void my_count_sort(int A[], int B[], int C[], int k, int A_length) {
  int i, j;
  j = 0;
  for (i = 0; i <= k; i++)
    C[i] = 0;
  for (i = 0; i < A_length; i++)
    C[A[i]] += 1;
  for (i = 0; i <= k; i++) {
    while (C[i]--)
      B[j++] = i;
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<my_count_sort>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %ecx,-0x1c(%rbp)
mov    %r8d,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x28(%rbp)
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jg     114e <my_count_sort+0x4e>
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
movl   $0x0,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    1125 <my_count_sort+0x25>
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x20(%rbp),%eax
jge    1188 <my_count_sort+0x88>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x24(%rbp),%rdx
movslq (%rcx,%rdx,4),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    1155 <my_count_sort+0x55>
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jg     11ec <my_count_sort+0xec>
jmp    11a0 <my_count_sort+0xa0>
mov    -0x18(%rbp),%rcx
movslq -0x24(%rbp),%rdx
mov    (%rcx,%rdx,4),%eax
mov    %eax,%esi
add    $0xffffffff,%esi
mov    %esi,(%rcx,%rdx,4)
cmp    $0x0,%eax
je     11d9 <my_count_sort+0xd9>
mov    -0x24(%rbp),%edx
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x28(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    11a0 <my_count_sort+0xa0>
jmp    11de <my_count_sort+0xde>
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    118f <my_count_sort+0x8f>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<my_count_sort>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r12
push   %rbx
mov    %r8d,%ebp
mov    %ecx,%r14d
mov    %rdx,%rbx
mov    %rsi,%r15
mov    %rdi,%r12
test   %ecx,%ecx
js     1140 <my_count_sort+0x30>
mov    %r14d,%eax
lea    0x4(,%rax,4),%rdx
mov    %rbx,%rdi
xor    %esi,%esi
call   1030 <memset@plt>
test   %ebp,%ebp
jle    11b1 <my_count_sort+0xa1>
mov    %ebp,%ecx
lea    -0x1(%rcx),%rdx
mov    %ecx,%eax
and    $0x3,%eax
cmp    $0x3,%rdx
jae    1159 <my_count_sort+0x49>
xor    %edx,%edx
jmp    118c <my_count_sort+0x7c>
and    $0xfffffffc,%ecx
xor    %edx,%edx
xchg   %ax,%ax
movslq (%r12,%rdx,4),%rsi
addl   $0x1,(%rbx,%rsi,4)
movslq 0x4(%r12,%rdx,4),%rsi
addl   $0x1,(%rbx,%rsi,4)
movslq 0x8(%r12,%rdx,4),%rsi
addl   $0x1,(%rbx,%rsi,4)
movslq 0xc(%r12,%rdx,4),%rsi
addl   $0x1,(%rbx,%rsi,4)
add    $0x4,%rdx
cmp    %rdx,%rcx
jne    1160 <my_count_sort+0x50>
test   %rax,%rax
je     11b1 <my_count_sort+0xa1>
lea    (%r12,%rdx,4),%rcx
xor    %edx,%edx
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
movslq (%rcx,%rdx,4),%rsi
addl   $0x1,(%rbx,%rsi,4)
add    $0x1,%rdx
cmp    %rdx,%rax
jne    11a0 <my_count_sort+0x90>
test   %r14d,%r14d
js     11f1 <my_count_sort+0xe1>
add    $0x1,%r14d
xor    %eax,%eax
xor    %ecx,%ecx
jmp    11c9 <my_count_sort+0xb9>
add    $0x1,%rax
cmp    %r14,%rax
je     11f1 <my_count_sort+0xe1>
subl   $0x1,(%rbx,%rax,4)
jb     11c0 <my_count_sort+0xb0>
movslq %ecx,%rdx
lea    (%r15,%rdx,4),%rdx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
mov    %eax,(%rdx)
add    $0x4,%rdx
add    $0x1,%ecx
subl   $0x1,(%rbx,%rax,4)
jae    11e0 <my_count_sort+0xd0>
jmp    11c0 <my_count_sort+0xb0>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @my_count_sort(i32* %0, i32* %1, i32* %2, i32 %3, i32 %4) {
%6 = alloca i32*
%7 = alloca i32*
%8 = alloca i32*
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
store i32* %0, i32** %6
store i32* %1, i32** %7
store i32* %2, i32** %8
store i32 %3, i32* %9
store i32 %4, i32* %10
store i32 0, i32* %12
store i32 0, i32* %11
br label %13
13: ; preds = %22, %5
%14 = load i32, i32* %11
%15 = load i32, i32* %9
%16 = icmp sle i32 %14, %15
br i1 %16, label %17, label %25
17: ; preds = %13
%18 = load i32*, i32** %8
%19 = load i32, i32* %11
%20 = sext i32 %19 to i64
%21 = getelementptr inbounds i32, i32* %18, i64 %20
store i32 0, i32* %21
br label %22
22: ; preds = %17
%23 = load i32, i32* %11
%24 = add nsw i32 %23, 1
store i32 %24, i32* %11
br label %13
25: ; preds = %13
store i32 0, i32* %11
br label %26
26: ; preds = %41, %25
%27 = load i32, i32* %11
%28 = load i32, i32* %10
%29 = icmp slt i32 %27, %28
br i1 %29, label %30, label %44
30: ; preds = %26
%31 = load i32*, i32** %8
%32 = load i32*, i32** %6
%33 = load i32, i32* %11
%34 = sext i32 %33 to i64
%35 = getelementptr inbounds i32, i32* %32, i64 %34
%36 = load i32, i32* %35
%37 = sext i32 %36 to i64
%38 = getelementptr inbounds i32, i32* %31, i64 %37
%39 = load i32, i32* %38
%40 = add nsw i32 %39, 1
store i32 %40, i32* %38
br label %41
41: ; preds = %30
%42 = load i32, i32* %11
%43 = add nsw i32 %42, 1
store i32 %43, i32* %11
br label %26
44: ; preds = %26
store i32 0, i32* %11
br label %45
45: ; preds = %66, %44
%46 = load i32, i32* %11
%47 = load i32, i32* %9
%48 = icmp sle i32 %46, %47
br i1 %48, label %49, label %69
49: ; preds = %45
br label %50
50: ; preds = %58, %49
%51 = load i32*, i32** %8
%52 = load i32, i32* %11
%53 = sext i32 %52 to i64
%54 = getelementptr inbounds i32, i32* %51, i64 %53
%55 = load i32, i32* %54
%56 = add nsw i32 %55, -1
store i32 %56, i32* %54
%57 = icmp ne i32 %55, 0
br i1 %57, label %58, label %65
58: ; preds = %50
%59 = load i32, i32* %11
%60 = load i32*, i32** %7
%61 = load i32, i32* %12
%62 = add nsw i32 %61, 1
store i32 %62, i32* %12
%63 = sext i32 %61 to i64
%64 = getelementptr inbounds i32, i32* %60, i64 %63
store i32 %59, i32* %64
br label %50
65: ; preds = %50
br label %66
66: ; preds = %65
%67 = load i32, i32* %11
%68 = add nsw i32 %67, 1
store i32 %68, i32* %11
br label %45
69: ; preds = %45
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @my_count_sort(i32* nocapture %0, i32* nocapture writeonly %1, i32* nocapture %2, i32 %3, i32 %4) {
%6 = icmp slt i32 %3, 0
br i1 %6, label %12, label %7
7: ; preds = %5
%8 = bitcast i32* %2 to i8*
%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 = %7, %5
%13 = icmp sgt i32 %4, 0
br i1 %13, label %14, label %36
14: ; preds = %12
%15 = zext i32 %4 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 %40
21: ; preds = %40, %14
%22 = phi i64 [ 0, %14 ], [ %70, %40 ]
%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 i32, i32* %2, 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
br i1 %6, label %96, label %37
37: ; preds = %36
%38 = add nuw i32 %3, 1
%39 = zext i32 %38 to i64
br label %73
40: ; preds = %40, %19
%41 = phi i64 [ 0, %19 ], [ %70, %40 ]
%42 = phi i64 [ 0, %19 ], [ %71, %40 ]
%43 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %41
%44 = load i32, i32* %43
%45 = sext i32 %44 to i64
%46 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %45
%47 = load i32, i32* %46
%48 = add nsw i32 %47, 1
store i32 %48, i32* %46
%49 = or i64 %41, 1
%50 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %49
%51 = load i32, i32* %50
%52 = sext i32 %51 to i64
%53 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %52
%54 = load i32, i32* %53
%55 = add nsw i32 %54, 1
store i32 %55, i32* %53
%56 = or i64 %41, 2
%57 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %56
%58 = load i32, i32* %57
%59 = sext i32 %58 to i64
%60 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %59
%61 = load i32, i32* %60
%62 = add nsw i32 %61, 1
store i32 %62, i32* %60
%63 = or i64 %41, 3
%64 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %63
%65 = load i32, i32* %64
%66 = sext i32 %65 to i64
%67 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %66
%68 = load i32, i32* %67
%69 = add nsw i32 %68, 1
store i32 %69, i32* %67
%70 = add nuw nsw i64 %41, 4
%71 = add i64 %42, 4
%72 = icmp eq i64 %71, %20
br i1 %72, label %21, label %40
73: ; preds = %37, %92
%74 = phi i64 [ 0, %37 ], [ %94, %92 ]
%75 = phi i32 [ 0, %37 ], [ %93, %92 ]
%76 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %74
%77 = load i32, i32* %76
%78 = add nsw i32 %77, -1
store i32 %78, i32* %76
%79 = icmp eq i32 %77, 0
br i1 %79, label %92, label %80
80: ; preds = %73
%81 = sext i32 %75 to i64
%82 = trunc i64 %74 to i32
br label %83
83: ; preds = %80, %83
%84 = phi i64 [ %81, %80 ], [ %85, %83 ]
%85 = add i64 %84, 1
%86 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %84
store i32 %82, i32* %86
%87 = load i32, i32* %76
%88 = add nsw i32 %87, -1
store i32 %88, i32* %76
%89 = icmp eq i32 %87, 0
br i1 %89, label %90, label %83
90: ; preds = %83
%91 = trunc i64 %85 to i32
br label %92
92: ; preds = %90, %73
%93 = phi i32 [ %75, %73 ], [ %91, %90 ]
%94 = add nuw nsw i64 %74, 1
%95 = icmp eq i64 %94, %39
br i1 %95, label %96, label %73
96: ; preds = %92, %36
ret void
}