void half_sort(int *arr, int len) {
  if (len < 2)
    return;
  int i = 0, j = 1;
  while (j < len) {
    int l = 0, r = j - 1;
    int tmp = arr[j];
    while (l <= r) {
      int mid = (l + r) / 2;
      if (arr[mid] >= tmp)
        r = mid - 1;
      else
        l = mid + 1;
    }
    i = j;
    while (i > l) {
      arr[i] = arr[i - 1];
      i--;
    }
    arr[l] = tmp;
    j++;
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<half_sort>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
cmpl   $0x2,-0xc(%rbp)
jge    111a <half_sort+0x1a>
jmp    11f6 <half_sort+0xf6>
movl   $0x0,-0x10(%rbp)
movl   $0x1,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    11f6 <half_sort+0xf6>
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jg     119f <half_sort+0x9f>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    -0x1c(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x20(%rbp),%eax
jl     1191 <half_sort+0x91>
mov    -0x24(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    119a <half_sort+0x9a>
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    1152 <half_sort+0x52>
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jle    11da <half_sort+0xda>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x10(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    11a5 <half_sort+0xa5>
mov    -0x20(%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    1128 <half_sort+0x28>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<half_sort>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %rbx
cmp    $0x2,%esi
jl     11fb <half_sort+0xfb>
mov    %esi,%r8d
lea    0x4(%rdi),%rcx
mov    $0x1,%r11d
mov    $0xffffffffffffffff,%r9
xor    %r10d,%r10d
jmp    114c <half_sort+0x4c>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %esi,(%rdi,%rax,4)
add    $0x1,%r11
add    $0x1,%r10
add    $0x4,%rcx
add    $0xffffffffffffffff,%r9
cmp    %r8,%r11
je     11fb <half_sort+0xfb>
mov    (%rdi,%r11,4),%esi
lea    -0x1(%r11),%eax
xor    %edx,%edx
jmp    1169 <half_sort+0x69>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0xffffffff,%ebx
mov    %ebx,%eax
cmp    %eax,%edx
jg     1190 <half_sort+0x90>
lea    (%rax,%rdx,1),%ebp
mov    %ebp,%ebx
shr    $0x1f,%ebx
add    %ebp,%ebx
sar    %ebx
movslq %ebx,%rbp
cmp    %esi,(%rdi,%rbp,4)
jge    1160 <half_sort+0x60>
add    $0x1,%ebx
mov    %ebx,%edx
jmp    1165 <half_sort+0x65>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
movslq %edx,%rax
cmp    %rax,%r11
jle    1130 <half_sort+0x30>
mov    %r11d,%r15d
sub    %edx,%r15d
mov    %r10,%r14
sub    %rax,%r14
mov    %r11,%rbx
test   $0x3,%r15b
je     11d3 <half_sort+0xd3>
mov    %r11d,%ebx
sub    %dl,%bl
movzbl %bl,%edx
and    $0x3,%edx
neg    %rdx
xor    %ebx,%ebx
nopl   (%rax)
mov    -0x4(%rcx,%rbx,4),%ebp
mov    %ebp,(%rcx,%rbx,4)
add    $0xffffffffffffffff,%rbx
cmp    %rbx,%rdx
jne    11c0 <half_sort+0xc0>
sub    %r9,%rbx
cmp    $0x3,%r14
jb     1130 <half_sort+0x30>
nopl   (%rax)
movups -0x10(%rdi,%rbx,4),%xmm0
movups %xmm0,-0xc(%rdi,%rbx,4)
lea    -0x4(%rbx),%rdx
mov    %rdx,%rbx
cmp    %rax,%rdx
jg     11e0 <half_sort+0xe0>
jmp    1130 <half_sort+0x30>
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @half_sort(i32* %0, i32 %1) {
%3 = alloca i32*
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
store i32* %0, i32** %3
store i32 %1, i32* %4
%11 = load i32, i32* %4
%12 = icmp slt i32 %11, 2
br i1 %12, label %13, label %14
13: ; preds = %2
br label %77
14: ; preds = %2
store i32 0, i32* %5
store i32 1, i32* %6
br label %15
15: ; preds = %69, %14
%16 = load i32, i32* %6
%17 = load i32, i32* %4
%18 = icmp slt i32 %16, %17
br i1 %18, label %19, label %77
19: ; preds = %15
store i32 0, i32* %7
%20 = load i32, i32* %6
%21 = sub nsw i32 %20, 1
store i32 %21, i32* %8
%22 = load i32*, i32** %3
%23 = load i32, i32* %6
%24 = sext i32 %23 to i64
%25 = getelementptr inbounds i32, i32* %22, i64 %24
%26 = load i32, i32* %25
store i32 %26, i32* %9
br label %27
27: ; preds = %49, %19
%28 = load i32, i32* %7
%29 = load i32, i32* %8
%30 = icmp sle i32 %28, %29
br i1 %30, label %31, label %50
31: ; preds = %27
%32 = load i32, i32* %7
%33 = load i32, i32* %8
%34 = add nsw i32 %32, %33
%35 = sdiv i32 %34, 2
store i32 %35, i32* %10
%36 = load i32*, i32** %3
%37 = load i32, i32* %10
%38 = sext i32 %37 to i64
%39 = getelementptr inbounds i32, i32* %36, i64 %38
%40 = load i32, i32* %39
%41 = load i32, i32* %9
%42 = icmp sge i32 %40, %41
br i1 %42, label %43, label %46
43: ; preds = %31
%44 = load i32, i32* %10
%45 = sub nsw i32 %44, 1
store i32 %45, i32* %8
br label %49
46: ; preds = %31
%47 = load i32, i32* %10
%48 = add nsw i32 %47, 1
store i32 %48, i32* %7
br label %49
49: ; preds = %46, %43
br label %27
50: ; preds = %27
%51 = load i32, i32* %6
store i32 %51, i32* %5
br label %52
52: ; preds = %56, %50
%53 = load i32, i32* %5
%54 = load i32, i32* %7
%55 = icmp sgt i32 %53, %54
br i1 %55, label %56, label %69
56: ; preds = %52
%57 = load i32*, i32** %3
%58 = load i32, i32* %5
%59 = sub nsw i32 %58, 1
%60 = sext i32 %59 to i64
%61 = getelementptr inbounds i32, i32* %57, i64 %60
%62 = load i32, i32* %61
%63 = load i32*, i32** %3
%64 = load i32, i32* %5
%65 = sext i32 %64 to i64
%66 = getelementptr inbounds i32, i32* %63, i64 %65
store i32 %62, i32* %66
%67 = load i32, i32* %5
%68 = add nsw i32 %67, -1
store i32 %68, i32* %5
br label %52
69: ; preds = %52
%70 = load i32, i32* %9
%71 = load i32*, i32** %3
%72 = load i32, i32* %7
%73 = sext i32 %72 to i64
%74 = getelementptr inbounds i32, i32* %71, i64 %73
store i32 %70, i32* %74
%75 = load i32, i32* %6
%76 = add nsw i32 %75, 1
store i32 %76, i32* %6
br label %15
77: ; preds = %13, %15
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @half_sort(i32* nocapture %0, i32 %1) {
%3 = icmp sgt i32 %1, 1
br i1 %3, label %4, label %71
4: ; preds = %2
%5 = zext i32 %1 to i64
br label %6
6: ; preds = %66, %4
%7 = phi i64 [ %70, %66 ], [ 0, %4 ]
%8 = phi i64 [ %68, %66 ], [ 1, %4 ]
%9 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %8
%10 = load i32, i32* %9
%11 = trunc i64 %8 to i32
%12 = add i32 %11, -1
br label %33
13: ; preds = %33
%14 = sext i32 %44 to i64
%15 = icmp sgt i64 %8, %14
br i1 %15, label %16, label %66
16: ; preds = %13
%17 = sub i64 %8, %14
%18 = sub i64 %7, %14
%19 = and i64 %17, 3
%20 = icmp eq i64 %19, 0
br i1 %20, label %30, label %21
21: ; preds = %16, %21
%22 = phi i64 [ %24, %21 ], [ %8, %16 ]
%23 = phi i64 [ %28, %21 ], [ 0, %16 ]
%24 = add nsw i64 %22, -1
%25 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %24
%26 = load i32, i32* %25
%27 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %22
store i32 %26, i32* %27
%28 = add i64 %23, 1
%29 = icmp eq i64 %28, %19
br i1 %29, label %30, label %21
30: ; preds = %21, %16
%31 = phi i64 [ %8, %16 ], [ %24, %21 ]
%32 = icmp ult i64 %18, 3
br i1 %32, label %66, label %47
33: ; preds = %6, %33
%34 = phi i32 [ %45, %33 ], [ %12, %6 ]
%35 = phi i32 [ %44, %33 ], [ 0, %6 ]
%36 = add nsw i32 %34, %35
%37 = sdiv i32 %36, 2
%38 = sext i32 %37 to i64
%39 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %38
%40 = load i32, i32* %39
%41 = icmp slt i32 %40, %10
%42 = add nsw i32 %37, -1
%43 = add nsw i32 %37, 1
%44 = select i1 %41, i32 %43, i32 %35
%45 = select i1 %41, i32 %34, i32 %42
%46 = icmp sgt i32 %44, %45
br i1 %46, label %13, label %33
47: ; preds = %30, %47
%48 = phi i64 [ %61, %47 ], [ %31, %30 ]
%49 = add nsw i64 %48, -1
%50 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %49
%51 = load i32, i32* %50
%52 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %48
store i32 %51, i32* %52
%53 = add nsw i64 %48, -2
%54 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %53
%55 = load i32, i32* %54
%56 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %49
store i32 %55, i32* %56
%57 = add nsw i64 %48, -3
%58 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %57
%59 = load i32, i32* %58
%60 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %53
store i32 %59, i32* %60
%61 = add nsw i64 %48, -4
%62 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %61
%63 = load i32, i32* %62
%64 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %57
store i32 %63, i32* %64
%65 = icmp sgt i64 %61, %14
br i1 %65, label %47, label %66
66: ; preds = %30, %47, %13
%67 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %14
store i32 %10, i32* %67
%68 = add nuw nsw i64 %8, 1
%69 = icmp eq i64 %68, %5
%70 = add i64 %7, 1
br i1 %69, label %71, label %6
71: ; preds = %66, %2
ret void
}