void shell_sort(int nums[], int n) {
  int gap;
  for (gap = n / 2; gap > 0; gap /= 2) {
    int i;
    for (i = 0; i < n; i += 1) {
      int key = nums[i];
      int j = i - gap;
      while (j >= 0 && nums[j] > key) {
        nums[j + gap] = nums[j];
        j -= gap;
      }
      nums[j + gap] = key;
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<shell_sort>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x10(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x10(%rbp)
jle    11e4 <shell_sort+0xe4>
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    11cc <shell_sort+0xcc>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
sub    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
xor    %eax,%eax
cmpl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    %al,-0x1d(%rbp)
jl     1170 <shell_sort+0x70>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%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    1180 <shell_sort+0x80>
jmp    11ab <shell_sort+0xab>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
add    -0x10(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x10(%rbp),%ecx
mov    -0x1c(%rbp),%eax
sub    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    114d <shell_sort+0x4d>
mov    -0x18(%rbp),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
add    -0x10(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    112a <shell_sort+0x2a>
jmp    11d1 <shell_sort+0xd1>
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    1119 <shell_sort+0x19>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<shell_sort>:
cmp    $0x2,%esi
jl     116b <shell_sort+0x6b>
mov    %esi,%r9d
jmp    1116 <shell_sort+0x16>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
cmp    $0x4,%r8d
jl     116b <shell_sort+0x6b>
mov    %esi,%r8d
shr    $0x1f,%esi
add    %r8d,%esi
sar    %esi
mov    %esi,%edx
neg    %edx
xor    %r10d,%r10d
jmp    1140 <shell_sort+0x40>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
movslq %ecx,%rax
mov    %r11d,(%rdi,%rax,4)
add    $0x1,%r10
cmp    %r9,%r10
je     1110 <shell_sort+0x10>
mov    (%rdi,%r10,4),%r11d
mov    %r10d,%ecx
cmp    %esi,%r10d
js     1130 <shell_sort+0x30>
nopl   0x0(%rax)
lea    (%rdx,%rcx,1),%eax
mov    (%rdi,%rax,4),%eax
cmp    %r11d,%eax
jle    1130 <shell_sort+0x30>
movslq %ecx,%rcx
mov    %eax,(%rdi,%rcx,4)
sub    %esi,%ecx
mov    %edx,%eax
add    %ecx,%eax
jns    1150 <shell_sort+0x50>
jmp    1130 <shell_sort+0x30>
ret

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

LLVM IR (-O2):
define void @shell_sort(i32* nocapture %0, i32 %1) {
%3 = icmp sgt i32 %1, 1
br i1 %3, label %4, label %36
4: ; preds = %2
%5 = zext i32 %1 to i64
br label %8
6: ; preds = %30
%7 = icmp sgt i32 %9, 3
br i1 %7, label %8, label %36
8: ; preds = %6, %4
%9 = phi i32 [ %1, %4 ], [ %10, %6 ]
%10 = sdiv i32 %9, 2
br label %11
11: ; preds = %8, %30
%12 = phi i64 [ 0, %8 ], [ %34, %30 ]
%13 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %12
%14 = load i32, i32* %13
%15 = trunc i64 %12 to i32
%16 = sub nsw i32 %15, %10
%17 = icmp sgt i32 %16, -1
br i1 %17, label %18, label %30
18: ; preds = %11, %25
%19 = phi i32 [ %28, %25 ], [ %16, %11 ]
%20 = phi i32 [ %19, %25 ], [ %15, %11 ]
%21 = zext i32 %19 to i64
%22 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %21
%23 = load i32, i32* %22
%24 = icmp sgt i32 %23, %14
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, %10
%29 = icmp sgt i32 %28, -1
br i1 %29, label %18, label %30
30: ; preds = %18, %25, %11
%31 = phi i32 [ %15, %11 ], [ %19, %25 ], [ %20, %18 ]
%32 = sext i32 %31 to i64
%33 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %32
store i32 %14, i32* %33
%34 = add nuw nsw i64 %12, 1
%35 = icmp eq i64 %34, %5
br i1 %35, label %6, label %11
36: ; preds = %6, %2
ret void
}