void shell_sort(int a[], int n) {
  int gap = n / 2;
  int temp, i;
  int flag = 0;
  while (gap >= 1) {
    do {
      flag = 0;
      for (i = 0; i < n - gap; ++i) {
        if (a[i] > a[i + gap]) {
          temp = a[i];
          a[i] = a[i + gap];
          a[i + gap] = temp;
          flag = 1;
        }
      }
    } while (flag != 0);
    gap = gap / 2;
  }
}


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)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
cmpl   $0x1,-0x10(%rbp)
jl     11e7 <shell_sort+0xe7>
jmp    112f <shell_sort+0x2f>
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
sub    -0x10(%rbp),%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    11c5 <shell_sort+0xc5>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
mov    -0x18(%rbp),%edx
add    -0x10(%rbp),%edx
movslq %edx,%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jle    11b2 <shell_sort+0xb2>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
add    -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    -0x14(%rbp),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
add    -0x10(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
movl   $0x1,-0x1c(%rbp)
jmp    11b7 <shell_sort+0xb7>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    113d <shell_sort+0x3d>
jmp    11ca <shell_sort+0xca>
cmpl   $0x0,-0x1c(%rbp)
jne    112f <shell_sort+0x2f>
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    1120 <shell_sort+0x20>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<shell_sort>:
push   %rbp
push   %r14
push   %rbx
cmp    $0x2,%esi
jl     1175 <shell_sort+0x75>
mov    %esi,%r9d
jmp    1116 <shell_sort+0x16>
xchg   %ax,%ax
cmp    $0x4,%r8d
jl     1175 <shell_sort+0x75>
mov    %r9d,%r8d
shr    $0x1f,%r9d
add    %r8d,%r9d
sar    %r9d
mov    %esi,%r14d
sub    %r9d,%r14d
test   %r14d,%r14d
jle    1110 <shell_sort+0x10>
movslq %r9d,%r11
test   %r14d,%r14d
setle  %r10b
xor    %eax,%eax
xor    %ecx,%ecx
nopl   0x0(%rax)
mov    (%rdi,%rax,4),%ebx
lea    (%rax,%r11,1),%rdx
mov    (%rdi,%rdx,4),%ebp
cmp    %ebp,%ebx
jle    1159 <shell_sort+0x59>
mov    %ebp,(%rdi,%rax,4)
mov    %ebx,(%rdi,%rdx,4)
mov    $0x1,%ecx
add    $0x1,%rax
cmp    %r14,%rax
jne    1140 <shell_sort+0x40>
test   %ecx,%ecx
sete   %cl
xor    %eax,%eax
or     %r10b,%cl
mov    $0x0,%ecx
je     1140 <shell_sort+0x40>
jmp    1110 <shell_sort+0x10>
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %rbp
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
store i32 0, i32* %8
br label %11
11: ; preds = %68, %2
%12 = load i32, i32* %5
%13 = icmp sge i32 %12, 1
br i1 %13, label %14, label %71
14: ; preds = %11
br label %15
15: ; preds = %65, %14
store i32 0, i32* %8
store i32 0, i32* %7
br label %16
16: ; preds = %61, %15
%17 = load i32, i32* %7
%18 = load i32, i32* %4
%19 = load i32, i32* %5
%20 = sub nsw i32 %18, %19
%21 = icmp slt i32 %17, %20
br i1 %21, label %22, label %64
22: ; preds = %16
%23 = load i32*, i32** %3
%24 = load i32, i32* %7
%25 = sext i32 %24 to i64
%26 = getelementptr inbounds i32, i32* %23, i64 %25
%27 = load i32, i32* %26
%28 = load i32*, i32** %3
%29 = load i32, i32* %7
%30 = load i32, i32* %5
%31 = add nsw i32 %29, %30
%32 = sext i32 %31 to i64
%33 = getelementptr inbounds i32, i32* %28, i64 %32
%34 = load i32, i32* %33
%35 = icmp sgt i32 %27, %34
br i1 %35, label %36, label %60
36: ; preds = %22
%37 = load i32*, i32** %3
%38 = load i32, i32* %7
%39 = sext i32 %38 to i64
%40 = getelementptr inbounds i32, i32* %37, i64 %39
%41 = load i32, i32* %40
store i32 %41, i32* %6
%42 = load i32*, i32** %3
%43 = load i32, i32* %7
%44 = load i32, i32* %5
%45 = add nsw i32 %43, %44
%46 = sext i32 %45 to i64
%47 = getelementptr inbounds i32, i32* %42, i64 %46
%48 = load i32, i32* %47
%49 = load i32*, i32** %3
%50 = load i32, i32* %7
%51 = sext i32 %50 to i64
%52 = getelementptr inbounds i32, i32* %49, i64 %51
store i32 %48, i32* %52
%53 = load i32, i32* %6
%54 = load i32*, i32** %3
%55 = load i32, i32* %7
%56 = load i32, i32* %5
%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
store i32 1, i32* %8
br label %60
60: ; preds = %36, %22
br label %61
61: ; preds = %60
%62 = load i32, i32* %7
%63 = add nsw i32 %62, 1
store i32 %63, i32* %7
br label %16
64: ; preds = %16
br label %65
65: ; preds = %64
%66 = load i32, i32* %8
%67 = icmp ne i32 %66, 0
br i1 %67, label %15, label %68
68: ; preds = %65
%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 %6, label %35
4: ; preds = %32, %6
%5 = icmp sgt i32 %7, 3
br i1 %5, label %6, label %35
6: ; preds = %2, %4
%7 = phi i32 [ %8, %4 ], [ %1, %2 ]
%8 = sdiv i32 %7, 2
%9 = sub i32 %1, %8
%10 = icmp sgt i32 %9, 0
%11 = sext i32 %8 to i64
%12 = zext i32 %9 to i64
br i1 %10, label %13, label %4
13: ; preds = %6
%14 = xor i1 %10, true
br label %15
15: ; preds = %29, %13
%16 = phi i64 [ 0, %13 ], [ %30, %29 ]
%17 = phi i32 [ 0, %13 ], [ %31, %29 ]
%18 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %16
%19 = load i32, i32* %18
%20 = add nsw i64 %16, %11
%21 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %20
%22 = load i32, i32* %21
%23 = icmp sgt i32 %19, %22
br i1 %23, label %24, label %25
24: ; preds = %15
store i32 %22, i32* %18
store i32 %19, i32* %21
br label %25
25: ; preds = %15, %24
%26 = phi i32 [ 1, %24 ], [ %17, %15 ]
%27 = add nuw nsw i64 %16, 1
%28 = icmp eq i64 %27, %12
br i1 %28, label %32, label %29
29: ; preds = %25, %32
%30 = phi i64 [ %27, %25 ], [ 0, %32 ]
%31 = phi i32 [ %26, %25 ], [ 0, %32 ]
br label %15
32: ; preds = %25
%33 = icmp eq i32 %26, 0
%34 = select i1 %33, i1 true, i1 %14
br i1 %34, label %4, label %29
35: ; preds = %4, %2
ret void
}