void lsort(long n, long *a, long *idx) {
  long v;
  long i, inc, iv, j;
  inc = 1;
  do {
    inc *= 3;
    inc++;
  } while (inc <= n);
  for (i = 1; i <= n; i++)
    idx[i] = i;
  do {
    inc /= 3;
    for (i = inc + 1; i <= n; i++) {
      v = a[i];
      iv = idx[i];
      j = i;
      while (a[j - inc] > v) {
        a[j] = a[j - inc];
        idx[j] = idx[j - inc];
        j -= inc;
        if (j <= inc)
          break;
      }
      a[j] = v;
      idx[j] = iv;
    }
  } while (inc > 1);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<lsort>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
movq   $0x1,-0x30(%rbp)
imul   $0x3,-0x30(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rax
cmp    -0x8(%rbp),%rax
jle    1118 <lsort+0x18>
movq   $0x1,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
cmp    -0x8(%rbp),%rax
jg     1172 <lsort+0x72>
mov    -0x28(%rbp),%rdx
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%rcx
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x28(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
jmp    1143 <lsort+0x43>
jmp    1177 <lsort+0x77>
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    $0x3,%ecx
cqto
idiv   %rcx
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
cmp    -0x8(%rbp),%rax
jg     1275 <lsort+0x175>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x40(%rbp),%rcx
sub    -0x30(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
cmp    -0x20(%rbp),%rax
jle    1244 <lsort+0x144>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x40(%rbp),%rcx
sub    -0x30(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rdx
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x40(%rbp),%rcx
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x40(%rbp),%rcx
sub    -0x30(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rdx
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x40(%rbp),%rcx
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x30(%rbp),%rcx
mov    -0x40(%rbp),%rax
sub    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
mov    -0x40(%rbp),%rax
cmp    -0x30(%rbp),%rax
jg     123f <lsort+0x13f>
jmp    1244 <lsort+0x144>
jmp    11cb <lsort+0xcb>
mov    -0x20(%rbp),%rdx
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x40(%rbp),%rcx
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x38(%rbp),%rdx
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x40(%rbp),%rcx
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x28(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
jmp    1195 <lsort+0x95>
jmp    127a <lsort+0x17a>
cmpq   $0x1,-0x30(%rbp)
jg     1177 <lsort+0x77>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<lsort>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
mov    %rdx,%r14
mov    $0x1,%r8d
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
lea    (%r8,%r8,2),%rax
lea    (%r8,%r8,2),%r8
add    $0x1,%r8
cmp    %rdi,%rax
jl     1120 <lsort+0x20>
test   %rdi,%rdi
jle    12bd <lsort+0x1bd>
mov    $0x1,%eax
cmp    $0x4,%rdi
jb     12a8 <lsort+0x1a8>
mov    %rdi,%rax
and    $0xfffffffffffffffc,%rax
lea    -0x4(%rax),%rcx
mov    %rcx,%r10
shr    $0x2,%r10
add    $0x1,%r10
mov    %r10d,%r9d
and    $0x3,%r9d
cmp    $0xc,%rcx
jae    117b <lsort+0x7b>
movdqa 0xe8c(%rip),%xmm0
xor    %edx,%edx
jmp    1255 <lsort+0x155>
and    $0xfffffffffffffffc,%r10
movdqa 0xe79(%rip),%xmm0
xor    %edx,%edx
movdqa 0xe7e(%rip),%xmm8
movdqa 0xe85(%rip),%xmm9
movdqa 0xe8c(%rip),%xmm10
movdqa 0xe94(%rip),%xmm4
movdqa 0xe9c(%rip),%xmm5
movdqa 0xea4(%rip),%xmm6
movdqa 0xeac(%rip),%xmm7
movdqa 0xeb4(%rip),%xmm1
nopl   0x0(%rax)
movdqa %xmm0,%xmm2
paddq  %xmm8,%xmm2
movdqu %xmm0,0x8(%r14,%rdx,8)
movdqu %xmm2,0x18(%r14,%rdx,8)
movdqa %xmm0,%xmm2
paddq  %xmm9,%xmm2
movdqa %xmm0,%xmm3
paddq  %xmm10,%xmm3
movdqu %xmm2,0x28(%r14,%rdx,8)
movdqu %xmm3,0x38(%r14,%rdx,8)
movdqa %xmm0,%xmm2
paddq  %xmm4,%xmm2
movdqa %xmm0,%xmm3
paddq  %xmm5,%xmm3
movdqu %xmm2,0x48(%r14,%rdx,8)
movdqu %xmm3,0x58(%r14,%rdx,8)
movdqa %xmm0,%xmm2
paddq  %xmm6,%xmm2
movdqa %xmm0,%xmm3
paddq  %xmm7,%xmm3
movdqu %xmm2,0x68(%r14,%rdx,8)
movdqu %xmm3,0x78(%r14,%rdx,8)
add    $0x10,%rdx
paddq  %xmm1,%xmm0
add    $0xfffffffffffffffc,%r10
jne    11d0 <lsort+0xd0>
test   %r9,%r9
je     129f <lsort+0x19f>
movdqa 0xdae(%rip),%xmm1
movdqa 0xdb6(%rip),%xmm2
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
movdqa %xmm0,%xmm3
paddq  %xmm1,%xmm3
lea    0x0(,%rdx,8),%rcx
or     $0x8,%rcx
movdqu %xmm0,(%r14,%rcx,1)
movdqu %xmm3,0x10(%r14,%rcx,1)
add    $0x4,%rdx
paddq  %xmm2,%xmm0
add    $0xffffffffffffffff,%r9
jne    1270 <lsort+0x170>
cmp    %rdi,%rax
je     12bd <lsort+0x1bd>
or     $0x1,%rax
lea    0x1(%rdi),%rcx
nopl   0x0(%rax)
mov    %rax,(%r14,%rax,8)
add    $0x1,%rax
cmp    %rax,%rcx
jne    12b0 <lsort+0x1b0>
lea    0x8(%r14),%rax
mov    %rax,-0x8(%rsp)
lea    0x8(%rsi),%rax
mov    %rax,-0x10(%rsp)
jmp    12ed <lsort+0x1ed>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
cmp    $0x5,%r8
mov    %rax,%r8
jle    1386 <lsort+0x286>
mov    %r8,%rax
movabs $0x5555555555555556,%rcx
55 55 55
imul   %rcx
mov    %rdx,%rax
shr    $0x3f,%rax
add    %rdx,%rax
cmp    %rdi,%rax
jge    12e0 <lsort+0x1e0>
lea    0x1(%rax),%rdx
mov    -0x8(%rsp),%rcx
lea    (%rcx,%rax,8),%r13
mov    -0x10(%rsp),%rcx
lea    (%rcx,%rax,8),%rcx
xor    %r11d,%r11d
mov    %rax,%r12
jmp    1347 <lsort+0x247>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
add    %rdx,%r15
mov    %r15,%r9
mov    %rbx,(%rsi,%r9,8)
mov    %r10,(%r14,%r9,8)
add    $0x1,%r11
cmp    %rdi,%r12
je     12e0 <lsort+0x1e0>
mov    0x8(%rsi,%r12,8),%rbx
mov    0x8(%r14,%r12,8),%r10
add    $0x1,%r12
mov    %r11,%r15
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    0x8(%rsi,%r15,8),%rbp
cmp    %rbx,%rbp
jle    1330 <lsort+0x230>
mov    %rbp,(%rcx,%r15,8)
mov    0x8(%r14,%r15,8),%rbp
mov    %rbp,0x0(%r13,%r15,8)
sub    %rax,%r15
lea    (%rdx,%r15,1),%r9
cmp    %rax,%r9
jg     1360 <lsort+0x260>
jmp    1336 <lsort+0x236>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @lsort(i64 %0, i64* %1, i64* %2) {
%4 = alloca i64
%5 = alloca i64*
%6 = alloca i64*
%7 = alloca i64
%8 = alloca i64
%9 = alloca i64
%10 = alloca i64
%11 = alloca i64
store i64 %0, i64* %4
store i64* %1, i64** %5
store i64* %2, i64** %6
store i64 1, i64* %9
br label %12
12: ; preds = %17, %3
%13 = load i64, i64* %9
%14 = mul nsw i64 %13, 3
store i64 %14, i64* %9
%15 = load i64, i64* %9
%16 = add nsw i64 %15, 1
store i64 %16, i64* %9
br label %17
17: ; preds = %12
%18 = load i64, i64* %9
%19 = load i64, i64* %4
%20 = icmp sle i64 %18, %19
br i1 %20, label %12, label %21
21: ; preds = %17
store i64 1, i64* %8
br label %22
22: ; preds = %31, %21
%23 = load i64, i64* %8
%24 = load i64, i64* %4
%25 = icmp sle i64 %23, %24
br i1 %25, label %26, label %34
26: ; preds = %22
%27 = load i64, i64* %8
%28 = load i64*, i64** %6
%29 = load i64, i64* %8
%30 = getelementptr inbounds i64, i64* %28, i64 %29
store i64 %27, i64* %30
br label %31
31: ; preds = %26
%32 = load i64, i64* %8
%33 = add nsw i64 %32, 1
store i64 %33, i64* %8
br label %22
34: ; preds = %22
br label %35
35: ; preds = %103, %34
%36 = load i64, i64* %9
%37 = sdiv i64 %36, 3
store i64 %37, i64* %9
%38 = load i64, i64* %9
%39 = add nsw i64 %38, 1
store i64 %39, i64* %8
br label %40
40: ; preds = %99, %35
%41 = load i64, i64* %8
%42 = load i64, i64* %4
%43 = icmp sle i64 %41, %42
br i1 %43, label %44, label %102
44: ; preds = %40
%45 = load i64*, i64** %5
%46 = load i64, i64* %8
%47 = getelementptr inbounds i64, i64* %45, i64 %46
%48 = load i64, i64* %47
store i64 %48, i64* %7
%49 = load i64*, i64** %6
%50 = load i64, i64* %8
%51 = getelementptr inbounds i64, i64* %49, i64 %50
%52 = load i64, i64* %51
store i64 %52, i64* %10
%53 = load i64, i64* %8
store i64 %53, i64* %11
br label %54
54: ; preds = %89, %44
%55 = load i64*, i64** %5
%56 = load i64, i64* %11
%57 = load i64, i64* %9
%58 = sub nsw i64 %56, %57
%59 = getelementptr inbounds i64, i64* %55, i64 %58
%60 = load i64, i64* %59
%61 = load i64, i64* %7
%62 = icmp sgt i64 %60, %61
br i1 %62, label %63, label %90
63: ; preds = %54
%64 = load i64*, i64** %5
%65 = load i64, i64* %11
%66 = load i64, i64* %9
%67 = sub nsw i64 %65, %66
%68 = getelementptr inbounds i64, i64* %64, i64 %67
%69 = load i64, i64* %68
%70 = load i64*, i64** %5
%71 = load i64, i64* %11
%72 = getelementptr inbounds i64, i64* %70, i64 %71
store i64 %69, i64* %72
%73 = load i64*, i64** %6
%74 = load i64, i64* %11
%75 = load i64, i64* %9
%76 = sub nsw i64 %74, %75
%77 = getelementptr inbounds i64, i64* %73, i64 %76
%78 = load i64, i64* %77
%79 = load i64*, i64** %6
%80 = load i64, i64* %11
%81 = getelementptr inbounds i64, i64* %79, i64 %80
store i64 %78, i64* %81
%82 = load i64, i64* %9
%83 = load i64, i64* %11
%84 = sub nsw i64 %83, %82
store i64 %84, i64* %11
%85 = load i64, i64* %11
%86 = load i64, i64* %9
%87 = icmp sle i64 %85, %86
br i1 %87, label %88, label %89
88: ; preds = %63
br label %90
89: ; preds = %63
br label %54
90: ; preds = %88, %54
%91 = load i64, i64* %7
%92 = load i64*, i64** %5
%93 = load i64, i64* %11
%94 = getelementptr inbounds i64, i64* %92, i64 %93
store i64 %91, i64* %94
%95 = load i64, i64* %10
%96 = load i64*, i64** %6
%97 = load i64, i64* %11
%98 = getelementptr inbounds i64, i64* %96, i64 %97
store i64 %95, i64* %98
br label %99
99: ; preds = %90
%100 = load i64, i64* %8
%101 = add nsw i64 %100, 1
store i64 %101, i64* %8
br label %40
102: ; preds = %40
br label %103
103: ; preds = %102
%104 = load i64, i64* %9
%105 = icmp sgt i64 %104, 1
br i1 %105, label %35, label %106
106: ; preds = %103
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @lsort(i64 %0, i64* nocapture %1, i64* nocapture %2) {
br label %4
4: ; preds = %4, %3
%5 = phi i64 [ 1, %3 ], [ %7, %4 ]
%6 = mul nsw i64 %5, 3
%7 = add nsw i64 %6, 1
%8 = icmp slt i64 %6, %0
br i1 %8, label %4, label %9
9: ; preds = %4
%10 = icmp slt i64 %0, 1
br i1 %10, label %85, label %11
11: ; preds = %9
%12 = icmp ult i64 %0, 4
br i1 %12, label %78, label %13
13: ; preds = %11
%14 = and i64 %0, -4
%15 = or i64 %14, 1
%16 = add i64 %14, -4
%17 = lshr exact i64 %16, 2
%18 = add nuw nsw i64 %17, 1
%19 = and i64 %18, 3
%20 = icmp ult i64 %16, 12
br i1 %20, label %58, label %21
21: ; preds = %13
%22 = and i64 %18, 9223372036854775804
br label %23
23: ; preds = %23, %21
%24 = phi i64 [ 0, %21 ], [ %54, %23 ]
%25 = phi <2 x i64> [ <i64 1, i64 2>, %21 ], [ %55, %23 ]
%26 = phi i64 [ 0, %21 ], [ %56, %23 ]
%27 = add <2 x i64> %25, <i64 2, i64 2>
%28 = or i64 %24, 1
%29 = getelementptr inbounds i64, i64* %2, i64 %28
%30 = bitcast i64* %29 to <2 x i64>*
store <2 x i64> %25, <2 x i64>* %30
%31 = getelementptr inbounds i64, i64* %29, i64 2
%32 = bitcast i64* %31 to <2 x i64>*
store <2 x i64> %27, <2 x i64>* %32
%33 = add <2 x i64> %25, <i64 4, i64 4>
%34 = add <2 x i64> %25, <i64 6, i64 6>
%35 = or i64 %24, 5
%36 = getelementptr inbounds i64, i64* %2, i64 %35
%37 = bitcast i64* %36 to <2 x i64>*
store <2 x i64> %33, <2 x i64>* %37
%38 = getelementptr inbounds i64, i64* %36, i64 2
%39 = bitcast i64* %38 to <2 x i64>*
store <2 x i64> %34, <2 x i64>* %39
%40 = add <2 x i64> %25, <i64 8, i64 8>
%41 = add <2 x i64> %25, <i64 10, i64 10>
%42 = or i64 %24, 9
%43 = getelementptr inbounds i64, i64* %2, i64 %42
%44 = bitcast i64* %43 to <2 x i64>*
store <2 x i64> %40, <2 x i64>* %44
%45 = getelementptr inbounds i64, i64* %43, i64 2
%46 = bitcast i64* %45 to <2 x i64>*
store <2 x i64> %41, <2 x i64>* %46
%47 = add <2 x i64> %25, <i64 12, i64 12>
%48 = add <2 x i64> %25, <i64 14, i64 14>
%49 = or i64 %24, 13
%50 = getelementptr inbounds i64, i64* %2, i64 %49
%51 = bitcast i64* %50 to <2 x i64>*
store <2 x i64> %47, <2 x i64>* %51
%52 = getelementptr inbounds i64, i64* %50, i64 2
%53 = bitcast i64* %52 to <2 x i64>*
store <2 x i64> %48, <2 x i64>* %53
%54 = add nuw i64 %24, 16
%55 = add <2 x i64> %25, <i64 16, i64 16>
%56 = add nuw i64 %26, 4
%57 = icmp eq i64 %56, %22
br i1 %57, label %58, label %23
58: ; preds = %23, %13
%59 = phi i64 [ 0, %13 ], [ %54, %23 ]
%60 = phi <2 x i64> [ <i64 1, i64 2>, %13 ], [ %55, %23 ]
%61 = icmp eq i64 %19, 0
br i1 %61, label %76, label %62
62: ; preds = %58, %62
%63 = phi i64 [ %72, %62 ], [ %59, %58 ]
%64 = phi <2 x i64> [ %73, %62 ], [ %60, %58 ]
%65 = phi i64 [ %74, %62 ], [ 0, %58 ]
%66 = add <2 x i64> %64, <i64 2, i64 2>
%67 = or i64 %63, 1
%68 = getelementptr inbounds i64, i64* %2, i64 %67
%69 = bitcast i64* %68 to <2 x i64>*
store <2 x i64> %64, <2 x i64>* %69
%70 = getelementptr inbounds i64, i64* %68, i64 2
%71 = bitcast i64* %70 to <2 x i64>*
store <2 x i64> %66, <2 x i64>* %71
%72 = add nuw i64 %63, 4
%73 = add <2 x i64> %64, <i64 4, i64 4>
%74 = add i64 %65, 1
%75 = icmp eq i64 %74, %19
br i1 %75, label %76, label %62
76: ; preds = %62, %58
%77 = icmp eq i64 %14, %0
br i1 %77, label %85, label %78
78: ; preds = %11, %76
%79 = phi i64 [ 1, %11 ], [ %15, %76 ]
br label %80
80: ; preds = %78, %80
%81 = phi i64 [ %83, %80 ], [ %79, %78 ]
%82 = getelementptr inbounds i64, i64* %2, i64 %81
store i64 %81, i64* %82
%83 = add nuw i64 %81, 1
%84 = icmp eq i64 %81, %0
br i1 %84, label %85, label %80
85: ; preds = %80, %76, %9
br label %86
86: ; preds = %85, %114
%87 = phi i64 [ %88, %114 ], [ %7, %85 ]
%88 = sdiv i64 %87, 3
%89 = icmp slt i64 %88, %0
br i1 %89, label %90, label %114
90: ; preds = %86, %109
%91 = phi i64 [ %92, %109 ], [ %88, %86 ]
%92 = add nsw i64 %91, 1
%93 = getelementptr inbounds i64, i64* %1, i64 %92
%94 = load i64, i64* %93
%95 = getelementptr inbounds i64, i64* %2, i64 %92
%96 = load i64, i64* %95
br label %97
97: ; preds = %103, %90
%98 = phi i64 [ %92, %90 ], [ %99, %103 ]
%99 = sub nsw i64 %98, %88
%100 = getelementptr inbounds i64, i64* %1, i64 %99
%101 = load i64, i64* %100
%102 = icmp sgt i64 %101, %94
br i1 %102, label %103, label %109
103: ; preds = %97
%104 = getelementptr inbounds i64, i64* %1, i64 %98
store i64 %101, i64* %104
%105 = getelementptr inbounds i64, i64* %2, i64 %99
%106 = load i64, i64* %105
%107 = getelementptr inbounds i64, i64* %2, i64 %98
store i64 %106, i64* %107
%108 = icmp sgt i64 %99, %88
br i1 %108, label %97, label %109
109: ; preds = %103, %97
%110 = phi i64 [ %99, %103 ], [ %98, %97 ]
%111 = getelementptr inbounds i64, i64* %1, i64 %110
store i64 %94, i64* %111
%112 = getelementptr inbounds i64, i64* %2, i64 %110
store i64 %96, i64* %112
%113 = icmp eq i64 %92, %0
br i1 %113, label %114, label %90
114: ; preds = %109, %86
%115 = icmp sgt i64 %87, 5
br i1 %115, label %86, label %116
116: ; preds = %114
ret void
}