int incr_nml(unsigned char *n, signed char *ml, unsigned *shell_ix,
             unsigned shell_cap) {
  if (*ml > -1) {
    if (!*n) {
      *ml = -*ml - 1;
      ++*shell_ix;
      if (*shell_ix >= shell_cap) {
        *ml = 0;
        *shell_ix = 0;
        return 1;
      }
      return 0;
    }
    --*n;
  } else if (*ml < -1) {
    ++*n;
  }
  *ml += 2;
  return 0;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<incr_nml>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
mov    %rsi,-0x18(%rbp)
mov    %rdx,-0x20(%rbp)
mov    %ecx,-0x24(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
movsbl (%rax),%eax
cmp    $0xffffffff,%eax
jle    1199 <incr_nml+0x99>
mov    -0x10(%rbp),%rax
cmpb   $0x0,(%rax)
jne    1189 <incr_nml+0x89>
mov    -0x18(%rbp),%rax
movsbl (%rax),%ecx
xor    %eax,%eax
sub    %ecx,%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %al,%cl
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %cl,(%rax)
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    (%rax),%ecx
add    $0x1,%ecx
mov    %ecx,(%rax)
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    (%rax),%eax
cmp    -0x24(%rbp),%eax
jb     117d <incr_nml+0x7d>
mov    -0x18(%rbp),%rax
movb   $0x0,(%rax)
mov    -0x20(%rbp),%rax
movl   $0x0,(%rax)
movl   $0x1,-0x4(%rbp)
jmp    11cc <incr_nml+0xcc>
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
jmp    11cc <incr_nml+0xcc>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    (%rax),%cl
add    $0xff,%cl
mov    %cl,(%rax)
jmp    11b9 <incr_nml+0xb9>
mov    -0x18(%rbp),%rax
movsbl (%rax),%eax
cmp    $0xffffffff,%eax
jge    11b4 <incr_nml+0xb4>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    (%rax),%cl
add    $0x1,%cl
mov    %cl,(%rax)
jmp    11b9 <incr_nml+0xb9>
mov    -0x18(%rbp),%rax
movsbl (%rax),%ecx
add    $0x2,%ecx
mov    %cl,(%rax)
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<incr_nml>:
mov    (%rsi),%r8b
test   %r8b,%r8b
js     1112 <incr_nml+0x12>
mov    (%rdi),%al
test   %al,%al
je     1124 <incr_nml+0x24>
add    $0xff,%al
jmp    111c <incr_nml+0x1c>
cmp    $0xff,%r8b
je     111e <incr_nml+0x1e>
mov    (%rdi),%al
add    $0x1,%al
mov    %al,(%rdi)
addb   $0x2,(%rsi)
xor    %eax,%eax
ret
not    %r8b
mov    %r8b,(%rsi)
mov    (%rdx),%edi
add    $0x1,%edi
mov    %edi,(%rdx)
xor    %eax,%eax
cmp    %ecx,%edi
jb     1123 <incr_nml+0x23>
movb   $0x0,(%rsi)
movl   $0x0,(%rdx)
mov    $0x1,%eax
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @incr_nml(i8* %0, i8* %1, i32* %2, i32 %3) {
%5 = alloca i32
%6 = alloca i8*
%7 = alloca i8*
%8 = alloca i32*
%9 = alloca i32
store i8* %0, i8** %6
store i8* %1, i8** %7
store i32* %2, i32** %8
store i32 %3, i32* %9
%10 = load i8*, i8** %7
%11 = load i8, i8* %10
%12 = sext i8 %11 to i32
%13 = icmp sgt i32 %12, -1
br i1 %13, label %14, label %41
14: ; preds = %4
%15 = load i8*, i8** %6
%16 = load i8, i8* %15
%17 = icmp ne i8 %16, 0
br i1 %17, label %37, label %18
18: ; preds = %14
%19 = load i8*, i8** %7
%20 = load i8, i8* %19
%21 = sext i8 %20 to i32
%22 = sub nsw i32 0, %21
%23 = sub nsw i32 %22, 1
%24 = trunc i32 %23 to i8
%25 = load i8*, i8** %7
store i8 %24, i8* %25
%26 = load i32*, i32** %8
%27 = load i32, i32* %26
%28 = add i32 %27, 1
store i32 %28, i32* %26
%29 = load i32*, i32** %8
%30 = load i32, i32* %29
%31 = load i32, i32* %9
%32 = icmp uge i32 %30, %31
br i1 %32, label %33, label %36
33: ; preds = %18
%34 = load i8*, i8** %7
store i8 0, i8* %34
%35 = load i32*, i32** %8
store i32 0, i32* %35
store i32 1, i32* %5
br label %57
36: ; preds = %18
store i32 0, i32* %5
br label %57
37: ; preds = %14
%38 = load i8*, i8** %6
%39 = load i8, i8* %38
%40 = add i8 %39, -1
store i8 %40, i8* %38
br label %51
41: ; preds = %4
%42 = load i8*, i8** %7
%43 = load i8, i8* %42
%44 = sext i8 %43 to i32
%45 = icmp slt i32 %44, -1
br i1 %45, label %46, label %50
46: ; preds = %41
%47 = load i8*, i8** %6
%48 = load i8, i8* %47
%49 = add i8 %48, 1
store i8 %49, i8* %47
br label %50
50: ; preds = %46, %41
br label %51
51: ; preds = %50, %37
%52 = load i8*, i8** %7
%53 = load i8, i8* %52
%54 = sext i8 %53 to i32
%55 = add nsw i32 %54, 2
%56 = trunc i32 %55 to i8
store i8 %56, i8* %52
store i32 0, i32* %5
br label %57
57: ; preds = %51, %36, %33
%58 = load i32, i32* %5
ret i32 %58
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @incr_nml(i8* nocapture %0, i8* nocapture %1, i32* nocapture %2, i32 %3) {
%5 = load i8, i8* %1
%6 = icmp sgt i8 %5, -1
br i1 %6, label %7, label %18
7: ; preds = %4
%8 = load i8, i8* %0
%9 = icmp eq i8 %8, 0
br i1 %9, label %10, label %16
10: ; preds = %7
%11 = xor i8 %5, -1
store i8 %11, i8* %1
%12 = load i32, i32* %2
%13 = add i32 %12, 1
store i32 %13, i32* %2
%14 = icmp ult i32 %13, %3
br i1 %14, label %28, label %15
15: ; preds = %10
store i8 0, i8* %1
store i32 0, i32* %2
br label %28
16: ; preds = %7
%17 = add i8 %8, -1
br label %23
18: ; preds = %4
%19 = icmp eq i8 %5, -1
br i1 %19, label %25, label %20
20: ; preds = %18
%21 = load i8, i8* %0
%22 = add i8 %21, 1
br label %23
23: ; preds = %16, %20
%24 = phi i8 [ %22, %20 ], [ %17, %16 ]
store i8 %24, i8* %0
br label %25
25: ; preds = %23, %18
%26 = load i8, i8* %1
%27 = add i8 %26, 2
store i8 %27, i8* %1
br label %28
28: ; preds = %10, %25, %15
%29 = phi i32 [ 0, %25 ], [ 1, %15 ], [ 0, %10 ]
ret i32 %29
}