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


x86 assembly (clang, -O0):
<shell_sort>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x1c(%rbp)
jle    11f4 <shell_sort+0xf4>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    11dc <shell_sort+0xdc>
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x1d(%rbp)
jl     1182 <shell_sort+0x82>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
sub    -0x1c(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x14(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
setg   %al
mov    %al,-0x1d(%rbp)
mov    -0x1d(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    1192 <shell_sort+0x92>
jmp    11c9 <shell_sort+0xc9>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
sub    -0x1c(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x14(%rbp),%eax
sub    -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    1150 <shell_sort+0x50>
jmp    11ce <shell_sort+0xce>
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    1130 <shell_sort+0x30>
jmp    11e1 <shell_sort+0xe1>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x1c(%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     116e <shell_sort+0x6e>
movslq %esi,%r9
mov    %esi,%ecx
jmp    1116 <shell_sort+0x16>
cmp    $0x4,%r8d
jl     116e <shell_sort+0x6e>
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    113d <shell_sort+0x3d>
add    $0x1,%r14
add    $0x1,%r11d
cmp    %r9,%r14
je     1110 <shell_sort+0x10>
cmp    %r10,%r14
jl     1130 <shell_sort+0x30>
mov    (%rdi,%r14,4),%eax
movslq %r14d,%rdx
mov    (%rdi,%rdx,4),%ebp
mov    %r11d,%ebx
nop
movslq %ebx,%rbx
mov    (%rdi,%rbx,4),%edx
cmp    %ebp,%edx
jle    1130 <shell_sort+0x30>
lea    (%rcx,%rbx,1),%ebp
movslq %ebp,%rbp
mov    %edx,(%rdi,%rbp,4)
mov    %eax,(%rdi,%rbx,4)
mov    %eax,%ebp
sub    %ecx,%ebx
jge    1150 <shell_sort+0x50>
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
store i32 0, i32* %7
%9 = load i32, i32* %4
%10 = sdiv i32 %9, 2
store i32 %10, i32* %8
br label %11
11: ; preds = %72, %2
%12 = load i32, i32* %8
%13 = icmp sgt i32 %12, 0
br i1 %13, label %14, label %75
14: ; preds = %11
%15 = load i32, i32* %8
store i32 %15, i32* %5
br label %16
16: ; preds = %68, %14
%17 = load i32, i32* %5
%18 = load i32, i32* %4
%19 = icmp slt i32 %17, %18
br i1 %19, label %20, label %71
20: ; preds = %16
%21 = load i32, i32* %5
store i32 %21, i32* %6
%22 = load i32*, i32** %3
%23 = load i32, i32* %5
%24 = sext i32 %23 to i64
%25 = getelementptr inbounds i32, i32* %22, i64 %24
%26 = load i32, i32* %25
store i32 %26, i32* %7
br label %27
27: ; preds = %47, %20
%28 = load i32, i32* %6
%29 = load i32, i32* %8
%30 = icmp sge i32 %28, %29
br i1 %30, label %31, label %45
31: ; preds = %27
%32 = load i32*, i32** %3
%33 = load i32, i32* %6
%34 = load i32, i32* %8
%35 = sub nsw i32 %33, %34
%36 = sext i32 %35 to i64
%37 = getelementptr inbounds i32, i32* %32, i64 %36
%38 = load i32, i32* %37
%39 = load i32*, i32** %3
%40 = load i32, i32* %6
%41 = sext i32 %40 to i64
%42 = getelementptr inbounds i32, i32* %39, i64 %41
%43 = load i32, i32* %42
%44 = icmp sgt i32 %38, %43
br label %45
45: ; preds = %31, %27
%46 = phi i1 [ false, %27 ], [ %44, %31 ]
br i1 %46, label %47, label %67
47: ; preds = %45
%48 = load i32*, i32** %3
%49 = load i32, i32* %6
%50 = load i32, i32* %8
%51 = sub nsw i32 %49, %50
%52 = sext i32 %51 to i64
%53 = getelementptr inbounds i32, i32* %48, i64 %52
%54 = load i32, i32* %53
%55 = load i32*, i32** %3
%56 = load i32, i32* %6
%57 = sext i32 %56 to i64
%58 = getelementptr inbounds i32, i32* %55, i64 %57
store i32 %54, i32* %58
%59 = load i32, i32* %6
%60 = load i32, i32* %8
%61 = sub nsw i32 %59, %60
store i32 %61, i32* %6
%62 = load i32, i32* %7
%63 = load i32*, i32** %3
%64 = load i32, i32* %6
%65 = sext i32 %64 to i64
%66 = getelementptr inbounds i32, i32* %63, i64 %65
store i32 %62, i32* %66
br label %27
67: ; preds = %45
br label %68
68: ; preds = %67
%69 = load i32, i32* %5
%70 = add nsw i32 %69, 1
store i32 %70, i32* %5
br label %16
71: ; preds = %16
br label %72
72: ; preds = %71
%73 = load i32, i32* %8
%74 = sdiv i32 %73, 2
store i32 %74, i32* %8
br label %11
75: ; 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 %40
4: ; preds = %2
%5 = sext i32 %1 to i64
br label %8
6: ; preds = %37, %8
%7 = icmp sgt i32 %9, 3
br i1 %7, label %8, label %40
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, %37
%15 = phi i64 [ %13, %12 ], [ %38, %37 ]
%16 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %15
%17 = load i32, i32* %16
%18 = icmp slt i64 %15, %13
br i1 %18, label %37, label %19
19: ; preds = %14
%20 = trunc i64 %15 to i32
%21 = shl i64 %15, 32
%22 = ashr exact i64 %21, 32
%23 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %22
%24 = load i32, i32* %23
br label %25
25: ; preds = %19, %33
%26 = phi i32 [ %17, %33 ], [ %24, %19 ]
%27 = phi i32 [ %28, %33 ], [ %20, %19 ]
%28 = sub nsw i32 %27, %10
%29 = sext i32 %28 to i64
%30 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %29
%31 = load i32, i32* %30
%32 = icmp sgt i32 %31, %26
br i1 %32, label %33, label %37
33: ; preds = %25
%34 = sext i32 %27 to i64
%35 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %34
store i32 %31, i32* %35
store i32 %17, i32* %30
%36 = icmp slt i32 %28, %10
br i1 %36, label %37, label %25
37: ; preds = %33, %25, %14
%38 = add nsw i64 %15, 1
%39 = icmp eq i64 %38, %5
br i1 %39, label %6, label %14
40: ; preds = %6, %2
ret void
}