countingsort(int a[], int b[], int n, int k) {
  int i, j;
  int c[50];
  for (i = 0; i <= k; i++) {
    c[i] = 0;
  }
  for (j = 0; j < n; j++) {
    c[a[j]] = c[a[j]] + 1;
  }
  for (i = 1; i <= k; i++) {
    c[i] = c[i] + c[i - 1];
  }
  for (j = n - 1; j >= 0; j--) {
    b[c[a[j]] - 1] = a[j];
    c[a[j]] = c[a[j]] - 1;
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<countingsort>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x70,%rsp
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
mov    %rsi,-0x18(%rbp)
mov    %edx,-0x1c(%rbp)
mov    %ecx,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x20(%rbp),%eax
jg     1146 <countingsort+0x46>
movslq -0x24(%rbp),%rax
movl   $0x0,-0xf0(%rbp,%rax,4)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    111d <countingsort+0x1d>
movl   $0x0,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    1190 <countingsort+0x90>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
movslq (%rax,%rcx,4),%rax
mov    -0xf0(%rbp,%rax,4),%ecx
add    $0x1,%ecx
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rdx
movslq (%rax,%rdx,4),%rax
mov    %ecx,-0xf0(%rbp,%rax,4)
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    114d <countingsort+0x4d>
movl   $0x1,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x20(%rbp),%eax
jg     11d6 <countingsort+0xd6>
movslq -0x24(%rbp),%rax
mov    -0xf0(%rbp,%rax,4),%ecx
mov    -0x24(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
cltq
add    -0xf0(%rbp,%rax,4),%ecx
movslq -0x24(%rbp),%rax
mov    %ecx,-0xf0(%rbp,%rax,4)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    1197 <countingsort+0x97>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x28(%rbp)
jl     124b <countingsort+0x14b>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
movslq -0x28(%rbp),%rsi
movslq (%rcx,%rsi,4),%rcx
mov    -0xf0(%rbp,%rcx,4),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
movslq (%rax,%rcx,4),%rax
mov    -0xf0(%rbp,%rax,4),%ecx
sub    $0x1,%ecx
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rdx
movslq (%rax,%rdx,4),%rax
mov    %ecx,-0xf0(%rbp,%rax,4)
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    11df <countingsort+0xdf>
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x70,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<countingsort>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r12
push   %rbx
sub    $0xd0,%rsp
mov    %ecx,%r12d
mov    %edx,%r15d
mov    %rsi,%r14
mov    %rdi,%rbx
mov    %ecx,%ebp
test   %ecx,%ecx
js     1143 <countingsort+0x33>
lea    0x4(,%rbp,4),%rdx
mov    %rsp,%rdi
xor    %esi,%esi
call   1030 <memset@plt>
mov    %r15d,%eax
test   %r15d,%r15d
jle    11c1 <countingsort+0xb1>
lea    -0x1(%rax),%rdx
mov    %eax,%ecx
and    $0x3,%ecx
cmp    $0x3,%rdx
jae    115e <countingsort+0x4e>
xor    %edx,%edx
jmp    119c <countingsort+0x8c>
mov    %eax,%esi
and    $0xfffffffc,%esi
xor    %edx,%edx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
movslq (%rbx,%rdx,4),%rdi
addl   $0x1,(%rsp,%rdi,4)
movslq 0x4(%rbx,%rdx,4),%rdi
addl   $0x1,(%rsp,%rdi,4)
movslq 0x8(%rbx,%rdx,4),%rdi
addl   $0x1,(%rsp,%rdi,4)
movslq 0xc(%rbx,%rdx,4),%rdi
addl   $0x1,(%rsp,%rdi,4)
add    $0x4,%rdx
cmp    %rdx,%rsi
jne    1170 <countingsort+0x60>
test   %rcx,%rcx
je     11c1 <countingsort+0xb1>
lea    (%rbx,%rdx,4),%rdx
xor    %esi,%esi
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
movslq (%rdx,%rsi,4),%rdi
addl   $0x1,(%rsp,%rdi,4)
add    $0x1,%rsi
cmp    %rsi,%rcx
jne    11b0 <countingsort+0xa0>
test   %r12d,%r12d
jle    123f <countingsort+0x12f>
mov    (%rsp),%ecx
lea    -0x1(%rbp),%rdi
mov    %ebp,%edx
and    $0x3,%edx
mov    $0x1,%esi
cmp    $0x3,%rdi
jb     121d <countingsort+0x10d>
and    $0xfffffffc,%ebp
xor    %esi,%esi
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
add    0x4(%rsp,%rsi,4),%ecx
mov    %ecx,0x4(%rsp,%rsi,4)
add    0x8(%rsp,%rsi,4),%ecx
mov    %ecx,0x8(%rsp,%rsi,4)
add    0xc(%rsp,%rsi,4),%ecx
mov    %ecx,0xc(%rsp,%rsi,4)
add    0x10(%rsp,%rsi,4),%ecx
mov    %ecx,0x10(%rsp,%rsi,4)
add    $0x4,%rsi
cmp    %rsi,%rbp
jne    11f0 <countingsort+0xe0>
add    $0x1,%rsi
test   %rdx,%rdx
je     123f <countingsort+0x12f>
lea    (%rsp,%rsi,4),%rsi
xor    %edi,%edi
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    (%rsi,%rdi,4),%ecx
mov    %ecx,(%rsi,%rdi,4)
add    $0x1,%rdi
cmp    %rdi,%rdx
jne    1230 <countingsort+0x120>
test   %r15d,%r15d
jle    12ac <countingsort+0x19c>
test   $0x1,%al
je     1263 <countingsort+0x153>
add    $0xffffffffffffffff,%rax
mov    %eax,%ecx
movslq (%rbx,%rcx,4),%rdx
movslq (%rsp,%rdx,4),%rsi
mov    %edx,-0x4(%r14,%rsi,4)
movslq (%rbx,%rcx,4),%rcx
addl   $0xffffffff,(%rsp,%rcx,4)
cmp    $0x1,%r15d
je     12ac <countingsort+0x19c>
add    $0xfffffffffffffffe,%rax
nopl   (%rax)
lea    0x1(%rax),%rcx
mov    %ecx,%edx
movslq (%rbx,%rdx,4),%rsi
movslq (%rsp,%rsi,4),%rdi
mov    %esi,-0x4(%r14,%rdi,4)
movslq (%rbx,%rdx,4),%rdx
addl   $0xffffffff,(%rsp,%rdx,4)
mov    %eax,%edx
movslq (%rbx,%rdx,4),%rsi
movslq (%rsp,%rsi,4),%rdi
mov    %esi,-0x4(%r14,%rdi,4)
movslq (%rbx,%rdx,4),%rdx
addl   $0xffffffff,(%rsp,%rdx,4)
add    $0xfffffffffffffffe,%rax
cmp    $0x1,%rcx
ja     1270 <countingsort+0x160>
add    $0xd0,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @countingsort(i32* %0, i32* %1, i32 %2, i32 %3) {
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32*
%7 = alloca i32*
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
%12 = alloca [50 x i32]
store i32* %0, i32** %6
store i32* %1, i32** %7
store i32 %2, i32* %8
store i32 %3, i32* %9
store i32 0, i32* %10
br label %13
13: ; preds = %21, %4
%14 = load i32, i32* %10
%15 = load i32, i32* %9
%16 = icmp sle i32 %14, %15
br i1 %16, label %17, label %24
17: ; preds = %13
%18 = load i32, i32* %10
%19 = sext i32 %18 to i64
%20 = getelementptr inbounds [50 x i32], [50 x i32]* %12, i64 0, i64 %19
store i32 0, i32* %20
br label %21
21: ; preds = %17
%22 = load i32, i32* %10
%23 = add nsw i32 %22, 1
store i32 %23, i32* %10
br label %13
24: ; preds = %13
store i32 0, i32* %11
br label %25
25: ; preds = %46, %24
%26 = load i32, i32* %11
%27 = load i32, i32* %8
%28 = icmp slt i32 %26, %27
br i1 %28, label %29, label %49
29: ; preds = %25
%30 = load i32*, i32** %6
%31 = load i32, i32* %11
%32 = sext i32 %31 to i64
%33 = getelementptr inbounds i32, i32* %30, i64 %32
%34 = load i32, i32* %33
%35 = sext i32 %34 to i64
%36 = getelementptr inbounds [50 x i32], [50 x i32]* %12, i64 0, i64 %35
%37 = load i32, i32* %36
%38 = add nsw i32 %37, 1
%39 = load i32*, i32** %6
%40 = load i32, i32* %11
%41 = sext i32 %40 to i64
%42 = getelementptr inbounds i32, i32* %39, i64 %41
%43 = load i32, i32* %42
%44 = sext i32 %43 to i64
%45 = getelementptr inbounds [50 x i32], [50 x i32]* %12, i64 0, i64 %44
store i32 %38, i32* %45
br label %46
46: ; preds = %29
%47 = load i32, i32* %11
%48 = add nsw i32 %47, 1
store i32 %48, i32* %11
br label %25
49: ; preds = %25
store i32 1, i32* %10
br label %50
50: ; preds = %68, %49
%51 = load i32, i32* %10
%52 = load i32, i32* %9
%53 = icmp sle i32 %51, %52
br i1 %53, label %54, label %71
54: ; preds = %50
%55 = load i32, i32* %10
%56 = sext i32 %55 to i64
%57 = getelementptr inbounds [50 x i32], [50 x i32]* %12, i64 0, i64 %56
%58 = load i32, i32* %57
%59 = load i32, i32* %10
%60 = sub nsw i32 %59, 1
%61 = sext i32 %60 to i64
%62 = getelementptr inbounds [50 x i32], [50 x i32]* %12, i64 0, i64 %61
%63 = load i32, i32* %62
%64 = add nsw i32 %58, %63
%65 = load i32, i32* %10
%66 = sext i32 %65 to i64
%67 = getelementptr inbounds [50 x i32], [50 x i32]* %12, i64 0, i64 %66
store i32 %64, i32* %67
br label %68
68: ; preds = %54
%69 = load i32, i32* %10
%70 = add nsw i32 %69, 1
store i32 %70, i32* %10
br label %50
71: ; preds = %50
%72 = load i32, i32* %8
%73 = sub nsw i32 %72, 1
store i32 %73, i32* %11
br label %74
74: ; preds = %111, %71
%75 = load i32, i32* %11
%76 = icmp sge i32 %75, 0
br i1 %76, label %77, label %114
77: ; preds = %74
%78 = load i32*, i32** %6
%79 = load i32, i32* %11
%80 = sext i32 %79 to i64
%81 = getelementptr inbounds i32, i32* %78, i64 %80
%82 = load i32, i32* %81
%83 = load i32*, i32** %7
%84 = load i32*, i32** %6
%85 = load i32, i32* %11
%86 = sext i32 %85 to i64
%87 = getelementptr inbounds i32, i32* %84, i64 %86
%88 = load i32, i32* %87
%89 = sext i32 %88 to i64
%90 = getelementptr inbounds [50 x i32], [50 x i32]* %12, i64 0, i64 %89
%91 = load i32, i32* %90
%92 = sub nsw i32 %91, 1
%93 = sext i32 %92 to i64
%94 = getelementptr inbounds i32, i32* %83, i64 %93
store i32 %82, i32* %94
%95 = load i32*, i32** %6
%96 = load i32, i32* %11
%97 = sext i32 %96 to i64
%98 = getelementptr inbounds i32, i32* %95, i64 %97
%99 = load i32, i32* %98
%100 = sext i32 %99 to i64
%101 = getelementptr inbounds [50 x i32], [50 x i32]* %12, i64 0, i64 %100
%102 = load i32, i32* %101
%103 = sub nsw i32 %102, 1
%104 = load i32*, i32** %6
%105 = load i32, i32* %11
%106 = sext i32 %105 to i64
%107 = getelementptr inbounds i32, i32* %104, i64 %106
%108 = load i32, i32* %107
%109 = sext i32 %108 to i64
%110 = getelementptr inbounds [50 x i32], [50 x i32]* %12, i64 0, i64 %109
store i32 %103, i32* %110
br label %111
111: ; preds = %77
%112 = load i32, i32* %11
%113 = add nsw i32 %112, -1
store i32 %113, i32* %11
br label %74
114: ; preds = %74
%115 = load i32, i32* %5
ret i32 %115
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @countingsort(i32* nocapture %0, i32* nocapture writeonly %1, i32 %2, i32 %3) {
%5 = alloca [50 x i32]
%6 = bitcast [50 x i32]* %5 to i8*
%7 = icmp slt i32 %3, 0
br i1 %7, label %12, label %8
8: ; preds = %4
%9 = zext i32 %3 to i64
%10 = shl nuw nsw i64 %9, 2
%11 = add nuw nsw i64 %10, 4
br label %12
12: ; preds = %8, %4
%13 = icmp sgt i32 %2, 0
br i1 %13, label %14, label %36
14: ; preds = %12
%15 = zext i32 %2 to i64
%16 = add nsw i64 %15, -1
%17 = and i64 %15, 3
%18 = icmp ult i64 %16, 3
br i1 %18, label %21, label %19
19: ; preds = %14
%20 = and i64 %15, 4294967292
br label %49
21: ; preds = %49, %14
%22 = phi i64 [ 0, %14 ], [ %79, %49 ]
%23 = icmp eq i64 %17, 0
br i1 %23, label %36, label %24
24: ; preds = %21, %24
%25 = phi i64 [ %33, %24 ], [ %22, %21 ]
%26 = phi i64 [ %34, %24 ], [ 0, %21 ]
%27 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %25
%28 = load i32, i32* %27
%29 = sext i32 %28 to i64
%30 = getelementptr inbounds [50 x i32], [50 x i32]* %5, i64 0, i64 %29
%31 = load i32, i32* %30
%32 = add nsw i32 %31, 1
store i32 %32, i32* %30
%33 = add nuw nsw i64 %25, 1
%34 = add i64 %26, 1
%35 = icmp eq i64 %34, %17
br i1 %35, label %36, label %24
36: ; preds = %21, %24, %12
%37 = icmp slt i32 %3, 1
br i1 %37, label %96, label %38
38: ; preds = %36
%39 = add nuw i32 %3, 1
%40 = zext i32 %39 to i64
%41 = getelementptr inbounds [50 x i32], [50 x i32]* %5, i64 0, i64 0
%42 = load i32, i32* %41
%43 = add nsw i64 %40, -1
%44 = add nsw i64 %40, -2
%45 = and i64 %43, 3
%46 = icmp ult i64 %44, 3
br i1 %46, label %82, label %47
47: ; preds = %38
%48 = and i64 %43, -4
br label %120
49: ; preds = %49, %19
%50 = phi i64 [ 0, %19 ], [ %79, %49 ]
%51 = phi i64 [ 0, %19 ], [ %80, %49 ]
%52 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %50
%53 = load i32, i32* %52
%54 = sext i32 %53 to i64
%55 = getelementptr inbounds [50 x i32], [50 x i32]* %5, i64 0, i64 %54
%56 = load i32, i32* %55
%57 = add nsw i32 %56, 1
store i32 %57, i32* %55
%58 = or i64 %50, 1
%59 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %58
%60 = load i32, i32* %59
%61 = sext i32 %60 to i64
%62 = getelementptr inbounds [50 x i32], [50 x i32]* %5, i64 0, i64 %61
%63 = load i32, i32* %62
%64 = add nsw i32 %63, 1
store i32 %64, i32* %62
%65 = or i64 %50, 2
%66 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %65
%67 = load i32, i32* %66
%68 = sext i32 %67 to i64
%69 = getelementptr inbounds [50 x i32], [50 x i32]* %5, i64 0, i64 %68
%70 = load i32, i32* %69
%71 = add nsw i32 %70, 1
store i32 %71, i32* %69
%72 = or i64 %50, 3
%73 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %72
%74 = load i32, i32* %73
%75 = sext i32 %74 to i64
%76 = getelementptr inbounds [50 x i32], [50 x i32]* %5, i64 0, i64 %75
%77 = load i32, i32* %76
%78 = add nsw i32 %77, 1
store i32 %78, i32* %76
%79 = add nuw nsw i64 %50, 4
%80 = add i64 %51, 4
%81 = icmp eq i64 %80, %20
br i1 %81, label %21, label %49
82: ; preds = %120, %38
%83 = phi i32 [ %42, %38 ], [ %138, %120 ]
%84 = phi i64 [ 1, %38 ], [ %139, %120 ]
%85 = icmp eq i64 %45, 0
br i1 %85, label %96, label %86
86: ; preds = %82, %86
%87 = phi i32 [ %92, %86 ], [ %83, %82 ]
%88 = phi i64 [ %93, %86 ], [ %84, %82 ]
%89 = phi i64 [ %94, %86 ], [ 0, %82 ]
%90 = getelementptr inbounds [50 x i32], [50 x i32]* %5, i64 0, i64 %88
%91 = load i32, i32* %90
%92 = add nsw i32 %87, %91
store i32 %92, i32* %90
%93 = add nuw nsw i64 %88, 1
%94 = add i64 %89, 1
%95 = icmp eq i64 %94, %45
br i1 %95, label %96, label %86
96: ; preds = %82, %86, %36
br i1 %13, label %97, label %175
97: ; preds = %96
%98 = zext i32 %2 to i64
%99 = and i64 %98, 1
%100 = icmp eq i64 %99, 0
br i1 %100, label %117, label %101
101: ; preds = %97
%102 = add nsw i64 %98, -1
%103 = and i64 %102, 4294967295
%104 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %103
%105 = load i32, i32* %104
%106 = sext i32 %105 to i64
%107 = getelementptr inbounds [50 x i32], [50 x i32]* %5, i64 0, i64 %106
%108 = load i32, i32* %107
%109 = add nsw i32 %108, -1
%110 = sext i32 %109 to i64
%111 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %110
store i32 %105, i32* %111
%112 = load i32, i32* %104
%113 = sext i32 %112 to i64
%114 = getelementptr inbounds [50 x i32], [50 x i32]* %5, i64 0, i64 %113
%115 = load i32, i32* %114
%116 = add nsw i32 %115, -1
store i32 %116, i32* %114
br label %117
117: ; preds = %101, %97
%118 = phi i64 [ %98, %97 ], [ %102, %101 ]
%119 = icmp eq i32 %2, 1
br i1 %119, label %175, label %142
120: ; preds = %120, %47
%121 = phi i32 [ %42, %47 ], [ %138, %120 ]
%122 = phi i64 [ 1, %47 ], [ %139, %120 ]
%123 = phi i64 [ 0, %47 ], [ %140, %120 ]
%124 = getelementptr inbounds [50 x i32], [50 x i32]* %5, i64 0, i64 %122
%125 = load i32, i32* %124
%126 = add nsw i32 %121, %125
store i32 %126, i32* %124
%127 = add nuw nsw i64 %122, 1
%128 = getelementptr inbounds [50 x i32], [50 x i32]* %5, i64 0, i64 %127
%129 = load i32, i32* %128
%130 = add nsw i32 %126, %129
store i32 %130, i32* %128
%131 = add nuw nsw i64 %122, 2
%132 = getelementptr inbounds [50 x i32], [50 x i32]* %5, i64 0, i64 %131
%133 = load i32, i32* %132
%134 = add nsw i32 %130, %133
store i32 %134, i32* %132
%135 = add nuw nsw i64 %122, 3
%136 = getelementptr inbounds [50 x i32], [50 x i32]* %5, i64 0, i64 %135
%137 = load i32, i32* %136
%138 = add nsw i32 %134, %137
store i32 %138, i32* %136
%139 = add nuw nsw i64 %122, 4
%140 = add i64 %123, 4
%141 = icmp eq i64 %140, %48
br i1 %141, label %82, label %120
142: ; preds = %117, %142
%143 = phi i64 [ %159, %142 ], [ %118, %117 ]
%144 = add nsw i64 %143, -1
%145 = and i64 %144, 4294967295
%146 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %145
%147 = load i32, i32* %146
%148 = sext i32 %147 to i64
%149 = getelementptr inbounds [50 x i32], [50 x i32]* %5, i64 0, i64 %148
%150 = load i32, i32* %149
%151 = add nsw i32 %150, -1
%152 = sext i32 %151 to i64
%153 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %152
store i32 %147, i32* %153
%154 = load i32, i32* %146
%155 = sext i32 %154 to i64
%156 = getelementptr inbounds [50 x i32], [50 x i32]* %5, i64 0, i64 %155
%157 = load i32, i32* %156
%158 = add nsw i32 %157, -1
store i32 %158, i32* %156
%159 = add nsw i64 %143, -2
%160 = and i64 %159, 4294967295
%161 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %160
%162 = load i32, i32* %161
%163 = sext i32 %162 to i64
%164 = getelementptr inbounds [50 x i32], [50 x i32]* %5, i64 0, i64 %163
%165 = load i32, i32* %164
%166 = add nsw i32 %165, -1
%167 = sext i32 %166 to i64
%168 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %167
store i32 %162, i32* %168
%169 = load i32, i32* %161
%170 = sext i32 %169 to i64
%171 = getelementptr inbounds [50 x i32], [50 x i32]* %5, i64 0, i64 %170
%172 = load i32, i32* %171
%173 = add nsw i32 %172, -1
store i32 %173, i32* %171
%174 = icmp ugt i64 %144, 1
br i1 %174, label %142, label %175
175: ; preds = %117, %142, %96
ret i32 undef
}