void shell_sort(int *a, int array_size) {
  int i, j, k, temp;
  for (i = array_size; i /= 2;)
    for (j = i; j < array_size; j++) {
      temp = a[j];
      for (k = j; k >= i && temp < a[k - i]; k -= i)
        a[k] = a[k - i];
      a[k] = 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    %eax,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x10(%rbp)
cmp    $0x0,%eax
je     11d4 <shell_sort+0xd4>
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    11cf <shell_sort+0xcf>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x10(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x1d(%rbp)
jl     1178 <shell_sort+0x78>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
mov    -0x18(%rbp),%edx
sub    -0x10(%rbp),%edx
movslq %edx,%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
setl   %al
mov    %al,-0x1d(%rbp)
mov    -0x1d(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    1188 <shell_sort+0x88>
jmp    11b3 <shell_sort+0xb3>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
sub    -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    -0x10(%rbp),%ecx
mov    -0x18(%rbp),%eax
sub    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    114e <shell_sort+0x4e>
mov    -0x1c(%rbp),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    112e <shell_sort+0x2e>
jmp    1111 <shell_sort+0x11>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<shell_sort>:
push   %rbp
push   %rbx
lea    0x1(%rsi),%eax
cmp    $0x3,%eax
jae    110d <shell_sort+0xd>
pop    %rbx
pop    %rbp
ret
movslq %esi,%r8
mov    %esi,%ecx
jmp    1128 <shell_sort+0x28>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
lea    0x1(%rcx),%eax
cmp    $0x3,%eax
jb     110a <shell_sort+0xa>
mov    %ecx,%eax
shr    $0x1f,%eax
add    %ecx,%eax
mov    %eax,%ecx
sar    %ecx
cmp    %esi,%ecx
jge    1120 <shell_sort+0x20>
movslq %ecx,%r9
xor    %r10d,%r10d
mov    %r9,%r11
jmp    1163 <shell_sort+0x63>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
movslq %ebx,%rdx
mov    %eax,(%rdi,%rdx,4)
add    $0x1,%r11
add    $0x1,%r10d
cmp    %r8,%r11
je     1120 <shell_sort+0x20>
mov    (%rdi,%r11,4),%eax
mov    %r11d,%ebx
cmp    %r9,%r11
jl     1150 <shell_sort+0x50>
mov    %r10d,%edx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
lea    (%rcx,%rdx,1),%ebx
movslq %edx,%rbp
mov    (%rdi,%rbp,4),%ebp
cmp    %ebp,%eax
jge    1150 <shell_sort+0x50>
movslq %ebx,%rbx
mov    %ebp,(%rdi,%rbx,4)
sub    %ecx,%edx
jge    1180 <shell_sort+0x80>
add    %ecx,%edx
mov    %edx,%ebx
jmp    1150 <shell_sort+0x50>

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
store i32 %9, i32* %5
br label %10
10: ; preds = %68, %2
%11 = load i32, i32* %5
%12 = sdiv i32 %11, 2
store i32 %12, i32* %5
%13 = icmp ne i32 %12, 0
br i1 %13, label %14, label %69
14: ; preds = %10
%15 = load i32, i32* %5
store i32 %15, i32* %6
br label %16
16: ; preds = %65, %14
%17 = load i32, i32* %6
%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* %6
%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* %6
store i32 %26, i32* %7
br label %27
27: ; preds = %55, %20
%28 = load i32, i32* %7
%29 = load i32, i32* %5
%30 = icmp sge i32 %28, %29
br i1 %30, label %31, label %41
31: ; preds = %27
%32 = load i32, i32* %8
%33 = load i32*, i32** %3
%34 = load i32, i32* %7
%35 = load i32, i32* %5
%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 label %41
41: ; preds = %31, %27
%42 = phi i1 [ false, %27 ], [ %40, %31 ]
br i1 %42, label %43, label %59
43: ; preds = %41
%44 = load i32*, i32** %3
%45 = load i32, i32* %7
%46 = load i32, i32* %5
%47 = sub nsw i32 %45, %46
%48 = sext i32 %47 to i64
%49 = getelementptr inbounds i32, i32* %44, i64 %48
%50 = load i32, i32* %49
%51 = load i32*, i32** %3
%52 = load i32, i32* %7
%53 = sext i32 %52 to i64
%54 = getelementptr inbounds i32, i32* %51, i64 %53
store i32 %50, i32* %54
br label %55
55: ; preds = %43
%56 = load i32, i32* %5
%57 = load i32, i32* %7
%58 = sub nsw i32 %57, %56
store i32 %58, i32* %7
br label %27
59: ; preds = %41
%60 = load i32, i32* %8
%61 = load i32*, i32** %3
%62 = load i32, i32* %7
%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* %6
%67 = add nsw i32 %66, 1
store i32 %67, i32* %6
br label %16
68: ; preds = %16
br label %10
69: ; preds = %10
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @shell_sort(i32* nocapture %0, i32 %1) {
%3 = add i32 %1, 1
%4 = icmp ult i32 %3, 3
br i1 %4, label %39, label %5
5: ; preds = %2
%6 = sext i32 %1 to i64
br label %10
7: ; preds = %33, %10
%8 = add nsw i32 %12, 1
%9 = icmp ult i32 %8, 3
br i1 %9, label %39, label %10
10: ; preds = %5, %7
%11 = phi i32 [ %12, %7 ], [ %1, %5 ]
%12 = sdiv i32 %11, 2
%13 = icmp slt i32 %12, %1
br i1 %13, label %14, label %7
14: ; preds = %10
%15 = sext i32 %12 to i64
br label %16
16: ; preds = %14, %33
%17 = phi i64 [ %15, %14 ], [ %37, %33 ]
%18 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %17
%19 = load i32, i32* %18
%20 = icmp slt i64 %17, %15
%21 = trunc i64 %17 to i32
br i1 %20, label %33, label %22
22: ; preds = %16, %29
%23 = phi i32 [ %24, %29 ], [ %21, %16 ]
%24 = sub nsw i32 %23, %12
%25 = sext i32 %24 to i64
%26 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %25
%27 = load i32, i32* %26
%28 = icmp slt i32 %19, %27
br i1 %28, label %29, label %33
29: ; preds = %22
%30 = sext i32 %23 to i64
%31 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %30
store i32 %27, i32* %31
%32 = icmp slt i32 %24, %12
br i1 %32, label %33, label %22
33: ; preds = %22, %29, %16
%34 = phi i32 [ %21, %16 ], [ %24, %29 ], [ %23, %22 ]
%35 = sext i32 %34 to i64
%36 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %35
store i32 %19, i32* %36
%37 = add nsw i64 %17, 1
%38 = icmp eq i64 %37, %6
br i1 %38, label %7, label %16
39: ; preds = %7, %2
ret void
}