#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 my_count_sort_two(int *A, int *B, int *C, int k, int A_length) {
  int *tmp;
  int i;
  tmp = (int *)malloc(sizeof(int) * (k + 1));
  for (i = 0; i <= k; i++)
    tmp[i] = i;
  for (i = 0; i < A_length; i++)
    C[A[i]] += 1;
  for (i = 0; i <= k; i++) {
    while (C[i]--)
      *B++ = tmp[i];
  }
  tmp = NULL;
  free(tmp);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<my_count_sort_two>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %ecx,-0x1c(%rbp)
mov    %r8d,-0x20(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
cltq
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edi
call   1040 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x28(%rbp)
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jg     1181 <my_count_sort_two+0x61>
mov    -0x2c(%rbp),%edx
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    1159 <my_count_sort_two+0x39>
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0x20(%rbp),%eax
jge    11bb <my_count_sort_two+0x9b>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x2c(%rbp),%rdx
movslq (%rcx,%rdx,4),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    1188 <my_count_sort_two+0x68>
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jg     1223 <my_count_sort_two+0x103>
jmp    11d3 <my_count_sort_two+0xb3>
mov    -0x18(%rbp),%rcx
movslq -0x2c(%rbp),%rdx
mov    (%rcx,%rdx,4),%eax
mov    %eax,%esi
add    $0xffffffff,%esi
mov    %esi,(%rcx,%rdx,4)
cmp    $0x0,%eax
je     1210 <my_count_sort_two+0xf0>
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%ecx
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,%rdx
add    $0x4,%rdx
mov    %rdx,-0x10(%rbp)
mov    %ecx,(%rax)
jmp    11d3 <my_count_sort_two+0xb3>
jmp    1215 <my_count_sort_two+0xf5>
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    11c2 <my_count_sort_two+0xa2>
movq   $0x0,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rdi
call   1030 <free@plt>
add    $0x30,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<my_count_sort_two>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    %r8d,%r13d
mov    %ecx,%r14d
mov    %rdx,%r15
mov    %rsi,%rbx
mov    %rdi,%r12
lea    0x4(,%r14,4),%edi
call   1040 <malloc@plt>
test   %r14d,%r14d
js     12bc <my_count_sort_two+0x19c>
lea    0x1(%r14),%ecx
cmp    $0x7,%r14d
jae    1161 <my_count_sort_two+0x41>
xor    %edx,%edx
jmp    12b0 <my_count_sort_two+0x190>
mov    %ecx,%edx
and    $0xfffffff8,%edx
lea    -0x8(%rdx),%rbp
mov    %rbp,%rdi
shr    $0x3,%rdi
add    $0x1,%rdi
mov    %edi,%esi
and    $0x3,%esi
cmp    $0x18,%rbp
jae    118f <my_count_sort_two+0x6f>
movdqa 0xe78(%rip),%xmm0
xor    %ebp,%ebp
jmp    1258 <my_count_sort_two+0x138>
and    $0xfffffffffffffffc,%rdi
movdqa 0xe65(%rip),%xmm0
xor    %ebp,%ebp
movdqa 0xe6a(%rip),%xmm8
movdqa 0xe71(%rip),%xmm9
movdqa 0xe78(%rip),%xmm10
movdqa 0xe80(%rip),%xmm4
movdqa 0xe88(%rip),%xmm5
movdqa 0xe90(%rip),%xmm6
movdqa 0xe98(%rip),%xmm7
movdqa 0xea0(%rip),%xmm1
movdqa %xmm0,%xmm2
paddd  %xmm8,%xmm2
movdqu %xmm0,(%rax,%rbp,4)
movdqu %xmm2,0x10(%rax,%rbp,4)
movdqa %xmm0,%xmm2
paddd  %xmm9,%xmm2
movdqa %xmm0,%xmm3
paddd  %xmm10,%xmm3
movdqu %xmm2,0x20(%rax,%rbp,4)
movdqu %xmm3,0x30(%rax,%rbp,4)
movdqa %xmm0,%xmm2
paddd  %xmm4,%xmm2
movdqa %xmm0,%xmm3
paddd  %xmm5,%xmm3
movdqu %xmm2,0x40(%rax,%rbp,4)
movdqu %xmm3,0x50(%rax,%rbp,4)
movdqa %xmm0,%xmm2
paddd  %xmm6,%xmm2
movdqa %xmm0,%xmm3
paddd  %xmm7,%xmm3
movdqu %xmm2,0x60(%rax,%rbp,4)
movdqu %xmm3,0x70(%rax,%rbp,4)
add    $0x20,%rbp
paddd  %xmm1,%xmm0
add    $0xfffffffffffffffc,%rdi
jne    11e0 <my_count_sort_two+0xc0>
test   %rsi,%rsi
je     12a0 <my_count_sort_two+0x180>
lea    (%rax,%rbp,4),%rdi
add    $0x10,%rdi
shl    $0x5,%rsi
xor    %ebp,%ebp
movdqa 0xd9d(%rip),%xmm1
movdqa 0xda5(%rip),%xmm2
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movdqa %xmm0,%xmm3
paddd  %xmm1,%xmm3
movdqu %xmm0,-0x10(%rdi,%rbp,1)
movdqu %xmm3,(%rdi,%rbp,1)
paddd  %xmm2,%xmm0
add    $0x20,%rbp
cmp    %rbp,%rsi
jne    1280 <my_count_sort_two+0x160>
cmp    %rcx,%rdx
je     12bc <my_count_sort_two+0x19c>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
mov    %edx,(%rax,%rdx,4)
add    $0x1,%rdx
cmp    %rdx,%rcx
jne    12b0 <my_count_sort_two+0x190>
test   %r13d,%r13d
jle    1332 <my_count_sort_two+0x212>
mov    %r13d,%edx
lea    -0x1(%rdx),%rsi
mov    %edx,%ecx
and    $0x3,%ecx
cmp    $0x3,%rsi
jae    12d7 <my_count_sort_two+0x1b7>
xor    %esi,%esi
jmp    1310 <my_count_sort_two+0x1f0>
and    $0xfffffffc,%edx
xor    %esi,%esi
nopl   0x0(%rax)
movslq (%r12,%rsi,4),%rdi
addl   $0x1,(%r15,%rdi,4)
movslq 0x4(%r12,%rsi,4),%rdi
addl   $0x1,(%r15,%rdi,4)
movslq 0x8(%r12,%rsi,4),%rdi
addl   $0x1,(%r15,%rdi,4)
movslq 0xc(%r12,%rsi,4),%rdi
addl   $0x1,(%r15,%rdi,4)
add    $0x4,%rsi
cmp    %rsi,%rdx
jne    12e0 <my_count_sort_two+0x1c0>
test   %rcx,%rcx
je     1332 <my_count_sort_two+0x212>
lea    (%r12,%rsi,4),%rdx
xor    %esi,%esi
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movslq (%rdx,%rsi,4),%rdi
addl   $0x1,(%r15,%rdi,4)
add    $0x1,%rsi
cmp    %rsi,%rcx
jne    1320 <my_count_sort_two+0x200>
test   %r14d,%r14d
js     1359 <my_count_sort_two+0x239>
add    $0x1,%r14d
xor    %ecx,%ecx
jmp    1349 <my_count_sort_two+0x229>
nop
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    %edx,(%rbx)
add    $0x4,%rbx
subl   $0x1,(%r15,%rcx,4)
jae    1340 <my_count_sort_two+0x220>
add    $0x1,%rcx
cmp    %r14,%rcx
jne    1349 <my_count_sort_two+0x229>
xor    %edi,%edi
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
jmp    1030 <free@plt>

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

LLVM IR (-O2):
define void @my_count_sort_two(i32* nocapture %0, i32* nocapture writeonly %1, i32* nocapture %2, i32 %3, i32 %4) {
%6 = shl i32 %3, 2
%7 = add i32 %6, 4
%8 = tail call i64 @malloc(i32 %7)
%9 = inttoptr i64 %8 to i32*
%10 = icmp slt i32 %3, 0
br i1 %10, label %79, label %11
11: ; preds = %5
%12 = add nuw i32 %3, 1
%13 = zext i32 %12 to i64
%14 = icmp ult i32 %3, 7
br i1 %14, label %77, label %15
15: ; preds = %11
%16 = and i64 %13, 4294967288
%17 = add nsw i64 %16, -8
%18 = lshr exact i64 %17, 3
%19 = add nuw nsw i64 %18, 1
%20 = and i64 %19, 3
%21 = icmp ult i64 %17, 24
br i1 %21, label %58, label %22
22: ; preds = %15
%23 = and i64 %19, 4611686018427387900
br label %24
24: ; preds = %24, %22
%25 = phi i64 [ 0, %22 ], [ %54, %24 ]
%26 = phi <4 x i32> [ <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3>, %22 ], [ %55, %24 ]
%27 = phi i64 [ 0, %22 ], [ %56, %24 ]
%28 = add <4 x i32> %26, <i32 4, i32 4, i32 4, i32 4>
%29 = getelementptr inbounds i32, i32* %9, i64 %25
%30 = bitcast i32* %29 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %26, <4 x i32>* %30
%31 = getelementptr inbounds i32, i32* %29, i64 4
%32 = bitcast i32* %31 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %28, <4 x i32>* %32
%33 = or i64 %25, 8
%34 = add <4 x i32> %26, <i32 8, i32 8, i32 8, i32 8>
%35 = add <4 x i32> %26, <i32 12, i32 12, i32 12, i32 12>
%36 = getelementptr inbounds i32, i32* %9, i64 %33
%37 = bitcast i32* %36 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %34, <4 x i32>* %37
%38 = getelementptr inbounds i32, i32* %36, i64 4
%39 = bitcast i32* %38 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %35, <4 x i32>* %39
%40 = or i64 %25, 16
%41 = add <4 x i32> %26, <i32 16, i32 16, i32 16, i32 16>
%42 = add <4 x i32> %26, <i32 20, i32 20, i32 20, i32 20>
%43 = getelementptr inbounds i32, i32* %9, i64 %40
%44 = bitcast i32* %43 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %41, <4 x i32>* %44
%45 = getelementptr inbounds i32, i32* %43, i64 4
%46 = bitcast i32* %45 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %42, <4 x i32>* %46
%47 = or i64 %25, 24
%48 = add <4 x i32> %26, <i32 24, i32 24, i32 24, i32 24>
%49 = add <4 x i32> %26, <i32 28, i32 28, i32 28, i32 28>
%50 = getelementptr inbounds i32, i32* %9, i64 %47
%51 = bitcast i32* %50 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %48, <4 x i32>* %51
%52 = getelementptr inbounds i32, i32* %50, i64 4
%53 = bitcast i32* %52 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %49, <4 x i32>* %53
%54 = add nuw i64 %25, 32
%55 = add <4 x i32> %26, <i32 32, i32 32, i32 32, i32 32>
%56 = add i64 %27, 4
%57 = icmp eq i64 %56, %23
br i1 %57, label %58, label %24
58: ; preds = %24, %15
%59 = phi i64 [ 0, %15 ], [ %54, %24 ]
%60 = phi <4 x i32> [ <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3>, %15 ], [ %55, %24 ]
%61 = icmp eq i64 %20, 0
br i1 %61, label %75, label %62
62: ; preds = %58, %62
%63 = phi i64 [ %71, %62 ], [ %59, %58 ]
%64 = phi <4 x i32> [ %72, %62 ], [ %60, %58 ]
%65 = phi i64 [ %73, %62 ], [ 0, %58 ]
%66 = add <4 x i32> %64, <i32 4, i32 4, i32 4, i32 4>
%67 = getelementptr inbounds i32, i32* %9, i64 %63
%68 = bitcast i32* %67 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %64, <4 x i32>* %68
%69 = getelementptr inbounds i32, i32* %67, i64 4
%70 = bitcast i32* %69 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %66, <4 x i32>* %70
%71 = add nuw i64 %63, 8
%72 = add <4 x i32> %64, <i32 8, i32 8, i32 8, i32 8>
%73 = add i64 %65, 1
%74 = icmp eq i64 %73, %20
br i1 %74, label %75, label %62
75: ; preds = %62, %58
%76 = icmp eq i64 %16, %13
br i1 %76, label %79, label %77
77: ; preds = %11, %75
%78 = phi i64 [ 0, %11 ], [ %16, %75 ]
br label %88
79: ; preds = %88, %75, %5
%80 = icmp sgt i32 %4, 0
br i1 %80, label %81, label %109
81: ; preds = %79
%82 = zext i32 %4 to i64
%83 = add nsw i64 %82, -1
%84 = and i64 %82, 3
%85 = icmp ult i64 %83, 3
br i1 %85, label %94, label %86
86: ; preds = %81
%87 = and i64 %82, 4294967292
br label %113
88: ; preds = %77, %88
%89 = phi i64 [ %92, %88 ], [ %78, %77 ]
%90 = getelementptr inbounds i32, i32* %9, i64 %89
%91 = trunc i64 %89 to i32
store i32 %91, i32* %90
%92 = add nuw nsw i64 %89, 1
%93 = icmp eq i64 %92, %13
br i1 %93, label %79, label %88
94: ; preds = %113, %81
%95 = phi i64 [ 0, %81 ], [ %143, %113 ]
%96 = icmp eq i64 %84, 0
br i1 %96, label %109, label %97
97: ; preds = %94, %97
%98 = phi i64 [ %106, %97 ], [ %95, %94 ]
%99 = phi i64 [ %107, %97 ], [ 0, %94 ]
%100 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %98
%101 = load i32, i32* %100
%102 = sext i32 %101 to i64
%103 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %102
%104 = load i32, i32* %103
%105 = add nsw i32 %104, 1
store i32 %105, i32* %103
%106 = add nuw nsw i64 %98, 1
%107 = add i64 %99, 1
%108 = icmp eq i64 %107, %84
br i1 %108, label %109, label %97
109: ; preds = %94, %97, %79
br i1 %10, label %166, label %110
110: ; preds = %109
%111 = add nuw i32 %3, 1
%112 = zext i32 %111 to i64
br label %146
113: ; preds = %113, %86
%114 = phi i64 [ 0, %86 ], [ %143, %113 ]
%115 = phi i64 [ 0, %86 ], [ %144, %113 ]
%116 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %114
%117 = load i32, i32* %116
%118 = sext i32 %117 to i64
%119 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %118
%120 = load i32, i32* %119
%121 = add nsw i32 %120, 1
store i32 %121, i32* %119
%122 = or i64 %114, 1
%123 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %122
%124 = load i32, i32* %123
%125 = sext i32 %124 to i64
%126 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %125
%127 = load i32, i32* %126
%128 = add nsw i32 %127, 1
store i32 %128, i32* %126
%129 = or i64 %114, 2
%130 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %129
%131 = load i32, i32* %130
%132 = sext i32 %131 to i64
%133 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %132
%134 = load i32, i32* %133
%135 = add nsw i32 %134, 1
store i32 %135, i32* %133
%136 = or i64 %114, 3
%137 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %136
%138 = load i32, i32* %137
%139 = sext i32 %138 to i64
%140 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %139
%141 = load i32, i32* %140
%142 = add nsw i32 %141, 1
store i32 %142, i32* %140
%143 = add nuw nsw i64 %114, 4
%144 = add i64 %115, 4
%145 = icmp eq i64 %144, %87
br i1 %145, label %94, label %113
146: ; preds = %110, %162
%147 = phi i64 [ 0, %110 ], [ %164, %162 ]
%148 = phi i32* [ %1, %110 ], [ %163, %162 ]
%149 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %147
%150 = load i32, i32* %149
%151 = add nsw i32 %150, -1
store i32 %151, i32* %149
%152 = icmp eq i32 %150, 0
br i1 %152, label %162, label %153
153: ; preds = %146
%154 = getelementptr inbounds i32, i32* %9, i64 %147
br label %155
155: ; preds = %153, %155
%156 = phi i32* [ %148, %153 ], [ %158, %155 ]
%157 = load i32, i32* %154
%158 = getelementptr inbounds i32, i32* %156, i64 1
store i32 %157, i32* %156
%159 = load i32, i32* %149
%160 = add nsw i32 %159, -1
store i32 %160, i32* %149
%161 = icmp eq i32 %159, 0
br i1 %161, label %162, label %155
162: ; preds = %155, %146
%163 = phi i32* [ %148, %146 ], [ %158, %155 ]
%164 = add nuw nsw i64 %147, 1
%165 = icmp eq i64 %164, %112
br i1 %165, label %166, label %146
166: ; preds = %162, %109
%167 = tail call i32 @free(i32* null)
ret void
}