void shellsort(int *nums, int count) {
  int val_to_insert, inner, interval = 1;
  while (interval < count / 3)
    interval = interval * 3 + 1;
  while (interval > 0) {
    for (int i = interval; i < count; i++) {
      val_to_insert = nums[i];
      inner = i;
      while (inner >= interval && nums[inner - interval] >= val_to_insert) {
        nums[inner] = nums[inner - interval];
        inner -= interval;
      }
      nums[inner] = val_to_insert;
    }
    interval = (interval - 1) / 3;
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<shellsort>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
movl   $0x1,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    $0x3,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%ecx
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    %ecx,%eax
jge    113f <shellsort+0x3f>
imul   $0x3,-0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    1112 <shellsort+0x12>
jmp    1144 <shellsort+0x44>
cmpl   $0x0,-0x18(%rbp)
jle    120b <shellsort+0x10b>
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    11f5 <shellsort+0xf5>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x18(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x21(%rbp)
jl     119e <shellsort+0x9e>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
sub    -0x18(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
setge  %al
mov    %al,-0x21(%rbp)
mov    -0x21(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    11ae <shellsort+0xae>
jmp    11d9 <shellsort+0xd9>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
sub    -0x18(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x18(%rbp),%ecx
mov    -0x14(%rbp),%eax
sub    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1174 <shellsort+0x74>
mov    -0x10(%rbp),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1154 <shellsort+0x54>
mov    -0x18(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    $0x3,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    1144 <shellsort+0x44>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<shellsort>:
push   %rbp
push   %rbx
movslq %esi,%r8
mov    $0x1,%ecx
cmp    $0x6,%r8d
jl     1170 <shellsort+0x70>
imul   $0x55555556,%r8,%rax
mov    %rax,%rcx
shr    $0x3f,%rcx
shr    $0x20,%rax
add    %ecx,%eax
mov    $0x1,%ecx
nopl   0x0(%rax)
mov    %ecx,%edx
lea    (%rdx,%rdx,2),%ecx
add    $0x1,%ecx
cmp    %eax,%ecx
jl     1130 <shellsort+0x30>
test   %edx,%edx
jns    1170 <shellsort+0x70>
pop    %rbx
pop    %rbp
ret
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
lea    -0x1(%rcx),%eax
cltq
imul   $0x55555556,%rax,%rax
mov    %rax,%rdx
shr    $0x3f,%rdx
shr    $0x20,%rax
add    %edx,%eax
cmp    $0x3,%ecx
mov    %eax,%ecx
jle    1140 <shellsort+0x40>
cmp    %esi,%ecx
jge    1150 <shellsort+0x50>
movslq %ecx,%r9
xor    %r10d,%r10d
mov    %r9,%r11
jmp    1193 <shellsort+0x93>
nop
movslq %ebx,%rdx
mov    %eax,(%rdi,%rdx,4)
add    $0x1,%r11
add    $0x1,%r10d
cmp    %r8,%r11
je     1150 <shellsort+0x50>
mov    (%rdi,%r11,4),%eax
mov    %r11d,%ebx
cmp    %r9,%r11
jl     1180 <shellsort+0x80>
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    %eax,%ebp
jl     1180 <shellsort+0x80>
movslq %ebx,%rbx
mov    %ebp,(%rdi,%rbx,4)
sub    %ecx,%edx
jge    11b0 <shellsort+0xb0>
add    %ecx,%edx
mov    %edx,%ebx
jmp    1180 <shellsort+0x80>

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
store i32 1, i32* %7
br label %9
9: ; preds = %14, %2
%10 = load i32, i32* %7
%11 = load i32, i32* %4
%12 = sdiv i32 %11, 3
%13 = icmp slt i32 %10, %12
br i1 %13, label %14, label %18
14: ; preds = %9
%15 = load i32, i32* %7
%16 = mul nsw i32 %15, 3
%17 = add nsw i32 %16, 1
store i32 %17, i32* %7
br label %9
18: ; preds = %9
br label %19
19: ; preds = %75, %18
%20 = load i32, i32* %7
%21 = icmp sgt i32 %20, 0
br i1 %21, label %22, label %79
22: ; preds = %19
%23 = load i32, i32* %7
store i32 %23, i32* %8
br label %24
24: ; preds = %72, %22
%25 = load i32, i32* %8
%26 = load i32, i32* %4
%27 = icmp slt i32 %25, %26
br i1 %27, label %28, label %75
28: ; preds = %24
%29 = load i32*, i32** %3
%30 = load i32, i32* %8
%31 = sext i32 %30 to i64
%32 = getelementptr inbounds i32, i32* %29, i64 %31
%33 = load i32, i32* %32
store i32 %33, i32* %5
%34 = load i32, i32* %8
store i32 %34, i32* %6
br label %35
35: ; preds = %51, %28
%36 = load i32, i32* %6
%37 = load i32, i32* %7
%38 = icmp sge i32 %36, %37
br i1 %38, label %39, label %49
39: ; preds = %35
%40 = load i32*, i32** %3
%41 = load i32, i32* %6
%42 = load i32, i32* %7
%43 = sub nsw i32 %41, %42
%44 = sext i32 %43 to i64
%45 = getelementptr inbounds i32, i32* %40, i64 %44
%46 = load i32, i32* %45
%47 = load i32, i32* %5
%48 = icmp sge i32 %46, %47
br label %49
49: ; preds = %39, %35
%50 = phi i1 [ false, %35 ], [ %48, %39 ]
br i1 %50, label %51, label %66
51: ; preds = %49
%52 = load i32*, i32** %3
%53 = load i32, i32* %6
%54 = load i32, i32* %7
%55 = sub nsw i32 %53, %54
%56 = sext i32 %55 to i64
%57 = getelementptr inbounds i32, i32* %52, i64 %56
%58 = load i32, i32* %57
%59 = load i32*, i32** %3
%60 = load i32, i32* %6
%61 = sext i32 %60 to i64
%62 = getelementptr inbounds i32, i32* %59, i64 %61
store i32 %58, i32* %62
%63 = load i32, i32* %7
%64 = load i32, i32* %6
%65 = sub nsw i32 %64, %63
store i32 %65, i32* %6
br label %35
66: ; preds = %49
%67 = load i32, i32* %5
%68 = load i32*, i32** %3
%69 = load i32, i32* %6
%70 = sext i32 %69 to i64
%71 = getelementptr inbounds i32, i32* %68, i64 %70
store i32 %67, i32* %71
br label %72
72: ; preds = %66
%73 = load i32, i32* %8
%74 = add nsw i32 %73, 1
store i32 %74, i32* %8
br label %24
75: ; preds = %24
%76 = load i32, i32* %7
%77 = sub nsw i32 %76, 1
%78 = sdiv i32 %77, 3
store i32 %78, i32* %7
br label %19
79: ; preds = %19
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @shellsort(i32* nocapture %0, i32 %1) {
%3 = sdiv i32 %1, 3
%4 = icmp sgt i32 %1, 5
br i1 %4, label %10, label %7
5: ; preds = %10
%6 = icmp sgt i32 %11, -1
br i1 %6, label %7, label %47
7: ; preds = %2, %5
%8 = phi i32 [ %13, %5 ], [ 1, %2 ]
%9 = sext i32 %1 to i64
br label %15
10: ; preds = %2, %10
%11 = phi i32 [ %13, %10 ], [ 1, %2 ]
%12 = mul nsw i32 %11, 3
%13 = add nsw i32 %12, 1
%14 = icmp slt i32 %13, %3
br i1 %14, label %10, label %5
15: ; preds = %7, %20
%16 = phi i32 [ %22, %20 ], [ %8, %7 ]
%17 = icmp slt i32 %16, %1
br i1 %17, label %18, label %20
18: ; preds = %15
%19 = sext i32 %16 to i64
br label %24
20: ; preds = %41, %15
%21 = add nsw i32 %16, -1
%22 = sdiv i32 %21, 3
%23 = icmp sgt i32 %16, 3
br i1 %23, label %15, label %47
24: ; preds = %18, %41
%25 = phi i64 [ %19, %18 ], [ %45, %41 ]
%26 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %25
%27 = load i32, i32* %26
%28 = icmp slt i64 %25, %19
%29 = trunc i64 %25 to i32
br i1 %28, label %41, label %30
30: ; preds = %24, %37
%31 = phi i32 [ %32, %37 ], [ %29, %24 ]
%32 = sub nsw i32 %31, %16
%33 = sext i32 %32 to i64
%34 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %33
%35 = load i32, i32* %34
%36 = icmp slt i32 %35, %27
br i1 %36, label %41, label %37
37: ; preds = %30
%38 = sext i32 %31 to i64
%39 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %38
store i32 %35, i32* %39
%40 = icmp slt i32 %32, %16
br i1 %40, label %41, label %30
41: ; preds = %30, %37, %24
%42 = phi i32 [ %29, %24 ], [ %32, %37 ], [ %31, %30 ]
%43 = sext i32 %42 to i64
%44 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %43
store i32 %27, i32* %44
%45 = add nsw i64 %25, 1
%46 = icmp eq i64 %45, %9
br i1 %46, label %20, label %24
47: ; preds = %20, %5
ret void
}