void shell_sort(int *arr, int len) {
  int gap, i, j;
  for (gap = len / 2; gap > 0; gap /= 2) {
    for (i = gap; i < len; i++) {
      for (j = i - gap; j >= 0 && (arr[j + gap] < arr[j]); j -= gap) {
        int tmp = arr[j];
        arr[j] = arr[j + gap];
        arr[j + gap] = tmp;
      }
    }
  }
}


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    11f5 <shell_sort+0xf5>
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    11dd <shell_sort+0xdd>
mov    -0x14(%rbp),%eax
sub    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
xor    %eax,%eax
cmpl   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    %al,-0x1d(%rbp)
jl     116e <shell_sort+0x6e>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
add    -0x10(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x18(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
setl   %al
mov    %al,-0x1d(%rbp)
mov    -0x1d(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    117e <shell_sort+0x7e>
jmp    11ca <shell_sort+0xca>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x1c(%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    -0x1c(%rbp),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
add    -0x10(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x10(%rbp),%ecx
mov    -0x18(%rbp),%eax
sub    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    113e <shell_sort+0x3e>
jmp    11cf <shell_sort+0xcf>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1129 <shell_sort+0x29>
jmp    11e2 <shell_sort+0xe2>
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     1172 <shell_sort+0x72>
mov    %esi,%r10d
jmp    1116 <shell_sort+0x16>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
cmp    $0x4,%r8d
jl     1172 <shell_sort+0x72>
mov    %r10d,%r8d
shr    $0x1f,%r10d
add    %r8d,%r10d
sar    %r10d
cmp    %esi,%r10d
jge    1110 <shell_sort+0x10>
mov    %r10d,%r9d
jmp    1139 <shell_sort+0x39>
nopl   (%rax)
add    $0x1,%r9d
cmp    %esi,%r9d
je     1110 <shell_sort+0x10>
mov    %r9d,%ecx
sub    %r10d,%ecx
js     1130 <shell_sort+0x30>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
lea    (%r10,%rcx,1),%eax
movslq %eax,%r11
mov    (%rdi,%r11,4),%eax
mov    %ecx,%ecx
mov    (%rdi,%rcx,4),%edx
cmp    %edx,%eax
jge    1130 <shell_sort+0x30>
mov    %eax,(%rdi,%rcx,4)
mov    %edx,(%rdi,%r11,4)
sub    %r10d,%ecx
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 = %76, %2
%12 = load i32, i32* %5
%13 = icmp sgt i32 %12, 0
br i1 %13, label %14, label %79
14: ; preds = %11
%15 = load i32, i32* %5
store i32 %15, i32* %6
br label %16
16: ; preds = %72, %14
%17 = load i32, i32* %6
%18 = load i32, i32* %4
%19 = icmp slt i32 %17, %18
br i1 %19, label %20, label %75
20: ; preds = %16
%21 = load i32, i32* %6
%22 = load i32, i32* %5
%23 = sub nsw i32 %21, %22
store i32 %23, i32* %7
br label %24
24: ; preds = %67, %20
%25 = load i32, i32* %7
%26 = icmp sge i32 %25, 0
br i1 %26, label %27, label %41
27: ; preds = %24
%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 = load i32*, i32** %3
%36 = load i32, i32* %7
%37 = sext i32 %36 to i64
%38 = getelementptr inbounds i32, i32* %35, i64 %37
%39 = load i32, i32* %38
%40 = icmp slt i32 %34, %39
br label %41
41: ; preds = %27, %24
%42 = phi i1 [ false, %24 ], [ %40, %27 ]
br i1 %42, label %43, label %71
43: ; preds = %41
%44 = load i32*, i32** %3
%45 = load i32, i32* %7
%46 = sext i32 %45 to i64
%47 = getelementptr inbounds i32, i32* %44, i64 %46
%48 = load i32, i32* %47
store i32 %48, i32* %8
%49 = load i32*, i32** %3
%50 = load i32, i32* %7
%51 = load i32, i32* %5
%52 = add nsw i32 %50, %51
%53 = sext i32 %52 to i64
%54 = getelementptr inbounds i32, i32* %49, i64 %53
%55 = load i32, i32* %54
%56 = load i32*, i32** %3
%57 = load i32, i32* %7
%58 = sext i32 %57 to i64
%59 = getelementptr inbounds i32, i32* %56, i64 %58
store i32 %55, i32* %59
%60 = load i32, i32* %8
%61 = load i32*, i32** %3
%62 = load i32, i32* %7
%63 = load i32, i32* %5
%64 = add nsw i32 %62, %63
%65 = sext i32 %64 to i64
%66 = getelementptr inbounds i32, i32* %61, i64 %65
store i32 %60, i32* %66
br label %67
67: ; preds = %43
%68 = load i32, i32* %5
%69 = load i32, i32* %7
%70 = sub nsw i32 %69, %68
store i32 %70, i32* %7
br label %24
71: ; preds = %41
br label %72
72: ; preds = %71
%73 = load i32, i32* %6
%74 = add nsw i32 %73, 1
store i32 %74, i32* %6
br label %16
75: ; preds = %16
br label %76
76: ; preds = %75
%77 = load i32, i32* %5
%78 = sdiv i32 %77, 2
store i32 %78, i32* %5
br label %11
79: ; 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 %30
4: ; preds = %27, %6
%5 = icmp sgt i32 %7, 3
br i1 %5, label %6, label %30
6: ; preds = %2, %4
%7 = phi i32 [ %8, %4 ], [ %1, %2 ]
%8 = sdiv i32 %7, 2
%9 = icmp slt i32 %8, %1
br i1 %9, label %10, label %4
10: ; preds = %6, %27
%11 = phi i32 [ %28, %27 ], [ %8, %6 ]
%12 = sub nsw i32 %11, %8
%13 = icmp sgt i32 %12, -1
br i1 %13, label %14, label %27
14: ; preds = %10, %24
%15 = phi i32 [ %25, %24 ], [ %12, %10 ]
%16 = phi i32 [ %15, %24 ], [ %11, %10 ]
%17 = sext i32 %16 to i64
%18 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %17
%19 = load i32, i32* %18
%20 = zext i32 %15 to i64
%21 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %20
%22 = load i32, i32* %21
%23 = icmp slt i32 %19, %22
br i1 %23, label %24, label %27
24: ; preds = %14
store i32 %19, i32* %21
store i32 %22, i32* %18
%25 = sub nsw i32 %15, %8
%26 = icmp sgt i32 %25, -1
br i1 %26, label %14, label %27
27: ; preds = %24, %14, %10
%28 = add nsw i32 %11, 1
%29 = icmp eq i32 %28, %1
br i1 %29, label %4, label %10
30: ; preds = %4, %2
ret void
}