#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);
void countingSort(int A[], int n, int exp) {
  int i, COUNT[10] = {0};
  int *OUT = malloc(n * sizeof(int));
  for (i = 0; i < n; i++)
    COUNT[(A[i] / exp) % 10]++;
  for (i = 1; i < 10; i++)
    COUNT[i] += COUNT[i - 1];
  for (i = n - 1; i >= 0; i--)
    OUT[--COUNT[(A[i] / exp) % 10]] = A[i];
  for (i = 0; i < n; i++)
    A[i] = OUT[i];
}


x86 assembly (clang, -O0):
<countingSort>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x60,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
lea    -0x40(%rbp),%rdi
xor    %esi,%esi
mov    $0x28,%edx
call   1030 <memset@plt>
movslq -0xc(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edi
call   1040 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x48(%rbp)
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    119b <countingSort+0x7b>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cltd
idivl  -0x10(%rbp)
mov    $0xa,%ecx
cltd
idiv   %ecx
movslq %edx,%rax
mov    -0x40(%rbp,%rax,4),%ecx
add    $0x1,%ecx
mov    %ecx,-0x40(%rbp,%rax,4)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    115c <countingSort+0x3c>
movl   $0x1,-0x14(%rbp)
cmpl   $0xa,-0x14(%rbp)
jge    11d2 <countingSort+0xb2>
mov    -0x14(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
cltq
mov    -0x40(%rbp,%rax,4),%ecx
movslq -0x14(%rbp),%rax
add    -0x40(%rbp,%rax,4),%ecx
mov    %ecx,-0x40(%rbp,%rax,4)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    11a2 <countingSort+0x82>
mov    -0xc(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x14(%rbp)
jl     123d <countingSort+0x11d>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x4c(%rbp)
mov    -0x48(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x58(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cltd
idivl  -0x10(%rbp)
mov    $0xa,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    -0x58(%rbp),%rax
mov    %edx,%ecx
mov    -0x4c(%rbp),%edx
movslq %ecx,%rsi
mov    -0x40(%rbp,%rsi,4),%ecx
add    $0xffffffff,%ecx
mov    %ecx,-0x40(%rbp,%rsi,4)
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    11db <countingSort+0xbb>
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    1274 <countingSort+0x154>
mov    -0x48(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1244 <countingSort+0x124>
add    $0x60,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<countingSort>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x28,%rsp
mov    %edx,%ebp
mov    %esi,%r15d
mov    %rdi,%rbx
xorps  %xmm0,%xmm0
movaps %xmm0,0x10(%rsp)
movaps %xmm0,(%rsp)
movq   $0x0,0x20(%rsp)
lea    0x0(,%r15,4),%edi
call   1040 <malloc@plt>
mov    %rax,%r13
mov    %r15d,%r14d
mov    %r15,%rcx
test   %r15d,%r15d
jle    11d2 <countingSort+0xb2>
xor    %esi,%esi
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    (%rbx,%rsi,4),%eax
cltd
idiv   %ebp
cltq
imul   $0x66666667,%rax,%rdx
mov    %rdx,%rdi
shr    $0x3f,%rdi
sar    $0x22,%rdx
add    %edi,%edx
add    %edx,%edx
lea    (%rdx,%rdx,4),%edx
sub    %edx,%eax
cltq
addl   $0x1,(%rsp,%rax,4)
add    $0x1,%rsi
cmp    %rsi,%r14
jne    1170 <countingSort+0x50>
mov    0x4(%rsp),%r12d
mov    0x8(%rsp),%edx
mov    0xc(%rsp),%eax
mov    0x10(%rsp),%edi
mov    0x14(%rsp),%r15d
mov    0x18(%rsp),%r11d
mov    0x1c(%rsp),%r10d
mov    0x20(%rsp),%r9d
mov    0x24(%rsp),%r8d
add    (%rsp),%r12d
jmp    11ea <countingSort+0xca>
xor    %r8d,%r8d
xor    %r9d,%r9d
xor    %r10d,%r10d
xor    %r11d,%r11d
xor    %r15d,%r15d
xor    %edi,%edi
xor    %eax,%eax
xor    %edx,%edx
xor    %r12d,%r12d
add    %r12d,%edx
add    %edx,%eax
add    %eax,%edi
add    %edi,%r15d
add    %r15d,%r11d
add    %r11d,%r10d
add    %r10d,%r9d
add    %r9d,%r8d
mov    %r12d,0x4(%rsp)
mov    %edx,0x8(%rsp)
mov    %eax,0xc(%rsp)
mov    %edi,0x10(%rsp)
mov    %r15d,0x14(%rsp)
mov    %r11d,0x18(%rsp)
mov    %r10d,0x1c(%rsp)
mov    %r9d,0x20(%rsp)
mov    %r8d,0x24(%rsp)
mov    %rcx,%r8
test   %r8d,%r8d
jle    129b <countingSort+0x17b>
lea    0x1(%r14),%rsi
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
lea    -0x2(%rsi),%eax
mov    (%rbx,%rax,4),%edi
mov    %edi,%eax
cltd
idiv   %ebp
cltq
imul   $0x66666667,%rax,%rdx
mov    %rdx,%rcx
shr    $0x3f,%rcx
sar    $0x22,%rdx
add    %ecx,%edx
add    %edx,%edx
lea    (%rdx,%rdx,4),%ecx
sub    %ecx,%eax
cltq
movslq (%rsp,%rax,4),%rcx
lea    -0x1(%rcx),%rdx
mov    %edx,(%rsp,%rax,4)
mov    %edi,-0x4(%r13,%rcx,4)
add    $0xffffffffffffffff,%rsi
cmp    $0x1,%rsi
ja     1240 <countingSort+0x120>
test   %r8d,%r8d
jle    129b <countingSort+0x17b>
shl    $0x2,%r14
mov    %rbx,%rdi
mov    %r13,%rsi
mov    %r14,%rdx
call   1030 <memcpy@plt>
add    $0x28,%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 [10 x i32]
%9 = alloca i32*
store i32* %0, i32** %4
store i32 %1, i32* %5
store i32 %2, i32* %6
%10 = bitcast [10 x i32]* %8 to i8*
%11 = load i32, i32* %5
%12 = sext i32 %11 to i64
%13 = mul i64 %12, 4
%14 = trunc i64 %13 to i32
%15 = call i32* @malloc(i32 %14)
store i32* %15, i32** %9
store i32 0, i32* %7
br label %16
16: ; preds = %33, %3
%17 = load i32, i32* %7
%18 = load i32, i32* %5
%19 = icmp slt i32 %17, %18
br i1 %19, label %20, label %36
20: ; preds = %16
%21 = load i32*, i32** %4
%22 = load i32, i32* %7
%23 = sext i32 %22 to i64
%24 = getelementptr inbounds i32, i32* %21, i64 %23
%25 = load i32, i32* %24
%26 = load i32, i32* %6
%27 = sdiv i32 %25, %26
%28 = srem i32 %27, 10
%29 = sext i32 %28 to i64
%30 = getelementptr inbounds [10 x i32], [10 x i32]* %8, i64 0, i64 %29
%31 = load i32, i32* %30
%32 = add nsw i32 %31, 1
store i32 %32, i32* %30
br label %33
33: ; preds = %20
%34 = load i32, i32* %7
%35 = add nsw i32 %34, 1
store i32 %35, i32* %7
br label %16
36: ; preds = %16
store i32 1, i32* %7
br label %37
37: ; preds = %51, %36
%38 = load i32, i32* %7
%39 = icmp slt i32 %38, 10
br i1 %39, label %40, label %54
40: ; preds = %37
%41 = load i32, i32* %7
%42 = sub nsw i32 %41, 1
%43 = sext i32 %42 to i64
%44 = getelementptr inbounds [10 x i32], [10 x i32]* %8, i64 0, i64 %43
%45 = load i32, i32* %44
%46 = load i32, i32* %7
%47 = sext i32 %46 to i64
%48 = getelementptr inbounds [10 x i32], [10 x i32]* %8, i64 0, i64 %47
%49 = load i32, i32* %48
%50 = add nsw i32 %49, %45
store i32 %50, i32* %48
br label %51
51: ; preds = %40
%52 = load i32, i32* %7
%53 = add nsw i32 %52, 1
store i32 %53, i32* %7
br label %37
54: ; preds = %37
%55 = load i32, i32* %5
%56 = sub nsw i32 %55, 1
store i32 %56, i32* %7
br label %57
57: ; preds = %81, %54
%58 = load i32, i32* %7
%59 = icmp sge i32 %58, 0
br i1 %59, label %60, label %84
60: ; preds = %57
%61 = load i32*, i32** %4
%62 = load i32, i32* %7
%63 = sext i32 %62 to i64
%64 = getelementptr inbounds i32, i32* %61, i64 %63
%65 = load i32, i32* %64
%66 = load i32*, i32** %9
%67 = load i32*, i32** %4
%68 = load i32, i32* %7
%69 = sext i32 %68 to i64
%70 = getelementptr inbounds i32, i32* %67, i64 %69
%71 = load i32, i32* %70
%72 = load i32, i32* %6
%73 = sdiv i32 %71, %72
%74 = srem i32 %73, 10
%75 = sext i32 %74 to i64
%76 = getelementptr inbounds [10 x i32], [10 x i32]* %8, i64 0, i64 %75
%77 = load i32, i32* %76
%78 = add nsw i32 %77, -1
store i32 %78, i32* %76
%79 = sext i32 %78 to i64
%80 = getelementptr inbounds i32, i32* %66, i64 %79
store i32 %65, i32* %80
br label %81
81: ; preds = %60
%82 = load i32, i32* %7
%83 = add nsw i32 %82, -1
store i32 %83, i32* %7
br label %57
84: ; preds = %57
store i32 0, i32* %7
br label %85
85: ; preds = %99, %84
%86 = load i32, i32* %7
%87 = load i32, i32* %5
%88 = icmp slt i32 %86, %87
br i1 %88, label %89, label %102
89: ; preds = %85
%90 = load i32*, i32** %9
%91 = load i32, i32* %7
%92 = sext i32 %91 to i64
%93 = getelementptr inbounds i32, i32* %90, i64 %92
%94 = load i32, i32* %93
%95 = load i32*, i32** %4
%96 = load i32, i32* %7
%97 = sext i32 %96 to i64
%98 = getelementptr inbounds i32, i32* %95, i64 %97
store i32 %94, i32* %98
br label %99
99: ; preds = %89
%100 = load i32, i32* %7
%101 = add nsw i32 %100, 1
store i32 %101, i32* %7
br label %85
102: ; preds = %85
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @countingSort(i32* nocapture %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = bitcast i32* %0 to i8*
%5 = alloca [10 x i32]
%6 = bitcast [10 x i32]* %5 to i8*
%7 = shl i32 %1, 2
%8 = tail call i32* @malloc(i32 %7)
%9 = bitcast i32* %8 to i8*
%10 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %10, label %11, label %35
11: ; preds = %3
%12 = zext i32 %1 to i64
br label %62
13: ; preds = %62
%14 = getelementptr inbounds [10 x i32], [10 x i32]* %5, i64 0, i64 0
%15 = load i32, i32* %14
%16 = getelementptr inbounds [10 x i32], [10 x i32]* %5, i64 0, i64 1
%17 = load i32, i32* %16
%18 = getelementptr inbounds [10 x i32], [10 x i32]* %5, i64 0, i64 2
%19 = load i32, i32* %18
%20 = getelementptr inbounds [10 x i32], [10 x i32]* %5, i64 0, i64 3
%21 = load i32, i32* %20
%22 = getelementptr inbounds [10 x i32], [10 x i32]* %5, i64 0, i64 4
%23 = load i32, i32* %22
%24 = getelementptr inbounds [10 x i32], [10 x i32]* %5, i64 0, i64 5
%25 = load i32, i32* %24
%26 = getelementptr inbounds [10 x i32], [10 x i32]* %5, i64 0, i64 6
%27 = load i32, i32* %26
%28 = getelementptr inbounds [10 x i32], [10 x i32]* %5, i64 0, i64 7
%29 = load i32, i32* %28
%30 = getelementptr inbounds [10 x i32], [10 x i32]* %5, i64 0, i64 8
%31 = load i32, i32* %30
%32 = getelementptr inbounds [10 x i32], [10 x i32]* %5, i64 0, i64 9
%33 = load i32, i32* %32
%34 = add nsw i32 %17, %15
br label %35
35: ; preds = %13, %3
%36 = phi i32 [ %33, %13 ], [ 0, %3 ]
%37 = phi i32 [ %31, %13 ], [ 0, %3 ]
%38 = phi i32 [ %29, %13 ], [ 0, %3 ]
%39 = phi i32 [ %27, %13 ], [ 0, %3 ]
%40 = phi i32 [ %25, %13 ], [ 0, %3 ]
%41 = phi i32 [ %23, %13 ], [ 0, %3 ]
%42 = phi i32 [ %21, %13 ], [ 0, %3 ]
%43 = phi i32 [ %19, %13 ], [ 0, %3 ]
%44 = phi i32 [ %34, %13 ], [ 0, %3 ]
%45 = getelementptr inbounds [10 x i32], [10 x i32]* %5, i64 0, i64 1
store i32 %44, i32* %45
%46 = getelementptr inbounds [10 x i32], [10 x i32]* %5, i64 0, i64 2
%47 = add nsw i32 %43, %44
store i32 %47, i32* %46
%48 = getelementptr inbounds [10 x i32], [10 x i32]* %5, i64 0, i64 3
%49 = add nsw i32 %42, %47
store i32 %49, i32* %48
%50 = getelementptr inbounds [10 x i32], [10 x i32]* %5, i64 0, i64 4
%51 = add nsw i32 %41, %49
store i32 %51, i32* %50
%52 = getelementptr inbounds [10 x i32], [10 x i32]* %5, i64 0, i64 5
%53 = add nsw i32 %40, %51
store i32 %53, i32* %52
%54 = getelementptr inbounds [10 x i32], [10 x i32]* %5, i64 0, i64 6
%55 = add nsw i32 %39, %53
store i32 %55, i32* %54
%56 = getelementptr inbounds [10 x i32], [10 x i32]* %5, i64 0, i64 7
%57 = add nsw i32 %38, %55
store i32 %57, i32* %56
%58 = getelementptr inbounds [10 x i32], [10 x i32]* %5, i64 0, i64 8
%59 = add nsw i32 %37, %57
store i32 %59, i32* %58
%60 = getelementptr inbounds [10 x i32], [10 x i32]* %5, i64 0, i64 9
%61 = add nsw i32 %36, %59
store i32 %61, i32* %60
br i1 %10, label %74, label %95
62: ; preds = %11, %62
%63 = phi i64 [ 0, %11 ], [ %72, %62 ]
%64 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %63
%65 = load i32, i32* %64
%66 = sdiv i32 %65, %2
%67 = srem i32 %66, 10
%68 = sext i32 %67 to i64
%69 = getelementptr inbounds [10 x i32], [10 x i32]* %5, i64 0, i64 %68
%70 = load i32, i32* %69
%71 = add nsw i32 %70, 1
store i32 %71, i32* %69
%72 = add nuw nsw i64 %63, 1
%73 = icmp eq i64 %72, %12
br i1 %73, label %13, label %62
74: ; preds = %35
%75 = zext i32 %1 to i64
br label %80
76: ; preds = %80
br i1 %10, label %77, label %95
77: ; preds = %76
%78 = zext i32 %1 to i64
%79 = shl nuw nsw i64 %78, 2
br label %95
80: ; preds = %74, %80
%81 = phi i64 [ %75, %74 ], [ %82, %80 ]
%82 = add nsw i64 %81, -1
%83 = and i64 %82, 4294967295
%84 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %83
%85 = load i32, i32* %84
%86 = sdiv i32 %85, %2
%87 = srem i32 %86, 10
%88 = sext i32 %87 to i64
%89 = getelementptr inbounds [10 x i32], [10 x i32]* %5, i64 0, i64 %88
%90 = load i32, i32* %89
%91 = add nsw i32 %90, -1
store i32 %91, i32* %89
%92 = sext i32 %91 to i64
%93 = getelementptr inbounds i32, i32* %8, i64 %92
store i32 %85, i32* %93
%94 = icmp ugt i64 %81, 1
br i1 %94, label %80, label %76
95: ; preds = %35, %77, %76
ret void
}