#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*/ exchange(int *, int, int);
void shell_sort(int *array, int length) {
  int h = 1;
  while (h < length / 3) {
    h = 3 * h + 1;
  }
  while (h >= 1) {
    for (int i = h; i < length; i++) {
      for (int j = i; j >= h && array[j] < array[j - h]; j -= h) {
        exchange(array, j, j - h);
      }
    }
    h = h / 3;
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<shell_sort>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x20,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
movl   $0x1,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    $0x3,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%ecx
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    %ecx,%eax
jge    1153 <shell_sort+0x43>
imul   $0x3,-0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    1126 <shell_sort+0x16>
jmp    1158 <shell_sort+0x48>
cmpl   $0x1,-0x10(%rbp)
jl     1204 <shell_sort+0xf4>
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    11f1 <shell_sort+0xe1>
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x10(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x1d(%rbp)
jl     11ac <shell_sort+0x9c>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
mov    -0x18(%rbp),%edx
sub    -0x10(%rbp),%edx
movslq %edx,%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
setl   %al
mov    %al,-0x1d(%rbp)
mov    -0x1d(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    11bc <shell_sort+0xac>
jmp    11de <shell_sort+0xce>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x18(%rbp),%esi
mov    -0x18(%rbp),%edx
sub    -0x10(%rbp),%edx
call   1030 <exchange@plt>
mov    -0x10(%rbp),%ecx
mov    -0x18(%rbp),%eax
sub    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    117a <shell_sort+0x6a>
jmp    11e3 <shell_sort+0xd3>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1168 <shell_sort+0x58>
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    $0x3,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    1158 <shell_sort+0x48>
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<shell_sort>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    %esi,%r14d
mov    %rdi,%rbx
mov    $0x1,%r15d
cmp    $0x6,%esi
jl     11a0 <shell_sort+0x90>
movslq %r14d,%rax
imul   $0x55555556,%rax,%rax
mov    %rax,%rcx
shr    $0x3f,%rcx
shr    $0x20,%rax
add    %ecx,%eax
mov    $0x1,%r15d
nopl   0x0(%rax)
mov    %r15d,%ecx
lea    (%rcx,%rcx,2),%r15d
add    $0x1,%r15d
cmp    %eax,%r15d
jl     1150 <shell_sort+0x40>
test   %ecx,%ecx
jns    11a0 <shell_sort+0x90>
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
movslq %r15d,%rax
imul   $0x55555556,%rax,%rax
mov    %rax,%rcx
shr    $0x3f,%rcx
shr    $0x20,%rax
add    %ecx,%eax
cmp    $0x2,%r15d
mov    %eax,%r15d
jle    1164 <shell_sort+0x54>
cmp    %r14d,%r15d
jge    1180 <shell_sort+0x70>
xor    %r12d,%r12d
mov    %r15d,%r13d
jmp    11bd <shell_sort+0xad>
nopl   (%rax)
add    $0x1,%r13d
add    $0x1,%r12d
cmp    %r14d,%r13d
je     1180 <shell_sort+0x70>
mov    %r12d,%ebp
cmp    %r15d,%r13d
jl     11b0 <shell_sort+0xa0>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
lea    (%r15,%rbp,1),%esi
movslq %esi,%rax
mov    (%rbx,%rax,4),%eax
movslq %ebp,%rcx
cmp    (%rbx,%rcx,4),%eax
jge    11b0 <shell_sort+0xa0>
mov    %rbx,%rdi
mov    %ebp,%edx
call   1030 <exchange@plt>
sub    %r15d,%ebp
jge    11d0 <shell_sort+0xc0>
jmp    11b0 <shell_sort+0xa0>

LLVM IR (-O0):
define void @shell_sort(i32* %0, i32 %1) {
%3 = alloca i32*
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
store i32* %0, i32** %3
store i32 %1, i32* %4
store i32 1, i32* %5
br label %8
8: ; preds = %13, %2
%9 = load i32, i32* %5
%10 = load i32, i32* %4
%11 = sdiv i32 %10, 3
%12 = icmp slt i32 %9, %11
br i1 %12, label %13, label %17
13: ; preds = %8
%14 = load i32, i32* %5
%15 = mul nsw i32 3, %14
%16 = add nsw i32 %15, 1
store i32 %16, i32* %5
br label %8
17: ; preds = %8
br label %18
18: ; preds = %64, %17
%19 = load i32, i32* %5
%20 = icmp sge i32 %19, 1
br i1 %20, label %21, label %67
21: ; preds = %18
%22 = load i32, i32* %5
store i32 %22, i32* %6
br label %23
23: ; preds = %61, %21
%24 = load i32, i32* %6
%25 = load i32, i32* %4
%26 = icmp slt i32 %24, %25
br i1 %26, label %27, label %64
27: ; preds = %23
%28 = load i32, i32* %6
store i32 %28, i32* %7
br label %29
29: ; preds = %56, %27
%30 = load i32, i32* %7
%31 = load i32, i32* %5
%32 = icmp sge i32 %30, %31
br i1 %32, label %33, label %47
33: ; preds = %29
%34 = load i32*, i32** %3
%35 = load i32, i32* %7
%36 = sext i32 %35 to i64
%37 = getelementptr inbounds i32, i32* %34, i64 %36
%38 = load i32, i32* %37
%39 = load i32*, i32** %3
%40 = load i32, i32* %7
%41 = load i32, i32* %5
%42 = sub nsw i32 %40, %41
%43 = sext i32 %42 to i64
%44 = getelementptr inbounds i32, i32* %39, i64 %43
%45 = load i32, i32* %44
%46 = icmp slt i32 %38, %45
br label %47
47: ; preds = %33, %29
%48 = phi i1 [ false, %29 ], [ %46, %33 ]
br i1 %48, label %49, label %60
49: ; preds = %47
%50 = load i32*, i32** %3
%51 = load i32, i32* %7
%52 = load i32, i32* %7
%53 = load i32, i32* %5
%54 = sub nsw i32 %52, %53
%55 = call i32 @exchange(i32* %50, i32 %51, i32 %54)
br label %56
56: ; preds = %49
%57 = load i32, i32* %5
%58 = load i32, i32* %7
%59 = sub nsw i32 %58, %57
store i32 %59, i32* %7
br label %29
60: ; preds = %47
br label %61
61: ; preds = %60
%62 = load i32, i32* %6
%63 = add nsw i32 %62, 1
store i32 %63, i32* %6
br label %23
64: ; preds = %23
%65 = load i32, i32* %5
%66 = sdiv i32 %65, 3
store i32 %66, i32* %5
br label %18
67: ; preds = %18
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @shell_sort(i32* %0, i32 %1) {
%3 = sdiv i32 %1, 3
%4 = icmp sgt i32 %1, 5
br i1 %4, label %9, label %7
5: ; preds = %9
%6 = icmp sgt i32 %10, -1
br i1 %6, label %7, label %39
7: ; preds = %2, %5
%8 = phi i32 [ 1, %2 ], [ %12, %5 ]
br label %14
9: ; preds = %2, %9
%10 = phi i32 [ %12, %9 ], [ 1, %2 ]
%11 = mul nsw i32 %10, 3
%12 = add nsw i32 %11, 1
%13 = icmp slt i32 %12, %3
br i1 %13, label %9, label %5
14: ; preds = %7, %20
%15 = phi i32 [ %21, %20 ], [ %8, %7 ]
%16 = icmp slt i32 %15, %1
br i1 %16, label %17, label %20
17: ; preds = %14, %33
%18 = phi i32 [ %34, %33 ], [ %15, %14 ]
%19 = icmp slt i32 %18, %15
br i1 %19, label %33, label %23
20: ; preds = %33, %14
%21 = sdiv i32 %15, 3
%22 = icmp sgt i32 %15, 2
br i1 %22, label %14, label %39
23: ; preds = %17, %36
%24 = phi i32 [ %28, %36 ], [ %18, %17 ]
%25 = sext i32 %24 to i64
%26 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %25
%27 = load i32, i32* %26
%28 = sub nsw i32 %24, %15
%29 = sext i32 %28 to i64
%30 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %29
%31 = load i32, i32* %30
%32 = icmp slt i32 %27, %31
br i1 %32, label %36, label %33
33: ; preds = %23, %36, %17
%34 = add i32 %18, 1
%35 = icmp eq i32 %34, %1
br i1 %35, label %20, label %17
36: ; preds = %23
%37 = tail call i32 @exchange(i32* %0, i32 %24, i32 %28)
%38 = icmp slt i32 %28, %15
br i1 %38, label %33, label %23
39: ; preds = %20, %5
ret void
}