
mov    -0x14(%rbp),%esi
lea    0xea5(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <printf@plt>
mov    -0x14(%rbp),%eax
sub    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
xor    %eax,%eax
cmpl   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    %al,-0x1d(%rbp)
jl     11a4 <shellsort+0x94>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
mov    -0x18(%rbp),%edx
add    -0x10(%rbp),%edx
movslq %edx,%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
setg   %al
mov    %al,-0x1d(%rbp)
mov    -0x1d(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    11b4 <shellsort+0xa4>
jmp    1245 <shellsort+0x135>
mov    -0x18(%rbp),%esi
lea    0xe5d(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <printf@plt>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%esi
mov    -0x18(%rbp),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
add    -0x10(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%ecx
mov    -0x18(%rbp),%r8d
add    -0x10(%rbp),%r8d
lea    0xe34(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <printf@plt>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
add    -0x10(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x1c(%rbp),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
add    -0x10(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x10(%rbp),%ecx
mov    -0x18(%rbp),%eax
sub    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    1174 <shellsort+0x64>
jmp    124a <shellsort+0x13a>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    114e <shellsort+0x3e>
jmp    125d <shellsort+0x14d>
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    112d <shellsort+0x1d>
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<shellsort>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    %esi,(%rsp)
cmp    $0x2,%esi
jl     1207 <shellsort+0xf7>
mov    %rdi,%rbx
lea    0xef5(%rip),%rbp
mov    (%rsp),%eax
mov    %eax,%r14d
jmp    114b <shellsort+0x3b>
nopl   0x0(%rax)
cmpl   $0x4,0x4(%rsp)
jl     1207 <shellsort+0xf7>
mov    %r14d,%eax
shr    $0x1f,%r14d
mov    %eax,0x4(%rsp)
add    %eax,%r14d
sar    %r14d
lea    0xe9d(%rip),%rdi
mov    %r14d,%esi
xor    %eax,%eax
call   1030 <printf@plt>
cmp    (%rsp),%r14d
jge    1140 <shellsort+0x30>
mov    %r14d,%r15d
jmp    118a <shellsort+0x7a>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%r15d
cmp    (%rsp),%r15d
je     1140 <shellsort+0x30>
lea    0xe78(%rip),%rdi
mov    %r15d,%esi
xor    %eax,%eax
call   1030 <printf@plt>
mov    %r15d,%r12d
sub    %r14d,%r12d
js     1180 <shellsort+0x70>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
lea    (%r14,%r12,1),%eax
mov    %r12d,%r12d
mov    (%rbx,%r12,4),%ecx
movslq %eax,%r13
cmp    (%rbx,%r13,4),%ecx
jle    1180 <shellsort+0x70>
lea    0xe50(%rip),%rdi
mov    %r12d,%esi
xor    %eax,%eax
call   1030 <printf@plt>
mov    (%rbx,%r12,4),%esi
mov    (%rbx,%r13,4),%ecx
mov    %rbp,%rdi
mov    %r12d,%edx
mov    %r13d,%r8d
xor    %eax,%eax
call   1030 <printf@plt>
mov    (%rbx,%r12,4),%eax
mov    (%rbx,%r13,4),%ecx
mov    %ecx,(%rbx,%r12,4)
mov    %eax,(%rbx,%r13,4)
sub    %r14d,%r12d
jns    11b0 <shellsort+0xa0>
jmp    1180 <shellsort+0x70>
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
@.str = [9 x i8] c"gap: %d\0A\00"
@.str.1 = [18 x i8] c"intermediate: %d\0A\00"
@.str.2 = [11 x i8] c"final: %d\0A\00"
@.str.3 = [38 x i8] c"Switching %d from %d with %d from %d\0A\00"
define void @shellsort(i32* %0, i32 %1) {
%3 = alloca i32*
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
store i32* %0, i32** %3
store i32 %1, i32* %4
%9 = load i32, i32* %4
%10 = sdiv i32 %9, 2
store i32 %10, i32* %5
br label %11
11: ; preds = %99, %2
%12 = load i32, i32* %5
%13 = icmp sgt i32 %12, 0
br i1 %13, label %14, label %102
14: ; preds = %11
%15 = load i32, i32* %5
%16 = call i32 (i8*, i32, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([9 x i8], [9 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32 %15)
%17 = load i32, i32* %5
store i32 %17, i32* %6
br label %18
18: ; preds = %95, %14
%19 = load i32, i32* %6
%20 = load i32, i32* %4
%21 = icmp slt i32 %19, %20
br i1 %21, label %22, label %98
22: ; preds = %18
%23 = load i32, i32* %6
%24 = call i32 (i8*, i32, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([18 x i8], [18 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), i32 %23)
%25 = load i32, i32* %6
%26 = load i32, i32* %5
%27 = sub nsw i32 %25, %26
store i32 %27, i32* %7
br label %28
28: ; preds = %90, %22
%29 = load i32, i32* %7
%30 = icmp sge i32 %29, 0
br i1 %30, label %31, label %45
31: ; preds = %28
%32 = load i32*, i32** %3
%33 = load i32, i32* %7
%34 = sext i32 %33 to i64
%35 = getelementptr inbounds i32, i32* %32, i64 %34
%36 = load i32, i32* %35
%37 = load i32*, i32** %3
%38 = load i32, i32* %7
%39 = load i32, i32* %5
%40 = add nsw i32 %38, %39
%41 = sext i32 %40 to i64
%42 = getelementptr inbounds i32, i32* %37, i64 %41
%43 = load i32, i32* %42
%44 = icmp sgt i32 %36, %43
br label %45
45: ; preds = %31, %28
%46 = phi i1 [ false, %28 ], [ %44, %31 ]
br i1 %46, label %47, label %94
47: ; preds = %45
%48 = load i32, i32* %7
%49 = call i32 (i8*, i32, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([11 x i8], [11 x i8]* @.str.2, i64 0, i64 0), i32 %48)
%50 = load i32*, i32** %3
%51 = load i32, i32* %7
%52 = sext i32 %51 to i64
%53 = getelementptr inbounds i32, i32* %50, i64 %52
%54 = load i32, i32* %53
%55 = load i32, i32* %7
%56 = load i32*, i32** %3
%57 = load i32, i32* %7
%58 = load i32, i32* %5
%59 = add nsw i32 %57, %58
%60 = sext i32 %59 to i64
%61 = getelementptr inbounds i32, i32* %56, i64 %60
%62 = load i32, i32* %61
%63 = load i32, i32* %7
%64 = load i32, i32* %5
%65 = add nsw i32 %63, %64
%66 = call i32 (i8*, i32, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([38 x i8], [38 x i8]* @.str.3, i64 0, i64 0), i32 %54, i32 %55, i32 %62, i32 %65)
%67 = load i32*, i32** %3
%68 = load i32, i32* %7
%69 = sext i32 %68 to i64
%70 = getelementptr inbounds i32, i32* %67, i64 %69
%71 = load i32, i32* %70
store i32 %71, i32* %8
%72 = load i32*, i32** %3
%73 = load i32, i32* %7
%74 = load i32, i32* %5
%75 = add nsw i32 %73, %74
%76 = sext i32 %75 to i64
%77 = getelementptr inbounds i32, i32* %72, i64 %76
%78 = load i32, i32* %77
%79 = load i32*, i32** %3
%80 = load i32, i32* %7
%81 = sext i32 %80 to i64
%82 = getelementptr inbounds i32, i32* %79, i64 %81
store i32 %78, i32* %82
%83 = load i32, i32* %8
%84 = load i32*, i32** %3
%85 = load i32, i32* %7
%86 = load i32, i32* %5
%87 = add nsw i32 %85, %86
%88 = sext i32 %87 to i64
%89 = getelementptr inbounds i32, i32* %84, i64 %88
store i32 %83, i32* %89
br label %90
90: ; preds = %47
%91 = load i32, i32* %5
%92 = load i32, i32* %7
%93 = sub nsw i32 %92, %91
store i32 %93, i32* %7
br label %28
94: ; preds = %45
br label %95
95: ; preds = %94
%96 = load i32, i32* %6
%97 = add nsw i32 %96, 1
store i32 %97, i32* %6
br label %18
98: ; preds = %18
br label %99
99: ; preds = %98
%100 = load i32, i32* %5
%101 = sdiv i32 %100, 2
store i32 %101, i32* %5
br label %11
102: ; preds = %11
ret void
}

LLVM IR (-O2):
@.str = [9 x i8] c"gap: %d\0A\00"
@.str.1 = [18 x i8] c"intermediate: %d\0A\00"
@.str.2 = [11 x i8] c"final: %d\0A\00"
@.str.3 = [38 x i8] c"Switching %d from %d with %d from %d\0A\00"
define void @shellsort(i32* nocapture %0, i32 %1) {
%3 = icmp sgt i32 %1, 1
br i1 %3, label %6, label %38
4: ; preds = %35, %6
%5 = icmp sgt i32 %7, 3
br i1 %5, label %6, label %38
6: ; preds = %2, %4
%7 = phi i32 [ %8, %4 ], [ %1, %2 ]
%8 = sdiv i32 %7, 2
%9 = tail call i32 (i8*, i32, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([9 x i8], [9 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32 %8)
%10 = icmp slt i32 %8, %1
br i1 %10, label %11, label %4
11: ; preds = %6, %35
%12 = phi i32 [ %36, %35 ], [ %8, %6 ]
%13 = tail call i32 (i8*, i32, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([18 x i8], [18 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), i32 %12)
%14 = sub nsw i32 %12, %8
%15 = icmp sgt i32 %14, -1
br i1 %15, label %16, label %35
16: ; preds = %11, %26
%17 = phi i32 [ %33, %26 ], [ %14, %11 ]
%18 = phi i32 [ %17, %26 ], [ %12, %11 ]
%19 = zext i32 %17 to i64
%20 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %19
%21 = load i32, i32* %20
%22 = sext i32 %18 to i64
%23 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %22
%24 = load i32, i32* %23
%25 = icmp sgt i32 %21, %24
br i1 %25, label %26, label %35
26: ; preds = %16
%27 = tail call i32 (i8*, i32, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([11 x i8], [11 x i8]* @.str.2, i64 0, i64 0), i32 %17)
%28 = load i32, i32* %20
%29 = load i32, i32* %23
%30 = tail call i32 (i8*, i32, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([38 x i8], [38 x i8]* @.str.3, i64 0, i64 0), i32 %28, i32 %17, i32 %29, i32 %18)
%31 = load i32, i32* %20
%32 = load i32, i32* %23
store i32 %32, i32* %20
store i32 %31, i32* %23
%33 = sub nsw i32 %17, %8
%34 = icmp sgt i32 %33, -1
br i1 %34, label %16, label %35
35: ; preds = %26, %16, %11
%36 = add i32 %12, 1
%37 = icmp eq i32 %36, %1
br i1 %37, label %4, label %11
38: ; preds = %4, %2
ret void
}