#define NULL ((void *)0)
typedef unsigned long size_t; // Customize by platform.
typedef long intptr_t;
typedef unsigned long uintptr_t;
typedef long scalar_t__; // Either arithmetic or pointer type.
/* By default, we understand bool (as a convenience). */
typedef int bool;
#define false 0
#define true 1

/* Forward declarations */

/* Type definitions */

/* Variables and functions */
int /*<<< orphan*/ free(int *);
scalar_t__ malloc(int);
void sort_bucket(int *arr, size_t length, int min, int max) {
  size_t i, l, size;
  int *buckets;
  if (length < 2)
    return;
  size = max - min + 1;
  if (size < 2)
    return;
  buckets = (int *)malloc(sizeof(int) * size);
  for (i = 0; i < size; ++i) {
    buckets[i] = 0;
  }
  for (i = 0; i < length; ++i) {
    ++buckets[arr[i] - min];
  }
  for (i = 0, l = 0; l < size; ++l) {
    while (buckets[l] > 0) {
      arr[i] = l;
      ++i;
      --buckets[l];
    }
  }
  free(buckets);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<sort_bucket>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x40,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
mov    %ecx,-0x18(%rbp)
cmpq   $0x2,-0x10(%rbp)
jae    1146 <sort_bucket+0x26>
jmp    127a <sort_bucket+0x15a>
mov    -0x18(%rbp),%eax
sub    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
cltq
mov    %rax,-0x30(%rbp)
cmpq   $0x2,-0x30(%rbp)
jae    1165 <sort_bucket+0x45>
jmp    127a <sort_bucket+0x15a>
mov    -0x30(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edi
call   1040 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x38(%rbp)
movq   $0x0,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
cmp    -0x30(%rbp),%rax
jae    11ae <sort_bucket+0x8e>
mov    -0x38(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%rcx
movl   $0x0,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x20(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
jmp    1180 <sort_bucket+0x60>
movq   $0x0,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
cmp    -0x10(%rbp),%rax
jae    11f3 <sort_bucket+0xd3>
mov    -0x38(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
mov    -0x20(%rbp),%rdx
mov    (%rcx,%rdx,4),%ecx
sub    -0x14(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x20(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
jmp    11b6 <sort_bucket+0x96>
movq   $0x0,-0x20(%rbp)
movq   $0x0,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
cmp    -0x30(%rbp),%rax
jae    1271 <sort_bucket+0x151>
jmp    1216 <sort_bucket+0xf6>
mov    -0x38(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%rcx
cmpl   $0x0,(%rax,%rcx,4)
jle    125b <sort_bucket+0x13b>
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    %eax,%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x20(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
add    $0xffffffff,%edx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    1216 <sort_bucket+0xf6>
jmp    1260 <sort_bucket+0x140>
mov    -0x28(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
jmp    1203 <sort_bucket+0xe3>
mov    -0x38(%rbp),%rdi
call   1030 <free@plt>
add    $0x40,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<sort_bucket>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
cmp    $0x2,%rsi
jb     114e <sort_bucket+0x1e>
mov    %edx,%r13d
sub    %edx,%ecx
add    $0x1,%ecx
cmp    $0x2,%ecx
jae    115d <sort_bucket+0x2d>
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret
mov    %rsi,%r15
mov    %rdi,%r14
movslq %ecx,%r12
shl    $0x2,%ecx
mov    %ecx,%edi
call   1050 <malloc@plt>
mov    %rax,%rbx
lea    0x0(,%r12,4),%rdx
xor    %ebp,%ebp
mov    %rax,%rdi
xor    %esi,%esi
call   1040 <memset@plt>
movslq %r13d,%rax
cmp    $0x1,%r15
je     11c0 <sort_bucket+0x90>
mov    %r15,%rcx
and    $0xfffffffffffffffe,%rcx
xor    %ebp,%ebp
nopl   0x0(%rax)
movslq (%r14,%rbp,4),%rdx
sub    %rax,%rdx
addl   $0x1,(%rbx,%rdx,4)
movslq 0x4(%r14,%rbp,4),%rdx
sub    %rax,%rdx
addl   $0x1,(%rbx,%rdx,4)
add    $0x2,%rbp
cmp    %rbp,%rcx
jne    11a0 <sort_bucket+0x70>
test   $0x1,%r15b
je     11d1 <sort_bucket+0xa1>
movslq (%r14,%rbp,4),%rcx
sub    %rax,%rcx
addl   $0x1,(%rbx,%rcx,4)
cmp    $0x2,%r12
mov    $0x1,%eax
cmovae %r12,%rax
xor    %ecx,%ecx
xor    %edx,%edx
jmp    11f9 <sort_bucket+0xc9>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
add    $0x1,%rdx
cmp    %rax,%rdx
je     1218 <sort_bucket+0xe8>
cmpl   $0x0,(%rbx,%rdx,4)
jle    11f0 <sort_bucket+0xc0>
nop
mov    %edx,(%r14,%rcx,4)
add    $0x1,%rcx
mov    (%rbx,%rdx,4),%esi
lea    -0x1(%rsi),%edi
mov    %edi,(%rbx,%rdx,4)
cmp    $0x1,%esi
jg     1200 <sort_bucket+0xd0>
jmp    11f0 <sort_bucket+0xc0>
mov    %rbx,%rdi
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
jmp    1030 <free@plt>

LLVM IR (-O0):
define void @sort_bucket(i32* %0, i64 %1, i32 %2, i32 %3) {
%5 = alloca i32*
%6 = alloca i64
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i64
%10 = alloca i64
%11 = alloca i64
%12 = alloca i32*
store i32* %0, i32** %5
store i64 %1, i64* %6
store i32 %2, i32* %7
store i32 %3, i32* %8
%13 = load i64, i64* %6
%14 = icmp ult i64 %13, 2
br i1 %14, label %15, label %16
15: ; preds = %4
br label %94
16: ; preds = %4
%17 = load i32, i32* %8
%18 = load i32, i32* %7
%19 = sub nsw i32 %17, %18
%20 = add nsw i32 %19, 1
%21 = sext i32 %20 to i64
store i64 %21, i64* %11
%22 = load i64, i64* %11
%23 = icmp ult i64 %22, 2
br i1 %23, label %24, label %25
24: ; preds = %16
br label %94
25: ; preds = %16
%26 = load i64, i64* %11
%27 = mul i64 4, %26
%28 = trunc i64 %27 to i32
%29 = call i64 @malloc(i32 %28)
%30 = inttoptr i64 %29 to i32*
store i32* %30, i32** %12
store i64 0, i64* %9
br label %31
31: ; preds = %39, %25
%32 = load i64, i64* %9
%33 = load i64, i64* %11
%34 = icmp ult i64 %32, %33
br i1 %34, label %35, label %42
35: ; preds = %31
%36 = load i32*, i32** %12
%37 = load i64, i64* %9
%38 = getelementptr inbounds i32, i32* %36, i64 %37
store i32 0, i32* %38
br label %39
39: ; preds = %35
%40 = load i64, i64* %9
%41 = add i64 %40, 1
store i64 %41, i64* %9
br label %31
42: ; preds = %31
store i64 0, i64* %9
br label %43
43: ; preds = %59, %42
%44 = load i64, i64* %9
%45 = load i64, i64* %6
%46 = icmp ult i64 %44, %45
br i1 %46, label %47, label %62
47: ; preds = %43
%48 = load i32*, i32** %12
%49 = load i32*, i32** %5
%50 = load i64, i64* %9
%51 = getelementptr inbounds i32, i32* %49, i64 %50
%52 = load i32, i32* %51
%53 = load i32, i32* %7
%54 = sub nsw i32 %52, %53
%55 = sext i32 %54 to i64
%56 = getelementptr inbounds i32, i32* %48, i64 %55
%57 = load i32, i32* %56
%58 = add nsw i32 %57, 1
store i32 %58, i32* %56
br label %59
59: ; preds = %47
%60 = load i64, i64* %9
%61 = add i64 %60, 1
store i64 %61, i64* %9
br label %43
62: ; preds = %43
store i64 0, i64* %9
store i64 0, i64* %10
br label %63
63: ; preds = %88, %62
%64 = load i64, i64* %10
%65 = load i64, i64* %11
%66 = icmp ult i64 %64, %65
br i1 %66, label %67, label %91
67: ; preds = %63
br label %68
68: ; preds = %74, %67
%69 = load i32*, i32** %12
%70 = load i64, i64* %10
%71 = getelementptr inbounds i32, i32* %69, i64 %70
%72 = load i32, i32* %71
%73 = icmp sgt i32 %72, 0
br i1 %73, label %74, label %87
74: ; preds = %68
%75 = load i64, i64* %10
%76 = trunc i64 %75 to i32
%77 = load i32*, i32** %5
%78 = load i64, i64* %9
%79 = getelementptr inbounds i32, i32* %77, i64 %78
store i32 %76, i32* %79
%80 = load i64, i64* %9
%81 = add i64 %80, 1
store i64 %81, i64* %9
%82 = load i32*, i32** %12
%83 = load i64, i64* %10
%84 = getelementptr inbounds i32, i32* %82, i64 %83
%85 = load i32, i32* %84
%86 = add nsw i32 %85, -1
store i32 %86, i32* %84
br label %68
87: ; preds = %68
br label %88
88: ; preds = %87
%89 = load i64, i64* %10
%90 = add i64 %89, 1
store i64 %90, i64* %10
br label %63
91: ; preds = %63
%92 = load i32*, i32** %12
%93 = call i32 @free(i32* %92)
br label %94
94: ; preds = %91, %24, %15
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @sort_bucket(i32* nocapture %0, i64 %1, i32 %2, i32 %3) {
%5 = icmp ult i64 %1, 2
br i1 %5, label %76, label %6
6: ; preds = %4
%7 = sub nsw i32 %3, %2
%8 = add nsw i32 %7, 1
%9 = sext i32 %8 to i64
%10 = icmp ult i32 %8, 2
br i1 %10, label %76, label %11
11: ; preds = %6
%12 = shl i32 %8, 2
%13 = tail call i64 @malloc(i32 %12)
%14 = inttoptr i64 %13 to i32*
%15 = inttoptr i64 %13 to i8*
%16 = shl nuw nsw i64 %9, 2
%17 = and i64 %1, 1
%18 = icmp eq i64 %1, 1
br i1 %18, label %21, label %19
19: ; preds = %11
%20 = and i64 %1, -2
br label %34
21: ; preds = %34, %11
%22 = phi i64 [ 0, %11 ], [ %52, %34 ]
%23 = icmp eq i64 %17, 0
br i1 %23, label %32, label %24
24: ; preds = %21
%25 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %22
%26 = load i32, i32* %25
%27 = sub nsw i32 %26, %2
%28 = sext i32 %27 to i64
%29 = getelementptr inbounds i32, i32* %14, i64 %28
%30 = load i32, i32* %29
%31 = add nsw i32 %30, 1
store i32 %31, i32* %29
br label %32
32: ; preds = %21, %24
%33 = call i64 @llvm.umax.i64(i64 %9, i64 1)
br label %55
34: ; preds = %34, %19
%35 = phi i64 [ 0, %19 ], [ %52, %34 ]
%36 = phi i64 [ 0, %19 ], [ %53, %34 ]
%37 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %35
%38 = load i32, i32* %37
%39 = sub nsw i32 %38, %2
%40 = sext i32 %39 to i64
%41 = getelementptr inbounds i32, i32* %14, i64 %40
%42 = load i32, i32* %41
%43 = add nsw i32 %42, 1
store i32 %43, i32* %41
%44 = or i64 %35, 1
%45 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %44
%46 = load i32, i32* %45
%47 = sub nsw i32 %46, %2
%48 = sext i32 %47 to i64
%49 = getelementptr inbounds i32, i32* %14, i64 %48
%50 = load i32, i32* %49
%51 = add nsw i32 %50, 1
store i32 %51, i32* %49
%52 = add nuw i64 %35, 2
%53 = add nuw i64 %36, 2
%54 = icmp eq i64 %53, %20
br i1 %54, label %21, label %34
55: ; preds = %32, %70
%56 = phi i64 [ %71, %70 ], [ 0, %32 ]
%57 = phi i64 [ %72, %70 ], [ 0, %32 ]
%58 = getelementptr inbounds i32, i32* %14, i64 %57
%59 = load i32, i32* %58
%60 = icmp sgt i32 %59, 0
br i1 %60, label %61, label %70
61: ; preds = %55
%62 = trunc i64 %57 to i32
br label %63
63: ; preds = %61, %63
%64 = phi i64 [ %56, %61 ], [ %66, %63 ]
%65 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %64
store i32 %62, i32* %65
%66 = add i64 %64, 1
%67 = load i32, i32* %58
%68 = add nsw i32 %67, -1
store i32 %68, i32* %58
%69 = icmp sgt i32 %67, 1
br i1 %69, label %63, label %70
70: ; preds = %63, %55
%71 = phi i64 [ %56, %55 ], [ %66, %63 ]
%72 = add nuw i64 %57, 1
%73 = icmp eq i64 %72, %33
br i1 %73, label %74, label %55
74: ; preds = %70
%75 = tail call i32 @free(i32* %14)
br label %76
76: ; preds = %6, %4, %74
ret void
}