#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 */
scalar_t__ malloc(int);
int *shellsort(int *a, int n) {
  int *result = (int *)malloc(sizeof(int) * 2);
  result[0] = 0;
  result[1] = 0;
  int h, i, j, t;
  for (h = n; h /= 2;) {
    result[0] += 2;
    for (i = h; i < n; i++) {
      result[1]++;
      t = a[i];
      result[0] += 3;
      for (j = i; j >= h && t < a[j - h]; j -= h) {
        a[j] = a[j - h];
        result[1] += 2;
        result[0] += 4;
      }
      a[j] = t;
      result[0]++;
    }
  }
  return result;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<shellsort>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    $0x8,%edi
call   1030 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
movl   $0x0,(%rax)
mov    -0x18(%rbp),%rax
movl   $0x0,0x4(%rax)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
cmp    $0x0,%eax
je     1251 <shellsort+0x141>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    (%rax),%ecx
add    $0x2,%ecx
mov    %ecx,(%rax)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    124c <shellsort+0x13c>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    0x4(%rax),%ecx
add    $0x1,%ecx
mov    %ecx,0x4(%rax)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    (%rax),%ecx
add    $0x3,%ecx
mov    %ecx,(%rax)
mov    -0x20(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x29(%rbp)
jl     11d2 <shellsort+0xc2>
mov    -0x28(%rbp),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
mov    -0x24(%rbp),%edx
sub    -0x1c(%rbp),%edx
movslq %edx,%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
setl   %al
mov    %al,-0x29(%rbp)
mov    -0x29(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    11e2 <shellsort+0xd2>
jmp    1225 <shellsort+0x115>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
sub    -0x1c(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    0x4(%rax),%ecx
add    $0x2,%ecx
mov    %ecx,0x4(%rax)
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    (%rax),%ecx
add    $0x4,%ecx
mov    %ecx,(%rax)
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
mov    -0x24(%rbp),%eax
sub    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    11a8 <shellsort+0x98>
mov    -0x28(%rbp),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    (%rax),%ecx
add    $0x1,%ecx
mov    %ecx,(%rax)
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    1170 <shellsort+0x60>
jmp    1148 <shellsort+0x38>
mov    -0x18(%rbp),%rax
add    $0x30,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<shellsort>:
push   %rbp
push   %r14
push   %rbx
mov    %esi,%r14d
mov    %rdi,%rbx
mov    $0x8,%edi
call   1030 <malloc@plt>
movq   $0x0,(%rax)
lea    0x1(%r14),%ecx
cmp    $0x3,%ecx
jae    1139 <shellsort+0x29>
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %rbp
ret
movslq %r14d,%r8
xor    %ecx,%ecx
mov    %r14d,%edx
jmp    1158 <shellsort+0x48>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
lea    0x1(%rdx),%esi
cmp    $0x3,%esi
jb     1134 <shellsort+0x24>
mov    %edx,%esi
shr    $0x1f,%esi
add    %edx,%esi
mov    %esi,%edx
sar    %edx
add    $0x2,%ecx
mov    %ecx,(%rax)
cmp    %r14d,%edx
jge    1150 <shellsort+0x40>
movslq %edx,%r9
xor    %r10d,%r10d
mov    %r9,%r11
jmp    119a <shellsort+0x8a>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movslq %esi,%rcx
mov    %edi,(%rbx,%rcx,4)
mov    (%rax),%ecx
add    $0x1,%ecx
mov    %ecx,(%rax)
add    $0x1,%r11
add    $0x1,%r10d
cmp    %r8,%r11
je     1150 <shellsort+0x40>
addl   $0x1,0x4(%rax)
mov    (%rbx,%r11,4),%edi
add    $0x3,%ecx
mov    %ecx,(%rax)
mov    %r11d,%esi
cmp    %r9,%r11
jl     1180 <shellsort+0x70>
mov    %r10d,%ecx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
lea    (%rdx,%rcx,1),%esi
movslq %ecx,%rbp
mov    (%rbx,%rbp,4),%ebp
cmp    %ebp,%edi
jge    1180 <shellsort+0x70>
movslq %esi,%rsi
mov    %ebp,(%rbx,%rsi,4)
addl   $0x2,0x4(%rax)
addl   $0x4,(%rax)
sub    %edx,%ecx
jge    11c0 <shellsort+0xb0>
add    %edx,%ecx
mov    %ecx,%esi
jmp    1180 <shellsort+0x70>

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

LLVM IR (-O2):
define i32* @shellsort(i32* nocapture %0, i32 %1) {
%3 = tail call i64 @malloc(i32 8)
%4 = inttoptr i64 %3 to i32*
store i32 0, i32* %4
%5 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 1
store i32 0, i32* %5
%6 = add i32 %1, 1
%7 = icmp ult i32 %6, 3
br i1 %7, label %55, label %8
8: ; preds = %2
%9 = sext i32 %1 to i64
br label %14
10: ; preds = %47, %14
%11 = phi i32 [ %18, %14 ], [ %52, %47 ]
%12 = add nsw i32 %17, 1
%13 = icmp ult i32 %12, 3
br i1 %13, label %55, label %14
14: ; preds = %8, %10
%15 = phi i32 [ %11, %10 ], [ 0, %8 ]
%16 = phi i32 [ %17, %10 ], [ %1, %8 ]
%17 = sdiv i32 %16, 2
%18 = add nsw i32 %15, 2
store i32 %18, i32* %4
%19 = icmp slt i32 %17, %1
br i1 %19, label %20, label %10
20: ; preds = %14
%21 = sext i32 %17 to i64
br label %22
22: ; preds = %20, %47
%23 = phi i32 [ %18, %20 ], [ %52, %47 ]
%24 = phi i64 [ %21, %20 ], [ %53, %47 ]
%25 = load i32, i32* %5
%26 = add nsw i32 %25, 1
store i32 %26, i32* %5
%27 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %24
%28 = load i32, i32* %27
%29 = add nsw i32 %23, 3
store i32 %29, i32* %4
%30 = icmp slt i64 %24, %21
%31 = trunc i64 %24 to i32
br i1 %30, label %47, label %32
32: ; preds = %22, %39
%33 = phi i32 [ %34, %39 ], [ %31, %22 ]
%34 = sub nsw i32 %33, %17
%35 = sext i32 %34 to i64
%36 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %35
%37 = load i32, i32* %36
%38 = icmp slt i32 %28, %37
br i1 %38, label %39, label %47
39: ; preds = %32
%40 = sext i32 %33 to i64
%41 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %40
store i32 %37, i32* %41
%42 = load i32, i32* %5
%43 = add nsw i32 %42, 2
store i32 %43, i32* %5
%44 = load i32, i32* %4
%45 = add nsw i32 %44, 4
store i32 %45, i32* %4
%46 = icmp slt i32 %34, %17
br i1 %46, label %47, label %32
47: ; preds = %32, %39, %22
%48 = phi i32 [ %31, %22 ], [ %34, %39 ], [ %33, %32 ]
%49 = sext i32 %48 to i64
%50 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %49
store i32 %28, i32* %50
%51 = load i32, i32* %4
%52 = add nsw i32 %51, 1
store i32 %52, i32* %4
%53 = add nsw i64 %24, 1
%54 = icmp eq i64 %53, %9
br i1 %54, label %10, label %22
55: ; preds = %10, %2
ret i32* %4
}