void shell_sort(int arr[], int len) {
  int gap, i, j, key;
  for (gap = len >> 1; gap > 0; gap >>= 1) {
    for (i = gap; i < len; i++) {
      key = arr[i];
      for (j = i - gap; j >= 0 && arr[j] > key; j -= gap) {
        arr[j + gap] = arr[j];
      }
      arr[j + gap] = key;
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<shell_sort>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
sar    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x10(%rbp)
jle    11d9 <shell_sort+0xd9>
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    11c6 <shell_sort+0xc6>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
sub    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
xor    %eax,%eax
cmpl   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    %al,-0x1d(%rbp)
jl     116a <shell_sort+0x6a>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%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    117a <shell_sort+0x7a>
jmp    11a5 <shell_sort+0xa5>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
add    -0x10(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x10(%rbp),%ecx
mov    -0x18(%rbp),%eax
sub    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    1147 <shell_sort+0x47>
mov    -0x1c(%rbp),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
add    -0x10(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1124 <shell_sort+0x24>
jmp    11cb <shell_sort+0xcb>
mov    -0x10(%rbp),%eax
sar    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    1114 <shell_sort+0x14>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<shell_sort>:
push   %rbx
cmp    $0x2,%esi
jl     116c <shell_sort+0x6c>
movslq %esi,%r9
mov    %esi,%ecx
jmp    1116 <shell_sort+0x16>
nopl   (%rax)
cmp    $0x4,%r8d
jl     116c <shell_sort+0x6c>
mov    %ecx,%r8d
sar    %ecx
cmp    %esi,%ecx
jge    1110 <shell_sort+0x10>
movslq %ecx,%r10
jmp    113f <shell_sort+0x3f>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
cltq
mov    %r11d,(%rdi,%rax,4)
add    $0x1,%r10
cmp    %r9,%r10
je     1110 <shell_sort+0x10>
mov    (%rdi,%r10,4),%r11d
mov    %r10d,%edx
sub    %ecx,%edx
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
lea    (%rcx,%rdx,1),%eax
mov    %edx,%ebx
mov    (%rdi,%rbx,4),%ebx
cmp    %r11d,%ebx
jle    1130 <shell_sort+0x30>
cltq
mov    %ebx,(%rdi,%rax,4)
sub    %ecx,%edx
jns    1150 <shell_sort+0x50>
add    %ecx,%edx
mov    %edx,%eax
jmp    1130 <shell_sort+0x30>
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 = ashr i32 %9, 1
store i32 %10, i32* %5
br label %11
11: ; preds = %70, %2
%12 = load i32, i32* %5
%13 = icmp sgt i32 %12, 0
br i1 %13, label %14, label %73
14: ; preds = %11
%15 = load i32, i32* %5
store i32 %15, i32* %6
br label %16
16: ; preds = %66, %14
%17 = load i32, i32* %6
%18 = load i32, i32* %4
%19 = icmp slt i32 %17, %18
br i1 %19, label %20, label %69
20: ; preds = %16
%21 = load i32*, i32** %3
%22 = load i32, i32* %6
%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* %6
%27 = load i32, i32* %5
%28 = sub nsw i32 %26, %27
store i32 %28, i32* %7
br label %29
29: ; preds = %54, %20
%30 = load i32, i32* %7
%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* %7
%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* %7
%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* %7
%50 = load i32, i32* %5
%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* %5
%56 = load i32, i32* %7
%57 = sub nsw i32 %56, %55
store i32 %57, i32* %7
br label %29
58: ; preds = %40
%59 = load i32, i32* %8
%60 = load i32*, i32** %3
%61 = load i32, i32* %7
%62 = load i32, i32* %5
%63 = add nsw i32 %61, %62
%64 = sext i32 %63 to i64
%65 = getelementptr inbounds i32, i32* %60, i64 %64
store i32 %59, i32* %65
br label %66
66: ; preds = %58
%67 = load i32, i32* %6
%68 = add nsw i32 %67, 1
store i32 %68, i32* %6
br label %16
69: ; preds = %16
br label %70
70: ; preds = %69
%71 = load i32, i32* %5
%72 = ashr i32 %71, 1
store i32 %72, i32* %5
br label %11
73: ; 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 %39
4: ; preds = %2
%5 = sext i32 %1 to i64
br label %8
6: ; preds = %33, %8
%7 = icmp sgt i32 %9, 3
br i1 %7, label %8, label %39
8: ; preds = %4, %6
%9 = phi i32 [ %10, %6 ], [ %1, %4 ]
%10 = ashr i32 %9, 1
%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 = %33, %12
%15 = phi i64 [ %13, %12 ], [ %37, %33 ]
%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 = sext i32 %34 to i64
%36 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %35
store i32 %17, i32* %36
%37 = add nsw i64 %15, 1
%38 = icmp eq i64 %37, %5
br i1 %38, label %6, label %14
39: ; preds = %6, %2
ret void
}