#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 ceil(int);
int floor(int);
int log(int);
int pow(int, int);
void shellSort_2(int arr[], int size) {
  int gap, i, j, k, temp;
  for (k = floor(log(2 * ceil((size - 1) / 3) + 1) / log(3)); k > 0; --k) {
    gap = (pow(3, k) - 1) / 2;
    for (i = gap; i < size; ++i) {
      temp = arr[i];
      for (j = i; j >= gap && arr[j - gap] > temp; j -= gap) {
        arr[j] = arr[j - gap];
      }
      arr[j] = temp;
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<shellSort_2>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    $0x3,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%edi
call   1030 <ceil@plt>
mov    %eax,%edi
shl    $0x1,%edi
add    $0x1,%edi
call   1040 <log@plt>
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    $0x3,%edi
call   1040 <log@plt>
mov    %eax,%ecx
mov    -0x24(%rbp),%eax
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%edi
call   1060 <floor@plt>
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x1c(%rbp)
jle    126f <shellSort_2+0x12f>
mov    -0x1c(%rbp),%esi
mov    $0x3,%edi
call   1050 <pow@plt>
sub    $0x1,%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    125c <shellSort_2+0x11c>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x10(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x25(%rbp)
jl     1205 <shellSort_2+0xc5>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
sub    -0x10(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x20(%rbp),%eax
setg   %al
mov    %al,-0x25(%rbp)
mov    -0x25(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    1215 <shellSort_2+0xd5>
jmp    1240 <shellSort_2+0x100>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
sub    -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    -0x10(%rbp),%ecx
mov    -0x18(%rbp),%eax
sub    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    11db <shellSort_2+0x9b>
mov    -0x20(%rbp),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    11bb <shellSort_2+0x7b>
jmp    1261 <shellSort_2+0x121>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1190 <shellSort_2+0x50>
add    $0x30,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<shellSort_2>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r12
push   %rbx
mov    %esi,%r14d
mov    %rdi,%rbx
lea    -0x1(%r14),%eax
cltq
imul   $0x55555556,%rax,%rdi
mov    %rdi,%rax
shr    $0x3f,%rax
shr    $0x20,%rdi
add    %eax,%edi
call   1030 <ceil@plt>
lea    (%rax,%rax,1),%edi
add    $0x1,%edi
call   1040 <log@plt>
mov    %eax,%ebp
mov    $0x3,%edi
call   1040 <log@plt>
mov    %eax,%ecx
mov    %ebp,%eax
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%edi
call   1060 <floor@plt>
test   %eax,%eax
jle    122d <shellSort_2+0xed>
mov    %eax,%r15d
movslq %r14d,%r12
jmp    11bd <shellSort_2+0x7d>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
lea    -0x1(%r15),%eax
cmp    $0x1,%r15d
mov    %eax,%r15d
jle    122d <shellSort_2+0xed>
mov    $0x3,%edi
mov    %r15d,%esi
call   1050 <pow@plt>
mov    %eax,%ecx
add    $0xffffffff,%ecx
shr    $0x1f,%ecx
add    %ecx,%eax
add    $0xffffffff,%eax
sar    %eax
cmp    %r14d,%eax
jge    11b0 <shellSort_2+0x70>
movslq %eax,%r8
xor    %r9d,%r9d
mov    %r8,%rsi
jmp    1203 <shellSort_2+0xc3>
nopl   0x0(%rax)
movslq %ecx,%rcx
mov    %edi,(%rbx,%rcx,4)
add    $0x1,%rsi
add    $0x1,%r9d
cmp    %r12,%rsi
je     11b0 <shellSort_2+0x70>
mov    (%rbx,%rsi,4),%edi
mov    %esi,%ecx
cmp    %r8,%rsi
jl     11f0 <shellSort_2+0xb0>
mov    %r9d,%ebp
lea    (%rax,%rbp,1),%ecx
movslq %ebp,%rdx
mov    (%rbx,%rdx,4),%edx
cmp    %edi,%edx
jle    11f0 <shellSort_2+0xb0>
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rbx,%rcx,4)
sub    %eax,%ebp
jge    1210 <shellSort_2+0xd0>
add    %eax,%ebp
mov    %ebp,%ecx
jmp    11f0 <shellSort_2+0xb0>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @shellSort_2(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 = load i32, i32* %4
%11 = sub nsw i32 %10, 1
%12 = sdiv i32 %11, 3
%13 = call i32 @ceil(i32 %12)
%14 = mul nsw i32 2, %13
%15 = add nsw i32 %14, 1
%16 = call i32 @log(i32 %15)
%17 = call i32 @log(i32 3)
%18 = sdiv i32 %16, %17
%19 = call i32 @floor(i32 %18)
store i32 %19, i32* %8
br label %20
20: ; preds = %82, %2
%21 = load i32, i32* %8
%22 = icmp sgt i32 %21, 0
br i1 %22, label %23, label %85
23: ; preds = %20
%24 = load i32, i32* %8
%25 = call i32 @pow(i32 3, i32 %24)
%26 = sub nsw i32 %25, 1
%27 = sdiv i32 %26, 2
store i32 %27, i32* %5
%28 = load i32, i32* %5
store i32 %28, i32* %6
br label %29
29: ; preds = %78, %23
%30 = load i32, i32* %6
%31 = load i32, i32* %4
%32 = icmp slt i32 %30, %31
br i1 %32, label %33, label %81
33: ; preds = %29
%34 = load i32*, i32** %3
%35 = load i32, i32* %6
%36 = sext i32 %35 to i64
%37 = getelementptr inbounds i32, i32* %34, i64 %36
%38 = load i32, i32* %37
store i32 %38, i32* %9
%39 = load i32, i32* %6
store i32 %39, i32* %7
br label %40
40: ; preds = %68, %33
%41 = load i32, i32* %7
%42 = load i32, i32* %5
%43 = icmp sge i32 %41, %42
br i1 %43, label %44, label %54
44: ; preds = %40
%45 = load i32*, i32** %3
%46 = load i32, i32* %7
%47 = load i32, i32* %5
%48 = sub nsw i32 %46, %47
%49 = sext i32 %48 to i64
%50 = getelementptr inbounds i32, i32* %45, i64 %49
%51 = load i32, i32* %50
%52 = load i32, i32* %9
%53 = icmp sgt i32 %51, %52
br label %54
54: ; preds = %44, %40
%55 = phi i1 [ false, %40 ], [ %53, %44 ]
br i1 %55, label %56, label %72
56: ; preds = %54
%57 = load i32*, i32** %3
%58 = load i32, i32* %7
%59 = load i32, i32* %5
%60 = sub nsw i32 %58, %59
%61 = sext i32 %60 to i64
%62 = getelementptr inbounds i32, i32* %57, i64 %61
%63 = load i32, i32* %62
%64 = load i32*, i32** %3
%65 = load i32, i32* %7
%66 = sext i32 %65 to i64
%67 = getelementptr inbounds i32, i32* %64, i64 %66
store i32 %63, i32* %67
br label %68
68: ; preds = %56
%69 = load i32, i32* %5
%70 = load i32, i32* %7
%71 = sub nsw i32 %70, %69
store i32 %71, i32* %7
br label %40
72: ; preds = %54
%73 = load i32, i32* %9
%74 = load i32*, i32** %3
%75 = load i32, i32* %7
%76 = sext i32 %75 to i64
%77 = getelementptr inbounds i32, i32* %74, i64 %76
store i32 %73, i32* %77
br label %78
78: ; preds = %72
%79 = load i32, i32* %6
%80 = add nsw i32 %79, 1
store i32 %80, i32* %6
br label %29
81: ; preds = %29
br label %82
82: ; preds = %81
%83 = load i32, i32* %8
%84 = add nsw i32 %83, -1
store i32 %84, i32* %8
br label %20
85: ; preds = %20
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @shellSort_2(i32* nocapture %0, i32 %1) {
%3 = add nsw i32 %1, -1
%4 = sdiv i32 %3, 3
%5 = tail call i32 @ceil(i32 %4)
%6 = shl nsw i32 %5, 1
%7 = or i32 %6, 1
%8 = tail call i32 @log(i32 %7)
%9 = tail call i32 @log(i32 3)
%10 = sdiv i32 %8, %9
%11 = tail call i32 @floor(i32 %10)
%12 = icmp sgt i32 %11, 0
br i1 %12, label %13, label %49
13: ; preds = %2
%14 = sext i32 %1 to i64
br label %15
15: ; preds = %13, %46
%16 = phi i32 [ %47, %46 ], [ %11, %13 ]
%17 = tail call i32 @pow(i32 3, i32 %16)
%18 = add nsw i32 %17, -1
%19 = sdiv i32 %18, 2
%20 = icmp slt i32 %19, %1
br i1 %20, label %21, label %46
21: ; preds = %15
%22 = sext i32 %19 to i64
br label %23
23: ; preds = %21, %40
%24 = phi i64 [ %22, %21 ], [ %44, %40 ]
%25 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %24
%26 = load i32, i32* %25
%27 = icmp slt i64 %24, %22
%28 = trunc i64 %24 to i32
br i1 %27, label %40, label %29
29: ; preds = %23, %36
%30 = phi i32 [ %31, %36 ], [ %28, %23 ]
%31 = sub nsw i32 %30, %19
%32 = sext i32 %31 to i64
%33 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %32
%34 = load i32, i32* %33
%35 = icmp sgt i32 %34, %26
br i1 %35, label %36, label %40
36: ; preds = %29
%37 = sext i32 %30 to i64
%38 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %37
store i32 %34, i32* %38
%39 = icmp slt i32 %31, %19
br i1 %39, label %40, label %29
40: ; preds = %29, %36, %23
%41 = phi i32 [ %28, %23 ], [ %31, %36 ], [ %30, %29 ]
%42 = sext i32 %41 to i64
%43 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %42
store i32 %26, i32* %43
%44 = add nsw i64 %24, 1
%45 = icmp eq i64 %44, %14
br i1 %45, label %46, label %23
46: ; preds = %40, %15
%47 = add nsw i32 %16, -1
%48 = icmp sgt i32 %16, 1
br i1 %48, label %15, label %49
49: ; preds = %46, %2
ret void
}