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


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    11dd <shell_sort+0xdd>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    11ca <shell_sort+0xca>
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x10(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x1d(%rbp)
jl     1173 <shell_sort+0x73>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
sub    -0x10(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
setg   %al
mov    %al,-0x1d(%rbp)
mov    -0x1d(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    1183 <shell_sort+0x83>
jmp    11ae <shell_sort+0xae>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
sub    -0x10(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x10(%rbp),%ecx
mov    -0x1c(%rbp),%eax
sub    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1149 <shell_sort+0x49>
mov    -0x14(%rbp),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    1137 <shell_sort+0x37>
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>:
push   %rbx
cmp    $0x2,%esi
jl     117e <shell_sort+0x7e>
mov    %esi,%eax
jmp    1116 <shell_sort+0x16>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
cmp    $0x4,%r8d
jl     117e <shell_sort+0x7e>
mov    %eax,%r8d
shr    $0x1f,%eax
add    %r8d,%eax
sar    %eax
cmp    %esi,%eax
jge    1110 <shell_sort+0x10>
movslq %eax,%rcx
mov    (%rdi,%rcx,4),%r10d
xor    %r9d,%r9d
mov    %eax,%r11d
jmp    1154 <shell_sort+0x54>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
movslq %ecx,%rcx
mov    %r10d,(%rdi,%rcx,4)
add    $0x1,%r11d
add    $0x1,%r9d
cmp    %esi,%r11d
je     1110 <shell_sort+0x10>
mov    %r11d,%ecx
cmp    %eax,%r11d
jl     1140 <shell_sort+0x40>
mov    %r9d,%edx
nop
lea    (%rax,%rdx,1),%ecx
movslq %edx,%rbx
mov    (%rdi,%rbx,4),%ebx
cmp    %r10d,%ebx
jle    1140 <shell_sort+0x40>
movslq %ecx,%rcx
mov    %ebx,(%rdi,%rcx,4)
sub    %eax,%edx
jge    1160 <shell_sort+0x60>
add    %eax,%edx
mov    %edx,%ecx
jmp    1140 <shell_sort+0x40>
pop    %rbx
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 = %66, %2
%12 = load i32, i32* %5
%13 = icmp sgt i32 %12, 0
br i1 %13, label %14, label %69
14: ; preds = %11
%15 = load i32*, i32** %3
%16 = load i32, i32* %5
%17 = sext i32 %16 to i64
%18 = getelementptr inbounds i32, i32* %15, i64 %17
%19 = load i32, i32* %18
store i32 %19, i32* %6
%20 = load i32, i32* %5
store i32 %20, i32* %7
br label %21
21: ; preds = %58, %14
%22 = load i32, i32* %7
%23 = load i32, i32* %4
%24 = icmp slt i32 %22, %23
br i1 %24, label %25, label %66
25: ; preds = %21
%26 = load i32, i32* %7
store i32 %26, i32* %8
br label %27
27: ; preds = %43, %25
%28 = load i32, i32* %8
%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** %3
%33 = load i32, i32* %8
%34 = load i32, i32* %5
%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* %6
%40 = icmp sgt i32 %38, %39
br label %41
41: ; preds = %31, %27
%42 = phi i1 [ false, %27 ], [ %40, %31 ]
br i1 %42, label %43, label %58
43: ; preds = %41
%44 = load i32*, i32** %3
%45 = load i32, i32* %8
%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* %8
%53 = sext i32 %52 to i64
%54 = getelementptr inbounds i32, i32* %51, i64 %53
store i32 %50, i32* %54
%55 = load i32, i32* %5
%56 = load i32, i32* %8
%57 = sub nsw i32 %56, %55
store i32 %57, i32* %8
br label %27
58: ; preds = %41
%59 = load i32, i32* %6
%60 = load i32*, i32** %3
%61 = load i32, i32* %8
%62 = sext i32 %61 to i64
%63 = getelementptr inbounds i32, i32* %60, i64 %62
store i32 %59, i32* %63
%64 = load i32, i32* %7
%65 = add nsw i32 %64, 1
store i32 %65, i32* %7
br label %21
66: ; preds = %21
%67 = load i32, i32* %5
%68 = sdiv i32 %67, 2
store i32 %68, i32* %5
br label %11
69: ; 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 %33
4: ; preds = %27, %6
%5 = icmp sgt i32 %7, 3
br i1 %5, label %6, label %33
6: ; preds = %2, %4
%7 = phi i32 [ %8, %4 ], [ %1, %2 ]
%8 = sdiv i32 %7, 2
%9 = sext i32 %8 to i64
%10 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %9
%11 = load i32, i32* %10
%12 = icmp slt i32 %8, %1
br i1 %12, label %13, label %4
13: ; preds = %6, %27
%14 = phi i32 [ %31, %27 ], [ %8, %6 ]
%15 = icmp slt i32 %14, %8
br i1 %15, label %27, label %16
16: ; preds = %13, %23
%17 = phi i32 [ %18, %23 ], [ %14, %13 ]
%18 = sub nsw i32 %17, %8
%19 = sext i32 %18 to i64
%20 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %19
%21 = load i32, i32* %20
%22 = icmp sgt i32 %21, %11
br i1 %22, label %23, label %27
23: ; preds = %16
%24 = sext i32 %17 to i64
%25 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %24
store i32 %21, i32* %25
%26 = icmp slt i32 %18, %8
br i1 %26, label %27, label %16
27: ; preds = %16, %23, %13
%28 = phi i32 [ %14, %13 ], [ %18, %23 ], [ %17, %16 ]
%29 = sext i32 %28 to i64
%30 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %29
store i32 %11, i32* %30
%31 = add nsw i32 %14, 1
%32 = icmp eq i32 %31, %1
br i1 %32, label %4, label %13
33: ; preds = %4, %2
ret void
}