#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 *malloc(int);
int /*<<< orphan*/ memset(int *, int /*<<< orphan*/, int);
void countingSort(int A[], int n, int maxElement) {
  int i, j, x = 0, count_size = maxElement + 1;
  int *COUNT = malloc(count_size * sizeof(int));
  memset(COUNT, 0, count_size);
  for (i = 0; i < n; i++)
    COUNT[A[i]]++;
  for (i = 0; i < count_size; i++)
    for (j = 0; j < COUNT[i]; j++)
      A[x++] = i;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<countingSort>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
movslq -0x20(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edi
call   1040 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rdi
mov    -0x20(%rbp),%edx
xor    %esi,%esi
call   1030 <memset@plt>
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    119d <countingSort+0x7d>
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x14(%rbp),%rdx
movslq (%rcx,%rdx,4),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    116a <countingSort+0x4a>
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x20(%rbp),%eax
jge    1204 <countingSort+0xe4>
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    -0x28(%rbp),%rcx
movslq -0x14(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jge    11f1 <countingSort+0xd1>
mov    -0x14(%rbp),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x1c(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    11b7 <countingSort+0x97>
jmp    11f6 <countingSort+0xd6>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    11a4 <countingSort+0x84>
add    $0x30,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<countingSort>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    %edx,%r12d
mov    %esi,%ebp
mov    %rdi,%r13
lea    0x1(%r12),%r15d
lea    0x4(,%r12,4),%edi
call   1040 <malloc@plt>
mov    %rax,%r14
mov    %rax,%rdi
xor    %esi,%esi
mov    %r15d,%edx
call   1030 <memset@plt>
test   %ebp,%ebp
jle    11e2 <countingSort+0xc2>
mov    %ebp,%ecx
lea    -0x1(%rcx),%rdx
mov    %ecx,%eax
and    $0x3,%eax
cmp    $0x3,%rdx
jae    1172 <countingSort+0x52>
xor    %edx,%edx
jmp    11b1 <countingSort+0x91>
and    $0xfffffffc,%ecx
xor    %edx,%edx
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
movslq 0x0(%r13,%rdx,4),%rsi
addl   $0x1,(%r14,%rsi,4)
movslq 0x4(%r13,%rdx,4),%rsi
addl   $0x1,(%r14,%rsi,4)
movslq 0x8(%r13,%rdx,4),%rsi
addl   $0x1,(%r14,%rsi,4)
movslq 0xc(%r13,%rdx,4),%rsi
addl   $0x1,(%r14,%rsi,4)
add    $0x4,%rdx
cmp    %rdx,%rcx
jne    1180 <countingSort+0x60>
test   %rax,%rax
je     11e2 <countingSort+0xc2>
lea    0x0(,%rdx,4),%rcx
add    %r13,%rcx
xor    %edx,%edx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
movslq (%rcx,%rdx,4),%rsi
addl   $0x1,(%r14,%rsi,4)
add    $0x1,%rdx
cmp    %rdx,%rax
jne    11d0 <countingSort+0xb0>
test   %r12d,%r12d
js     1303 <countingSort+0x1e3>
mov    %r15d,%r10d
lea    0x70(%r13),%r8
lea    0x10(%r13),%r9
xor    %esi,%esi
xor    %edi,%edi
jmp    120d <countingSort+0xed>
nopl   0x0(%rax)
add    $0x1,%rsi
cmp    %r10,%rsi
je     1303 <countingSort+0x1e3>
mov    (%r14,%rsi,4),%ebp
test   %ebp,%ebp
jle    1200 <countingSort+0xe0>
movslq %edi,%rdi
lea    -0x1(%rbp),%r11d
xor    %r15d,%r15d
cmp    $0x7,%r11d
jb     12e0 <countingSort+0x1c0>
add    $0x1,%r11
mov    %r11,%r15
and    $0xfffffffffffffff8,%r15
movd   %esi,%xmm0
pshufd $0x0,%xmm0,%xmm0
lea    -0x8(%r15),%rcx
mov    %rcx,%rax
shr    $0x3,%rax
add    $0x1,%rax
mov    %eax,%edx
and    $0x3,%edx
cmp    $0x18,%rcx
jae    125b <countingSort+0x13b>
xor    %ecx,%ecx
jmp    12a9 <countingSort+0x189>
and    $0xfffffffffffffffc,%rax
lea    (%r8,%rdi,4),%rbx
xor    %ecx,%ecx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
movdqu %xmm0,-0x70(%rbx,%rcx,4)
movdqu %xmm0,-0x60(%rbx,%rcx,4)
movdqu %xmm0,-0x50(%rbx,%rcx,4)
movdqu %xmm0,-0x40(%rbx,%rcx,4)
movdqu %xmm0,-0x30(%rbx,%rcx,4)
movdqu %xmm0,-0x20(%rbx,%rcx,4)
movdqu %xmm0,-0x10(%rbx,%rcx,4)
movdqu %xmm0,(%rbx,%rcx,4)
add    $0x20,%rcx
add    $0xfffffffffffffffc,%rax
jne    1270 <countingSort+0x150>
test   %rdx,%rdx
je     12d4 <countingSort+0x1b4>
add    %rdi,%rcx
lea    (%r9,%rcx,4),%rax
shl    $0x5,%rdx
xor    %ecx,%ecx
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movdqu %xmm0,-0x10(%rax,%rcx,1)
movdqu %xmm0,(%rax,%rcx,1)
add    $0x20,%rcx
cmp    %rcx,%rdx
jne    12c0 <countingSort+0x1a0>
add    %r15,%rdi
cmp    %r15,%r11
je     1200 <countingSort+0xe0>
sub    %r15d,%ebp
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
mov    %esi,0x0(%r13,%rdi,4)
add    $0x1,%rdi
add    $0xffffffff,%ebp
jne    12f0 <countingSort+0x1d0>
jmp    1200 <countingSort+0xe0>
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @countingSort(i32* %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = alloca i32*
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32*
store i32* %0, i32** %4
store i32 %1, i32* %5
store i32 %2, i32* %6
store i32 0, i32* %9
%12 = load i32, i32* %6
%13 = add nsw i32 %12, 1
store i32 %13, i32* %10
%14 = load i32, i32* %10
%15 = sext i32 %14 to i64
%16 = mul i64 %15, 4
%17 = trunc i64 %16 to i32
%18 = call i32* @malloc(i32 %17)
store i32* %18, i32** %11
%19 = load i32*, i32** %11
%20 = load i32, i32* %10
%21 = call i32 @memset(i32* %19, i32 0, i32 %20)
store i32 0, i32* %7
br label %22
22: ; preds = %37, %3
%23 = load i32, i32* %7
%24 = load i32, i32* %5
%25 = icmp slt i32 %23, %24
br i1 %25, label %26, label %40
26: ; preds = %22
%27 = load i32*, i32** %11
%28 = load i32*, i32** %4
%29 = load i32, i32* %7
%30 = sext i32 %29 to i64
%31 = getelementptr inbounds i32, i32* %28, i64 %30
%32 = load i32, i32* %31
%33 = sext i32 %32 to i64
%34 = getelementptr inbounds i32, i32* %27, i64 %33
%35 = load i32, i32* %34
%36 = add nsw i32 %35, 1
store i32 %36, i32* %34
br label %37
37: ; preds = %26
%38 = load i32, i32* %7
%39 = add nsw i32 %38, 1
store i32 %39, i32* %7
br label %22
40: ; preds = %22
store i32 0, i32* %7
br label %41
41: ; preds = %65, %40
%42 = load i32, i32* %7
%43 = load i32, i32* %10
%44 = icmp slt i32 %42, %43
br i1 %44, label %45, label %68
45: ; preds = %41
store i32 0, i32* %8
br label %46
46: ; preds = %61, %45
%47 = load i32, i32* %8
%48 = load i32*, i32** %11
%49 = load i32, i32* %7
%50 = sext i32 %49 to i64
%51 = getelementptr inbounds i32, i32* %48, i64 %50
%52 = load i32, i32* %51
%53 = icmp slt i32 %47, %52
br i1 %53, label %54, label %64
54: ; preds = %46
%55 = load i32, i32* %7
%56 = load i32*, i32** %4
%57 = load i32, i32* %9
%58 = add nsw i32 %57, 1
store i32 %58, i32* %9
%59 = sext i32 %57 to i64
%60 = getelementptr inbounds i32, i32* %56, i64 %59
store i32 %55, i32* %60
br label %61
61: ; preds = %54
%62 = load i32, i32* %8
%63 = add nsw i32 %62, 1
store i32 %63, i32* %8
br label %46
64: ; preds = %46
br label %65
65: ; preds = %64
%66 = load i32, i32* %7
%67 = add nsw i32 %66, 1
store i32 %67, i32* %7
br label %41
68: ; preds = %41
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @countingSort(i32* nocapture %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = add i32 %2, 1
%5 = shl i32 %4, 2
%6 = tail call i32* @malloc(i32 %5)
%7 = tail call i32 @memset(i32* %6, i32 0, i32 %4)
%8 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %8, label %9, label %31
9: ; preds = %3
%10 = zext i32 %1 to i64
%11 = add nsw i64 %10, -1
%12 = and i64 %10, 3
%13 = icmp ult i64 %11, 3
br i1 %13, label %16, label %14
14: ; preds = %9
%15 = and i64 %10, 4294967292
br label %35
16: ; preds = %35, %9
%17 = phi i64 [ 0, %9 ], [ %65, %35 ]
%18 = icmp eq i64 %12, 0
br i1 %18, label %31, label %19
19: ; preds = %16, %19
%20 = phi i64 [ %28, %19 ], [ %17, %16 ]
%21 = phi i64 [ %29, %19 ], [ 0, %16 ]
%22 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %20
%23 = load i32, i32* %22
%24 = sext i32 %23 to i64
%25 = getelementptr inbounds i32, i32* %6, i64 %24
%26 = load i32, i32* %25
%27 = add nsw i32 %26, 1
store i32 %27, i32* %25
%28 = add nuw nsw i64 %20, 1
%29 = add i64 %21, 1
%30 = icmp eq i64 %29, %12
br i1 %30, label %31, label %19
31: ; preds = %16, %19, %3
%32 = icmp slt i32 %2, 0
br i1 %32, label %158, label %33
33: ; preds = %31
%34 = zext i32 %4 to i64
br label %68
35: ; preds = %35, %14
%36 = phi i64 [ 0, %14 ], [ %65, %35 ]
%37 = phi i64 [ 0, %14 ], [ %66, %35 ]
%38 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %36
%39 = load i32, i32* %38
%40 = sext i32 %39 to i64
%41 = getelementptr inbounds i32, i32* %6, i64 %40
%42 = load i32, i32* %41
%43 = add nsw i32 %42, 1
store i32 %43, i32* %41
%44 = or i64 %36, 1
%45 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %44
%46 = load i32, i32* %45
%47 = sext i32 %46 to i64
%48 = getelementptr inbounds i32, i32* %6, i64 %47
%49 = load i32, i32* %48
%50 = add nsw i32 %49, 1
store i32 %50, i32* %48
%51 = or i64 %36, 2
%52 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %51
%53 = load i32, i32* %52
%54 = sext i32 %53 to i64
%55 = getelementptr inbounds i32, i32* %6, i64 %54
%56 = load i32, i32* %55
%57 = add nsw i32 %56, 1
store i32 %57, i32* %55
%58 = or i64 %36, 3
%59 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %58
%60 = load i32, i32* %59
%61 = sext i32 %60 to i64
%62 = getelementptr inbounds i32, i32* %6, i64 %61
%63 = load i32, i32* %62
%64 = add nsw i32 %63, 1
store i32 %64, i32* %62
%65 = add nuw nsw i64 %36, 4
%66 = add i64 %37, 4
%67 = icmp eq i64 %66, %15
br i1 %67, label %16, label %35
68: ; preds = %33, %154
%69 = phi i64 [ 0, %33 ], [ %156, %154 ]
%70 = phi i32 [ 0, %33 ], [ %155, %154 ]
%71 = getelementptr inbounds i32, i32* %6, i64 %69
%72 = load i32, i32* %71
%73 = icmp sgt i32 %72, 0
br i1 %73, label %74, label %154
74: ; preds = %68
%75 = sext i32 %70 to i64
%76 = trunc i64 %69 to i32
%77 = add i32 %72, -1
%78 = zext i32 %77 to i64
%79 = add nuw nsw i64 %78, 1
%80 = icmp ult i32 %77, 7
br i1 %80, label %141, label %81
81: ; preds = %74
%82 = and i64 %79, 8589934584
%83 = add nsw i64 %82, %75
%84 = trunc i64 %82 to i32
%85 = insertelement <4 x i32> poison, i32 %76, i64 0
%86 = shufflevector <4 x i32> %85, <4 x i32> poison, <4 x i32> zeroinitializer
%87 = insertelement <4 x i32> poison, i32 %76, i64 0
%88 = shufflevector <4 x i32> %87, <4 x i32> poison, <4 x i32> zeroinitializer
%89 = add nsw i64 %82, -8
%90 = lshr exact i64 %89, 3
%91 = add nuw nsw i64 %90, 1
%92 = and i64 %91, 3
%93 = icmp ult i64 %89, 24
br i1 %93, label %125, label %94
94: ; preds = %81
%95 = and i64 %91, 4611686018427387900
br label %96
96: ; preds = %96, %94
%97 = phi i64 [ 0, %94 ], [ %122, %96 ]
%98 = phi i64 [ 0, %94 ], [ %123, %96 ]
%99 = add i64 %97, %75
%100 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %99
%101 = bitcast i32* %100 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %86, <4 x i32>* %101
%102 = getelementptr inbounds i32, i32* %100, i64 4
%103 = bitcast i32* %102 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %88, <4 x i32>* %103
%104 = or i64 %97, 8
%105 = add i64 %104, %75
%106 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %105
%107 = bitcast i32* %106 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %86, <4 x i32>* %107
%108 = getelementptr inbounds i32, i32* %106, i64 4
%109 = bitcast i32* %108 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %88, <4 x i32>* %109
%110 = or i64 %97, 16
%111 = add i64 %110, %75
%112 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %111
%113 = bitcast i32* %112 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %86, <4 x i32>* %113
%114 = getelementptr inbounds i32, i32* %112, i64 4
%115 = bitcast i32* %114 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %88, <4 x i32>* %115
%116 = or i64 %97, 24
%117 = add i64 %116, %75
%118 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %117
%119 = bitcast i32* %118 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %86, <4 x i32>* %119
%120 = getelementptr inbounds i32, i32* %118, i64 4
%121 = bitcast i32* %120 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %88, <4 x i32>* %121
%122 = add nuw i64 %97, 32
%123 = add i64 %98, 4
%124 = icmp eq i64 %123, %95
br i1 %124, label %125, label %96
125: ; preds = %96, %81
%126 = phi i64 [ 0, %81 ], [ %122, %96 ]
%127 = icmp eq i64 %92, 0
br i1 %127, label %139, label %128
128: ; preds = %125, %128
%129 = phi i64 [ %136, %128 ], [ %126, %125 ]
%130 = phi i64 [ %137, %128 ], [ 0, %125 ]
%131 = add i64 %129, %75
%132 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %131
%133 = bitcast i32* %132 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %86, <4 x i32>* %133
%134 = getelementptr inbounds i32, i32* %132, i64 4
%135 = bitcast i32* %134 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %88, <4 x i32>* %135
%136 = add nuw i64 %129, 8
%137 = add i64 %130, 1
%138 = icmp eq i64 %137, %92
br i1 %138, label %139, label %128
139: ; preds = %128, %125
%140 = icmp eq i64 %79, %82
br i1 %140, label %151, label %141
141: ; preds = %74, %139
%142 = phi i64 [ %75, %74 ], [ %83, %139 ]
%143 = phi i32 [ 0, %74 ], [ %84, %139 ]
br label %144
144: ; preds = %141, %144
%145 = phi i64 [ %147, %144 ], [ %142, %141 ]
%146 = phi i32 [ %149, %144 ], [ %143, %141 ]
%147 = add nsw i64 %145, 1
%148 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %145
store i32 %76, i32* %148
%149 = add nuw nsw i32 %146, 1
%150 = icmp eq i32 %149, %72
br i1 %150, label %151, label %144
151: ; preds = %144, %139
%152 = phi i64 [ %83, %139 ], [ %147, %144 ]
%153 = trunc i64 %152 to i32
br label %154
154: ; preds = %151, %68
%155 = phi i32 [ %70, %68 ], [ %153, %151 ]
%156 = add nuw nsw i64 %69, 1
%157 = icmp eq i64 %156, %34
br i1 %157, label %158, label %68
158: ; preds = %154, %31
ret void
}