void radix(short bitsOffset, int N, int *source, int *dest) {
  int count[256];
  int *sp, *cp, s, c, i;
  cp = count;
  for (i = 256; i > 0; --i, ++cp)
    *cp = 0;
  sp = source;
  for (i = N; i > 0; --i, ++sp) {
    cp = count + (((*sp) >> bitsOffset) & 0xff);
    ++(*cp);
  }
  s = 0;
  cp = count;
  for (i = 256; i > 0; --i, ++cp) {
    c = *cp;
    *cp = s;
    s += c;
  }
  sp = source;
  for (i = N; i > 0; --i, ++sp) {
    cp = count + (((*sp) >> bitsOffset) & 0xff);
    dest[*cp] = *sp;
    ++(*cp);
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<radix>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x3c0,%rsp
mov    %di,%ax
mov    %ax,-0x2(%rbp)
mov    %esi,-0x8(%rbp)
mov    %rdx,-0x10(%rbp)
mov    %rcx,-0x18(%rbp)
lea    -0x420(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x430(%rbp)
movl   $0x100,-0x43c(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x43c(%rbp)
jle    1175 <radix+0x75>
mov    -0x430(%rbp),%rax
movl   $0x0,(%rax)
mov    -0x43c(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x43c(%rbp)
mov    -0x430(%rbp),%rax
add    $0x4,%rax
mov    %rax,-0x430(%rbp)
jmp    1135 <radix+0x35>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x428(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x43c(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x43c(%rbp)
jle    11f9 <radix+0xf9>
lea    -0x420(%rbp),%rax
mov    -0x428(%rbp),%rcx
mov    (%rcx),%edx
movswl -0x2(%rbp),%ecx
sar    %cl,%edx
mov    %edx,%ecx
and    $0xff,%ecx
movslq %ecx,%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x430(%rbp)
mov    -0x430(%rbp),%rax
mov    (%rax),%ecx
add    $0x1,%ecx
mov    %ecx,(%rax)
mov    -0x43c(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x43c(%rbp)
mov    -0x428(%rbp),%rax
add    $0x4,%rax
mov    %rax,-0x428(%rbp)
jmp    1189 <radix+0x89>
movl   $0x0,-0x434(%rbp)
lea    -0x420(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x430(%rbp)
movl   $0x100,-0x43c(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x43c(%rbp)
jle    127e <radix+0x17e>
mov    -0x430(%rbp),%rax
mov    (%rax),%eax
mov    %eax,-0x438(%rbp)
mov    -0x434(%rbp),%ecx
mov    -0x430(%rbp),%rax
mov    %ecx,(%rax)
mov    -0x438(%rbp),%eax
add    -0x434(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x434(%rbp)
mov    -0x43c(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x43c(%rbp)
mov    -0x430(%rbp),%rax
add    $0x4,%rax
mov    %rax,-0x430(%rbp)
jmp    121b <radix+0x11b>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x428(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x43c(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x43c(%rbp)
jle    131c <radix+0x21c>
lea    -0x420(%rbp),%rax
mov    -0x428(%rbp),%rcx
mov    (%rcx),%edx
movswl -0x2(%rbp),%ecx
sar    %cl,%edx
mov    %edx,%ecx
and    $0xff,%ecx
movslq %ecx,%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x430(%rbp)
mov    -0x428(%rbp),%rax
mov    (%rax),%edx
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x430(%rbp),%rcx
movslq (%rcx),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x430(%rbp),%rax
mov    (%rax),%ecx
add    $0x1,%ecx
mov    %ecx,(%rax)
mov    -0x43c(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x43c(%rbp)
mov    -0x428(%rbp),%rax
add    $0x4,%rax
mov    %rax,-0x428(%rbp)
jmp    1292 <radix+0x192>
add    $0x3c0,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<radix>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x400,%rsp
mov    %rcx,%r14
mov    %rdx,%rbx
mov    %esi,%r15d
mov    %edi,%r12d
mov    %rsp,%rdi
xor    %ebp,%ebp
mov    $0x400,%edx
xor    %esi,%esi
call   1030 <memset@plt>
movzwl %r12w,%ecx
test   %r15d,%r15d
jle    1192 <radix+0x82>
mov    %r15d,%eax
mov    %rbx,%rdx
test   $0x1,%r15b
je     1164 <radix+0x54>
mov    (%rbx),%eax
sar    %cl,%eax
movzbl %al,%eax
addl   $0x1,(%rsp,%rax,4)
lea    -0x1(%r15),%eax
lea    0x4(%rbx),%rdx
cmp    $0x1,%r15d
je     1192 <radix+0x82>
add    $0xffffffff,%eax
nopl   (%rax)
mov    (%rdx),%esi
sar    %cl,%esi
movzbl %sil,%esi
addl   $0x1,(%rsp,%rsi,4)
mov    0x4(%rdx),%esi
sar    %cl,%esi
movzbl %sil,%esi
addl   $0x1,(%rsp,%rsi,4)
add    $0x8,%rdx
add    $0xfffffffe,%eax
jb     1170 <radix+0x60>
xor    %eax,%eax
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
mov    (%rsp,%rax,4),%edx
add    %ebp,%edx
mov    %ebp,(%rsp,%rax,4)
mov    0x4(%rsp,%rax,4),%esi
add    %edx,%esi
mov    %edx,0x4(%rsp,%rax,4)
mov    0x8(%rsp,%rax,4),%edx
add    %esi,%edx
mov    %esi,0x8(%rsp,%rax,4)
mov    0xc(%rsp,%rax,4),%ebp
add    %edx,%ebp
mov    %edx,0xc(%rsp,%rax,4)
add    $0x4,%rax
cmp    $0x100,%eax
jne    11a0 <radix+0x90>
test   %r15d,%r15d
jle    124a <radix+0x13a>
test   $0x1,%r15b
jne    11e7 <radix+0xd7>
mov    %r15d,%eax
cmp    $0x1,%r15d
jne    120c <radix+0xfc>
jmp    124a <radix+0x13a>
mov    (%rbx),%eax
mov    %eax,%edx
sar    %cl,%edx
movzbl %dl,%edx
movslq (%rsp,%rdx,4),%rsi
mov    %eax,(%r14,%rsi,4)
lea    0x1(%rsi),%eax
mov    %eax,(%rsp,%rdx,4)
lea    -0x1(%r15),%eax
add    $0x4,%rbx
cmp    $0x1,%r15d
je     124a <radix+0x13a>
add    $0xffffffff,%eax
nop
mov    (%rbx),%edx
mov    %edx,%esi
sar    %cl,%esi
movzbl %sil,%esi
movslq (%rsp,%rsi,4),%rdi
mov    %edx,(%r14,%rdi,4)
lea    0x1(%rdi),%edx
mov    %edx,(%rsp,%rsi,4)
mov    0x4(%rbx),%edx
mov    %edx,%esi
sar    %cl,%esi
movzbl %sil,%esi
movslq (%rsp,%rsi,4),%rdi
mov    %edx,(%r14,%rdi,4)
lea    0x1(%rdi),%edx
mov    %edx,(%rsp,%rsi,4)
add    $0x8,%rbx
add    $0xfffffffe,%eax
jb     1210 <radix+0x100>
add    $0x400,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @radix(i16 signext %0, i32 %1, i32* %2, i32* %3) {
%5 = alloca i16
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32*
%8 = alloca i32*
%9 = alloca [256 x i32]
%10 = alloca i32*
%11 = alloca i32*
%12 = alloca i32
%13 = alloca i32
%14 = alloca i32
store i16 %0, i16* %5
store i32 %1, i32* %6
store i32* %2, i32** %7
store i32* %3, i32** %8
%15 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %9, i64 0, i64 0
store i32* %15, i32** %11
store i32 256, i32* %14
br label %16
16: ; preds = %21, %4
%17 = load i32, i32* %14
%18 = icmp sgt i32 %17, 0
br i1 %18, label %19, label %26
19: ; preds = %16
%20 = load i32*, i32** %11
store i32 0, i32* %20
br label %21
21: ; preds = %19
%22 = load i32, i32* %14
%23 = add nsw i32 %22, -1
store i32 %23, i32* %14
%24 = load i32*, i32** %11
%25 = getelementptr inbounds i32, i32* %24, i32 1
store i32* %25, i32** %11
br label %16
26: ; preds = %16
%27 = load i32*, i32** %7
store i32* %27, i32** %10
%28 = load i32, i32* %6
store i32 %28, i32* %14
br label %29
29: ; preds = %45, %26
%30 = load i32, i32* %14
%31 = icmp sgt i32 %30, 0
br i1 %31, label %32, label %50
32: ; preds = %29
%33 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %9, i64 0, i64 0
%34 = load i32*, i32** %10
%35 = load i32, i32* %34
%36 = load i16, i16* %5
%37 = sext i16 %36 to i32
%38 = ashr i32 %35, %37
%39 = and i32 %38, 255
%40 = sext i32 %39 to i64
%41 = getelementptr inbounds i32, i32* %33, i64 %40
store i32* %41, i32** %11
%42 = load i32*, i32** %11
%43 = load i32, i32* %42
%44 = add nsw i32 %43, 1
store i32 %44, i32* %42
br label %45
45: ; preds = %32
%46 = load i32, i32* %14
%47 = add nsw i32 %46, -1
store i32 %47, i32* %14
%48 = load i32*, i32** %10
%49 = getelementptr inbounds i32, i32* %48, i32 1
store i32* %49, i32** %10
br label %29
50: ; preds = %29
store i32 0, i32* %12
%51 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %9, i64 0, i64 0
store i32* %51, i32** %11
store i32 256, i32* %14
br label %52
52: ; preds = %63, %50
%53 = load i32, i32* %14
%54 = icmp sgt i32 %53, 0
br i1 %54, label %55, label %68
55: ; preds = %52
%56 = load i32*, i32** %11
%57 = load i32, i32* %56
store i32 %57, i32* %13
%58 = load i32, i32* %12
%59 = load i32*, i32** %11
store i32 %58, i32* %59
%60 = load i32, i32* %13
%61 = load i32, i32* %12
%62 = add nsw i32 %61, %60
store i32 %62, i32* %12
br label %63
63: ; preds = %55
%64 = load i32, i32* %14
%65 = add nsw i32 %64, -1
store i32 %65, i32* %14
%66 = load i32*, i32** %11
%67 = getelementptr inbounds i32, i32* %66, i32 1
store i32* %67, i32** %11
br label %52
68: ; preds = %52
%69 = load i32*, i32** %7
store i32* %69, i32** %10
%70 = load i32, i32* %6
store i32 %70, i32* %14
br label %71
71: ; preds = %94, %68
%72 = load i32, i32* %14
%73 = icmp sgt i32 %72, 0
br i1 %73, label %74, label %99
74: ; preds = %71
%75 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %9, i64 0, i64 0
%76 = load i32*, i32** %10
%77 = load i32, i32* %76
%78 = load i16, i16* %5
%79 = sext i16 %78 to i32
%80 = ashr i32 %77, %79
%81 = and i32 %80, 255
%82 = sext i32 %81 to i64
%83 = getelementptr inbounds i32, i32* %75, i64 %82
store i32* %83, i32** %11
%84 = load i32*, i32** %10
%85 = load i32, i32* %84
%86 = load i32*, i32** %8
%87 = load i32*, i32** %11
%88 = load i32, i32* %87
%89 = sext i32 %88 to i64
%90 = getelementptr inbounds i32, i32* %86, i64 %89
store i32 %85, i32* %90
%91 = load i32*, i32** %11
%92 = load i32, i32* %91
%93 = add nsw i32 %92, 1
store i32 %93, i32* %91
br label %94
94: ; preds = %74
%95 = load i32, i32* %14
%96 = add nsw i32 %95, -1
store i32 %96, i32* %14
%97 = load i32*, i32** %10
%98 = getelementptr inbounds i32, i32* %97, i32 1
store i32* %98, i32** %10
br label %71
99: ; preds = %71
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @radix(i16 signext %0, i32 %1, i32* nocapture %2, i32* nocapture writeonly %3) {
%5 = alloca [256 x i32]
%6 = bitcast [256 x i32]* %5 to i8*
%7 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %5, i64 0, i64 0
%8 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %8, label %10, label %9
9: ; preds = %24, %28, %4
br label %71
10: ; preds = %4
%11 = zext i16 %0 to i32
%12 = and i32 %1, 1
%13 = icmp eq i32 %12, 0
br i1 %13, label %24, label %14
14: ; preds = %10
%15 = load i32, i32* %2
%16 = ashr i32 %15, %11
%17 = and i32 %16, 255
%18 = zext i32 %17 to i64
%19 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %5, i64 0, i64 %18
%20 = load i32, i32* %19
%21 = add nsw i32 %20, 1
store i32 %21, i32* %19
%22 = add nsw i32 %1, -1
%23 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 1
br label %24
24: ; preds = %14, %10
%25 = phi i32 [ %1, %10 ], [ %22, %14 ]
%26 = phi i32* [ %2, %10 ], [ %23, %14 ]
%27 = icmp eq i32 %1, 1
br i1 %27, label %9, label %28
28: ; preds = %24, %28
%29 = phi i32 [ %46, %28 ], [ %25, %24 ]
%30 = phi i32* [ %47, %28 ], [ %26, %24 ]
%31 = load i32, i32* %30
%32 = ashr i32 %31, %11
%33 = and i32 %32, 255
%34 = zext i32 %33 to i64
%35 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %5, i64 0, i64 %34
%36 = load i32, i32* %35
%37 = add nsw i32 %36, 1
store i32 %37, i32* %35
%38 = getelementptr inbounds i32, i32* %30, i64 1
%39 = load i32, i32* %38
%40 = ashr i32 %39, %11
%41 = and i32 %40, 255
%42 = zext i32 %41 to i64
%43 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %5, i64 0, i64 %42
%44 = load i32, i32* %43
%45 = add nsw i32 %44, 1
store i32 %45, i32* %43
%46 = add nsw i32 %29, -2
%47 = getelementptr inbounds i32, i32* %30, i64 2
%48 = add i32 %29, -3
%49 = icmp ult i32 %48, -2
br i1 %49, label %28, label %9
50: ; preds = %71
br i1 %8, label %51, label %115
51: ; preds = %50
%52 = zext i16 %0 to i32
%53 = and i32 %1, 1
%54 = icmp eq i32 %53, 0
br i1 %54, label %67, label %55
55: ; preds = %51
%56 = load i32, i32* %2
%57 = ashr i32 %56, %52
%58 = and i32 %57, 255
%59 = zext i32 %58 to i64
%60 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %5, i64 0, i64 %59
%61 = load i32, i32* %60
%62 = sext i32 %61 to i64
%63 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 %62
store i32 %56, i32* %63
%64 = add nsw i32 %61, 1
store i32 %64, i32* %60
%65 = add nsw i32 %1, -1
%66 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 1
br label %67
67: ; preds = %55, %51
%68 = phi i32 [ %1, %51 ], [ %65, %55 ]
%69 = phi i32* [ %2, %51 ], [ %66, %55 ]
%70 = icmp eq i32 %1, 1
br i1 %70, label %115, label %89
71: ; preds = %71, %9
%72 = phi i32 [ 256, %9 ], [ %86, %71 ]
%73 = phi i32 [ 0, %9 ], [ %85, %71 ]
%74 = phi i32* [ %7, %9 ], [ %87, %71 ]
%75 = load i32, i32* %74
store i32 %73, i32* %74
%76 = add nsw i32 %75, %73
%77 = getelementptr inbounds i32, i32* %74, i64 1
%78 = load i32, i32* %77
store i32 %76, i32* %77
%79 = add nsw i32 %78, %76
%80 = getelementptr inbounds i32, i32* %74, i64 2
%81 = load i32, i32* %80
store i32 %79, i32* %80
%82 = add nsw i32 %81, %79
%83 = getelementptr inbounds i32, i32* %74, i64 3
%84 = load i32, i32* %83
store i32 %82, i32* %83
%85 = add nsw i32 %84, %82
%86 = add nsw i32 %72, -4
%87 = getelementptr inbounds i32, i32* %74, i64 4
%88 = icmp eq i32 %72, 4
br i1 %88, label %50, label %71
89: ; preds = %67, %89
%90 = phi i32 [ %111, %89 ], [ %68, %67 ]
%91 = phi i32* [ %112, %89 ], [ %69, %67 ]
%92 = load i32, i32* %91
%93 = ashr i32 %92, %52
%94 = and i32 %93, 255
%95 = zext i32 %94 to i64
%96 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %5, i64 0, i64 %95
%97 = load i32, i32* %96
%98 = sext i32 %97 to i64
%99 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 %98
store i32 %92, i32* %99
%100 = add nsw i32 %97, 1
store i32 %100, i32* %96
%101 = getelementptr inbounds i32, i32* %91, i64 1
%102 = load i32, i32* %101
%103 = ashr i32 %102, %52
%104 = and i32 %103, 255
%105 = zext i32 %104 to i64
%106 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %5, i64 0, i64 %105
%107 = load i32, i32* %106
%108 = sext i32 %107 to i64
%109 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 %108
store i32 %102, i32* %109
%110 = add nsw i32 %107, 1
store i32 %110, i32* %106
%111 = add nsw i32 %90, -2
%112 = getelementptr inbounds i32, i32* %91, i64 2
%113 = add i32 %90, -3
%114 = icmp ult i32 %113, -2
br i1 %114, label %89, label %115
115: ; preds = %67, %89, %50
ret void
}