void shellsort(int arr[], int n) {
  int i, j, gap, tmp;
  for (gap = n / 2; gap > 0; gap /= 2) {
    for (i = gap; i < n; ++i) {
      tmp = arr[i];
      for (j = i - gap; j >= 0 && arr[j] > tmp; j -= gap) {
        arr[j + gap] = arr[j];
      }
      if (i != j)
        arr[j + gap] = tmp;
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<shellsort>:
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    11f4 <shellsort+0xf4>
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    11dc <shellsort+0xdc>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
sub    -0x18(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
xor    %eax,%eax
cmpl   $0x0,-0x14(%rbp)
mov    %al,-0x1d(%rbp)
jl     116f <shellsort+0x6f>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
setg   %al
mov    %al,-0x1d(%rbp)
mov    -0x1d(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    117f <shellsort+0x7f>
jmp    11aa <shellsort+0xaa>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
add    -0x18(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x18(%rbp),%ecx
mov    -0x14(%rbp),%eax
sub    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    114c <shellsort+0x4c>
mov    -0x10(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
je     11c9 <shellsort+0xc9>
mov    -0x1c(%rbp),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
add    -0x18(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    11ce <shellsort+0xce>
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    1129 <shellsort+0x29>
jmp    11e1 <shellsort+0xe1>
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    1119 <shellsort+0x19>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<shellsort>:
push   %rbx
cmp    $0x2,%esi
jl     1176 <shellsort+0x76>
movslq %esi,%r9
mov    %esi,%ecx
jmp    1116 <shellsort+0x16>
nopl   (%rax)
cmp    $0x4,%r8d
jl     1176 <shellsort+0x76>
mov    %ecx,%r8d
shr    $0x1f,%ecx
add    %r8d,%ecx
sar    %ecx
cmp    %esi,%ecx
jge    1110 <shellsort+0x10>
movslq %ecx,%r10
jmp    1139 <shellsort+0x39>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%r10
cmp    %r9,%r10
je     1110 <shellsort+0x10>
mov    (%rdi,%r10,4),%r11d
mov    %r10d,%edx
sub    %ecx,%edx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
lea    (%rcx,%rdx,1),%eax
mov    %edx,%ebx
mov    (%rdi,%rbx,4),%ebx
cmp    %r11d,%ebx
jle    1169 <shellsort+0x69>
cltq
mov    %ebx,(%rdi,%rax,4)
sub    %ecx,%edx
jns    1150 <shellsort+0x50>
lea    (%rcx,%rdx,1),%eax
cmp    %r10d,%edx
je     1130 <shellsort+0x30>
cltq
mov    %r11d,(%rdi,%rax,4)
jmp    1130 <shellsort+0x30>
pop    %rbx
ret

LLVM IR (-O0):
define void @shellsort(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 = %75, %2
%12 = load i32, i32* %7
%13 = icmp sgt i32 %12, 0
br i1 %13, label %14, label %78
14: ; preds = %11
%15 = load i32, i32* %7
store i32 %15, i32* %5
br label %16
16: ; preds = %71, %14
%17 = load i32, i32* %5
%18 = load i32, i32* %4
%19 = icmp slt i32 %17, %18
br i1 %19, label %20, label %74
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
%27 = load i32, i32* %7
%28 = sub nsw i32 %26, %27
store i32 %28, i32* %6
br label %29
29: ; preds = %54, %20
%30 = load i32, i32* %6
%31 = icmp sge i32 %30, 0
br i1 %31, label %32, label %40
32: ; preds = %29
%33 = load i32*, i32** %3
%34 = load i32, i32* %6
%35 = sext i32 %34 to i64
%36 = getelementptr inbounds i32, i32* %33, i64 %35
%37 = load i32, i32* %36
%38 = load i32, i32* %8
%39 = icmp sgt i32 %37, %38
br label %40
40: ; preds = %32, %29
%41 = phi i1 [ false, %29 ], [ %39, %32 ]
br i1 %41, label %42, label %58
42: ; preds = %40
%43 = load i32*, i32** %3
%44 = load i32, i32* %6
%45 = sext i32 %44 to i64
%46 = getelementptr inbounds i32, i32* %43, i64 %45
%47 = load i32, i32* %46
%48 = load i32*, i32** %3
%49 = load i32, i32* %6
%50 = load i32, i32* %7
%51 = add nsw i32 %49, %50
%52 = sext i32 %51 to i64
%53 = getelementptr inbounds i32, i32* %48, i64 %52
store i32 %47, i32* %53
br label %54
54: ; preds = %42
%55 = load i32, i32* %7
%56 = load i32, i32* %6
%57 = sub nsw i32 %56, %55
store i32 %57, i32* %6
br label %29
58: ; preds = %40
%59 = load i32, i32* %5
%60 = load i32, i32* %6
%61 = icmp ne i32 %59, %60
br i1 %61, label %62, label %70
62: ; preds = %58
%63 = load i32, i32* %8
%64 = load i32*, i32** %3
%65 = load i32, i32* %6
%66 = load i32, i32* %7
%67 = add nsw i32 %65, %66
%68 = sext i32 %67 to i64
%69 = getelementptr inbounds i32, i32* %64, i64 %68
store i32 %63, i32* %69
br label %70
70: ; preds = %62, %58
br label %71
71: ; preds = %70
%72 = load i32, i32* %5
%73 = add nsw i32 %72, 1
store i32 %73, i32* %5
br label %16
74: ; preds = %16
br label %75
75: ; preds = %74
%76 = load i32, i32* %7
%77 = sdiv i32 %76, 2
store i32 %77, i32* %7
br label %11
78: ; preds = %11
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @shellsort(i32* nocapture %0, i32 %1) {
%3 = icmp sgt i32 %1, 1
br i1 %3, label %4, label %43
4: ; preds = %2
%5 = sext i32 %1 to i64
br label %8
6: ; preds = %40, %8
%7 = icmp sgt i32 %9, 3
br i1 %7, label %8, label %43
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 = %40, %12
%15 = phi i64 [ %13, %12 ], [ %41, %40 ]
%16 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %15
%17 = load i32, i32* %16
%18 = trunc i64 %15 to i32
%19 = trunc i64 %15 to i32
%20 = sub i32 %19, %10
br label %21
21: ; preds = %14, %28
%22 = phi i32 [ %31, %28 ], [ %20, %14 ]
%23 = phi i32 [ %22, %28 ], [ %18, %14 ]
%24 = zext i32 %22 to i64
%25 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %24
%26 = load i32, i32* %25
%27 = icmp sgt i32 %26, %17
br i1 %27, label %28, label %33
28: ; preds = %21
%29 = sext i32 %23 to i64
%30 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %29
store i32 %26, i32* %30
%31 = sub nsw i32 %22, %10
%32 = icmp sgt i32 %31, -1
br i1 %32, label %21, label %33
33: ; preds = %21, %28
%34 = phi i32 [ %23, %21 ], [ %22, %28 ]
%35 = phi i32 [ %22, %21 ], [ %31, %28 ]
%36 = icmp eq i32 %35, %18
br i1 %36, label %40, label %37
37: ; preds = %33
%38 = sext i32 %34 to i64
%39 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %38
store i32 %17, i32* %39
br label %40
40: ; preds = %33, %37
%41 = add nsw i64 %15, 1
%42 = icmp eq i64 %41, %5
br i1 %42, label %6, label %14
43: ; preds = %6, %2
ret void
}