void shell_sort(int *a, int n) {
  int i, j, gap, temp;
  for (gap = n / 2; gap > 0; gap /= 2) {
    for (i = gap; i < n; i++) {
      temp = a[i];
      for (j = i; j >= gap; j -= gap) {
        if (temp < a[j - gap])
          a[j] = a[j - gap];
        else
          break;
      }
      a[j] = temp;
    }
  }
}


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,-0x18(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x18(%rbp)
jle    11dc <shell_sort+0xdc>
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    11c4 <shell_sort+0xc4>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jl     11a8 <shell_sort+0xa8>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
mov    -0x14(%rbp),%edx
sub    -0x18(%rbp),%edx
movslq %edx,%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jge    118e <shell_sort+0x8e>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
sub    -0x18(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    1193 <shell_sort+0x93>
jmp    11a8 <shell_sort+0xa8>
jmp    1198 <shell_sort+0x98>
mov    -0x18(%rbp),%ecx
mov    -0x14(%rbp),%eax
sub    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1149 <shell_sort+0x49>
mov    -0x1c(%rbp),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    1129 <shell_sort+0x29>
jmp    11c9 <shell_sort+0xc9>
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    1119 <shell_sort+0x19>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<shell_sort>:
push   %rbp
push   %r14
push   %rbx
cmp    $0x2,%esi
jl     117d <shell_sort+0x7d>
movslq %esi,%r9
mov    %esi,%ecx
jmp    1116 <shell_sort+0x16>
cmp    $0x4,%r8d
jl     117d <shell_sort+0x7d>
mov    %ecx,%r8d
shr    $0x1f,%ecx
add    %r8d,%ecx
sar    %ecx
cmp    %esi,%ecx
jge    1110 <shell_sort+0x10>
movslq %ecx,%r10
xor    %r11d,%r11d
mov    %r10,%r14
jmp    1143 <shell_sort+0x43>
movslq %ebp,%rdx
mov    %eax,(%rdi,%rdx,4)
add    $0x1,%r14
add    $0x1,%r11d
cmp    %r9,%r14
je     1110 <shell_sort+0x10>
mov    (%rdi,%r14,4),%eax
mov    %r14d,%ebp
cmp    %r10,%r14
jl     1130 <shell_sort+0x30>
mov    %r11d,%ebx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
lea    (%rcx,%rbx,1),%ebp
movslq %ebx,%rdx
mov    (%rdi,%rdx,4),%edx
cmp    %edx,%eax
jge    1130 <shell_sort+0x30>
movslq %ebp,%rbp
mov    %edx,(%rdi,%rbp,4)
sub    %ecx,%ebx
jge    1160 <shell_sort+0x60>
add    %ecx,%ebx
mov    %ebx,%ebp
jmp    1130 <shell_sort+0x30>
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* %7
br label %11
11: ; preds = %69, %2
%12 = load i32, i32* %7
%13 = icmp sgt i32 %12, 0
br i1 %13, label %14, label %72
14: ; preds = %11
%15 = load i32, i32* %7
store i32 %15, i32* %5
br label %16
16: ; preds = %65, %14
%17 = load i32, i32* %5
%18 = load i32, i32* %4
%19 = icmp slt i32 %17, %18
br i1 %19, label %20, label %68
20: ; preds = %16
%21 = load i32*, i32** %3
%22 = load i32, i32* %5
%23 = sext i32 %22 to i64
%24 = getelementptr inbounds i32, i32* %21, i64 %23
%25 = load i32, i32* %24
store i32 %25, i32* %8
%26 = load i32, i32* %5
store i32 %26, i32* %6
br label %27
27: ; preds = %55, %20
%28 = load i32, i32* %6
%29 = load i32, i32* %7
%30 = icmp sge i32 %28, %29
br i1 %30, label %31, label %59
31: ; preds = %27
%32 = load i32, i32* %8
%33 = load i32*, i32** %3
%34 = load i32, i32* %6
%35 = load i32, i32* %7
%36 = sub nsw i32 %34, %35
%37 = sext i32 %36 to i64
%38 = getelementptr inbounds i32, i32* %33, i64 %37
%39 = load i32, i32* %38
%40 = icmp slt i32 %32, %39
br i1 %40, label %41, label %53
41: ; preds = %31
%42 = load i32*, i32** %3
%43 = load i32, i32* %6
%44 = load i32, i32* %7
%45 = sub 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* %6
%51 = sext i32 %50 to i64
%52 = getelementptr inbounds i32, i32* %49, i64 %51
store i32 %48, i32* %52
br label %54
53: ; preds = %31
br label %59
54: ; preds = %41
br label %55
55: ; preds = %54
%56 = load i32, i32* %7
%57 = load i32, i32* %6
%58 = sub nsw i32 %57, %56
store i32 %58, i32* %6
br label %27
59: ; preds = %53, %27
%60 = load i32, i32* %8
%61 = load i32*, i32** %3
%62 = load i32, i32* %6
%63 = sext i32 %62 to i64
%64 = getelementptr inbounds i32, i32* %61, i64 %63
store i32 %60, i32* %64
br label %65
65: ; preds = %59
%66 = load i32, i32* %5
%67 = add nsw i32 %66, 1
store i32 %67, i32* %5
br label %16
68: ; preds = %16
br label %69
69: ; preds = %68
%70 = load i32, i32* %7
%71 = sdiv i32 %70, 2
store i32 %71, i32* %7
br label %11
72: ; 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 %37
4: ; preds = %2
%5 = sext i32 %1 to i64
br label %8
6: ; preds = %31, %8
%7 = icmp sgt i32 %9, 3
br i1 %7, label %8, label %37
8: ; preds = %4, %6
%9 = phi i32 [ %10, %6 ], [ %1, %4 ]
%10 = sdiv i32 %9, 2
%11 = icmp slt i32 %10, %1
br i1 %11, label %12, label %6
12: ; preds = %8
%13 = sext i32 %10 to i64
br label %14
14: ; preds = %12, %31
%15 = phi i64 [ %13, %12 ], [ %35, %31 ]
%16 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %15
%17 = load i32, i32* %16
%18 = icmp slt i64 %15, %13
%19 = trunc i64 %15 to i32
br i1 %18, label %31, label %20
20: ; preds = %14, %27
%21 = phi i32 [ %22, %27 ], [ %19, %14 ]
%22 = sub nsw i32 %21, %10
%23 = sext i32 %22 to i64
%24 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %23
%25 = load i32, i32* %24
%26 = icmp slt i32 %17, %25
br i1 %26, label %27, label %31
27: ; preds = %20
%28 = sext i32 %21 to i64
%29 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %28
store i32 %25, i32* %29
%30 = icmp slt i32 %22, %10
br i1 %30, label %31, label %20
31: ; preds = %27, %20, %14
%32 = phi i32 [ %19, %14 ], [ %21, %20 ], [ %22, %27 ]
%33 = sext i32 %32 to i64
%34 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %33
store i32 %17, i32* %34
%35 = add nsw i64 %15, 1
%36 = icmp eq i64 %35, %5
br i1 %36, label %6, label %14
37: ; preds = %6, %2
ret void
}