void insertion_sort(int *input, int n, int span) {
  int gap, key;
  for (int i = span; i < n; i += span) {
    key = input[i];
    gap = i - span;
    while (gap >= 0 && input[gap] > key) {
      input[gap + span] = input[gap];
      gap -= span;
    }
    input[gap + span] = key;
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<insertion_sort>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    11b6 <insertion_sort+0xb6>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
sub    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
xor    %eax,%eax
cmpl   $0x0,-0x14(%rbp)
mov    %al,-0x1d(%rbp)
jl     115a <insertion_sort+0x5a>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
setg   %al
mov    %al,-0x1d(%rbp)
mov    -0x1d(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    116a <insertion_sort+0x6a>
jmp    1195 <insertion_sort+0x95>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
add    -0x10(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x10(%rbp),%ecx
mov    -0x14(%rbp),%eax
sub    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1137 <insertion_sort+0x37>
mov    -0x18(%rbp),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
add    -0x10(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1114 <insertion_sort+0x14>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<insertion_sort>:
cmp    %esi,%edx
jge    114c <insertion_sort+0x4c>
movslq %edx,%r9
movslq %esi,%r8
mov    %r9,%r10
jmp    1121 <insertion_sort+0x21>
nop
mov    %r10d,%eax
cltq
mov    %r11d,(%rdi,%rax,4)
add    %r9,%r10
cmp    %r8,%r10
jge    114c <insertion_sort+0x4c>
mov    (%rdi,%r10,4),%r11d
mov    %r10,%rsi
sub    %r9,%rsi
js     1110 <insertion_sort+0x10>
nopl   (%rax)
lea    (%rdx,%rsi,1),%eax
mov    %esi,%ecx
mov    (%rdi,%rcx,4),%ecx
cmp    %r11d,%ecx
jle    1113 <insertion_sort+0x13>
cltq
mov    %ecx,(%rdi,%rax,4)
sub    %edx,%esi
jns    1130 <insertion_sort+0x30>
add    %edx,%esi
mov    %esi,%eax
jmp    1113 <insertion_sort+0x13>
ret

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

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