#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);
int /*<<< orphan*/ printf(char *, int);
int counting_sort(int *num, int array_size) {
  if (!num) {
    return -1;
  }
  int *p_tmp = (int *)malloc(sizeof(int) * array_size);
  if (!p_tmp) {
    printf("malloc failed %d\n", 28);
    return 0;
  }
  int i = 0;
  int max_value = 0;
  for (i = 0; i < array_size; i++) {
    max_value = max_value > num[i] ? max_value : num[i];
    p_tmp[i] = num[i];
  }
  int counter_size = max_value + 1;
  int *p_counter = (int *)malloc(sizeof(int) * counter_size);
  if (!p_counter) {
    printf("malloc failed %d\n", 48);
    return 0;
  }
  for (i = 0; i < counter_size; i++) {
    p_counter[i] = 0;
  }
  for (i = 0; i < array_size; i++) {
    p_counter[num[i]] += 1;
  }
  for (i = 1; i < counter_size; i++) {
    p_counter[i] += p_counter[i - 1];
  }
  for (i = array_size - 1; i >= 0; i--) {
    num[p_counter[p_tmp[i]] - 1] = p_tmp[i];
    p_counter[p_tmp[i]] -= 1;
  }
  free(p_counter);
  free(p_tmp);
  return 0;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<counting_sort>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x40,%rsp
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
mov    %esi,-0x14(%rbp)
cmpq   $0x0,-0x10(%rbp)
jne    1156 <counting_sort+0x26>
movl   $0xffffffff,-0x4(%rbp)
jmp    1374 <counting_sort+0x244>
movslq -0x14(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edi
call   1050 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x20(%rbp)
cmpq   $0x0,-0x20(%rbp)
jne    1191 <counting_sort+0x61>
lea    0xe85(%rip),%rdi
mov    $0x1c,%esi
call   1040 <printf@plt>
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
jmp    1374 <counting_sort+0x244>
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
movl   $0x0,-0x28(%rbp)
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    1209 <counting_sort+0xd9>
mov    -0x28(%rbp),%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
movslq -0x24(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jle    11d1 <counting_sort+0xa1>
mov    -0x28(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
jmp    11df <counting_sort+0xaf>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    11a6 <counting_sort+0x76>
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
movslq -0x2c(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edi
call   1050 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x38(%rbp)
cmpq   $0x0,-0x38(%rbp)
jne    124d <counting_sort+0x11d>
lea    0xdc9(%rip),%rdi
mov    $0x30,%esi
call   1040 <printf@plt>
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
jmp    1374 <counting_sort+0x244>
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x2c(%rbp),%eax
jge    127d <counting_sort+0x14d>
mov    -0x38(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
movl   $0x0,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    1254 <counting_sort+0x124>
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    12b7 <counting_sort+0x187>
mov    -0x38(%rbp),%rax
mov    -0x10(%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    1284 <counting_sort+0x154>
movl   $0x1,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x2c(%rbp),%eax
jge    12f6 <counting_sort+0x1c6>
mov    -0x38(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x38(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
add    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    12be <counting_sort+0x18e>
mov    -0x14(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x24(%rbp)
jl     135b <counting_sort+0x22b>
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x38(%rbp),%rcx
mov    -0x20(%rbp),%rsi
movslq -0x24(%rbp),%rdi
movslq (%rsi,%rdi,4),%rsi
mov    (%rcx,%rsi,4),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x38(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%rcx
movslq -0x24(%rbp),%rdx
movslq (%rcx,%rdx,4),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
sub    $0x1,%edx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    12ff <counting_sort+0x1cf>
mov    -0x38(%rbp),%rdi
call   1030 <free@plt>
mov    -0x20(%rbp),%rdi
call   1030 <free@plt>
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x40,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<counting_sort>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
test   %rdi,%rdi
je     1228 <counting_sort+0xe8>
mov    %esi,%r15d
mov    %rdi,%r12
lea    0x0(,%r15,4),%edi
call   1060 <malloc@plt>
test   %rax,%rax
je     1232 <counting_sort+0xf2>
mov    %rax,%r14
mov    %r15d,%r13d
test   %r15d,%r15d
jle    1240 <counting_sort+0x100>
cmp    $0x8,%r15d
jb     119f <counting_sort+0x5f>
lea    (%r12,%r13,4),%rax
cmp    %rax,%r14
jae    141e <counting_sort+0x2de>
lea    (%r14,%r13,4),%rax
cmp    %r12,%rax
jbe    141e <counting_sort+0x2de>
xor    %eax,%eax
xor    %ebp,%ebp
mov    %rax,%rcx
not    %rcx
add    %r13,%rcx
mov    %r13,%rdx
and    $0x3,%rdx
je     11d7 <counting_sort+0x97>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
mov    (%r12,%rax,4),%esi
cmp    %esi,%ebp
cmovle %esi,%ebp
mov    %esi,(%r14,%rax,4)
add    $0x1,%rax
add    $0xffffffffffffffff,%rdx
jne    11c0 <counting_sort+0x80>
cmp    $0x3,%rcx
jae    11ee <counting_sort+0xae>
jmp    1242 <counting_sort+0x102>
nop
mov    %ecx,0xc(%r14,%rax,4)
add    $0x4,%rax
cmp    %rax,%r13
je     1242 <counting_sort+0x102>
mov    (%r12,%rax,4),%ecx
cmp    %ecx,%ebp
cmovle %ecx,%ebp
mov    %ecx,(%r14,%rax,4)
mov    0x4(%r12,%rax,4),%ecx
cmp    %ecx,%ebp
jg     1206 <counting_sort+0xc6>
mov    %ecx,%ebp
mov    %ecx,0x4(%r14,%rax,4)
mov    0x8(%r12,%rax,4),%ecx
cmp    %ecx,%ebp
jg     1216 <counting_sort+0xd6>
mov    %ecx,%ebp
mov    %ecx,0x8(%r14,%rax,4)
mov    0xc(%r12,%rax,4),%ecx
cmp    %ecx,%ebp
jg     11e0 <counting_sort+0xa0>
mov    %ecx,%ebp
jmp    11e0 <counting_sort+0xa0>
mov    $0xffffffff,%eax
jmp    140f <counting_sort+0x2cf>
lea    0xdc7(%rip),%rdi
mov    $0x1c,%esi
jmp    129d <counting_sort+0x15d>
xor    %ebp,%ebp
lea    0x4(,%rbp,4),%edi
call   1060 <malloc@plt>
test   %rax,%rax
je     1291 <counting_sort+0x151>
mov    %rax,%rbx
mov    %r15,(%rsp)
mov    %ebp,%r15d
test   %ebp,%ebp
js     1273 <counting_sort+0x133>
lea    0x4(,%r15,4),%rdx
mov    %rbx,%rdi
xor    %esi,%esi
call   1050 <memset@plt>
cmpl   $0x0,(%rsp)
jle    1301 <counting_sort+0x1c1>
lea    -0x1(%r13),%rcx
mov    %r13d,%eax
and    $0x3,%eax
cmp    $0x3,%rcx
jae    12a7 <counting_sort+0x167>
xor    %ecx,%ecx
jmp    12dc <counting_sort+0x19c>
lea    0xd68(%rip),%rdi
mov    $0x30,%esi
call   1040 <printf@plt>
jmp    140d <counting_sort+0x2cd>
mov    %r13d,%edx
and    $0xfffffffc,%edx
xor    %ecx,%ecx
nop
movslq (%r12,%rcx,4),%rsi
addl   $0x1,(%rbx,%rsi,4)
movslq 0x4(%r12,%rcx,4),%rsi
addl   $0x1,(%rbx,%rsi,4)
movslq 0x8(%r12,%rcx,4),%rsi
addl   $0x1,(%rbx,%rsi,4)
movslq 0xc(%r12,%rcx,4),%rsi
addl   $0x1,(%rbx,%rsi,4)
add    $0x4,%rcx
cmp    %rcx,%rdx
jne    12b0 <counting_sort+0x170>
test   %rax,%rax
je     1301 <counting_sort+0x1c1>
lea    (%r12,%rcx,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    12f0 <counting_sort+0x1b0>
test   %ebp,%ebp
jle    137f <counting_sort+0x23f>
mov    (%rbx),%eax
lea    -0x1(%r15),%rsi
mov    %r15d,%ecx
and    $0x3,%ecx
mov    $0x1,%edx
cmp    $0x3,%rsi
jb     135d <counting_sort+0x21d>
and    $0xfffffffc,%r15d
xor    %edx,%edx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
add    0x4(%rbx,%rdx,4),%eax
mov    %eax,0x4(%rbx,%rdx,4)
add    0x8(%rbx,%rdx,4),%eax
mov    %eax,0x8(%rbx,%rdx,4)
add    0xc(%rbx,%rdx,4),%eax
mov    %eax,0xc(%rbx,%rdx,4)
add    0x10(%rbx,%rdx,4),%eax
mov    %eax,0x10(%rbx,%rdx,4)
add    $0x4,%rdx
cmp    %rdx,%r15
jne    1330 <counting_sort+0x1f0>
add    $0x1,%rdx
test   %rcx,%rcx
je     137f <counting_sort+0x23f>
lea    (%rbx,%rdx,4),%rdx
xor    %esi,%esi
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    (%rdx,%rsi,4),%eax
mov    %eax,(%rdx,%rsi,4)
add    $0x1,%rsi
cmp    %rsi,%rcx
jne    1370 <counting_sort+0x230>
mov    (%rsp),%rsi
test   %esi,%esi
jle    13fd <counting_sort+0x2bd>
test   $0x1,%r13b
je     13a9 <counting_sort+0x269>
add    $0xffffffffffffffff,%r13
mov    %r13d,%eax
movslq (%r14,%rax,4),%rcx
movslq (%rbx,%rcx,4),%rdx
mov    %ecx,-0x4(%r12,%rdx,4)
movslq (%r14,%rax,4),%rax
addl   $0xffffffff,(%rbx,%rax,4)
cmp    $0x1,%esi
je     13fd <counting_sort+0x2bd>
add    $0xfffffffffffffffe,%r13
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
lea    0x1(%r13),%rax
mov    %eax,%ecx
movslq (%r14,%rcx,4),%rdx
movslq (%rbx,%rdx,4),%rsi
mov    %edx,-0x4(%r12,%rsi,4)
movslq (%r14,%rcx,4),%rcx
addl   $0xffffffff,(%rbx,%rcx,4)
mov    %r13d,%ecx
movslq (%r14,%rcx,4),%rdx
movslq (%rbx,%rdx,4),%rsi
mov    %edx,-0x4(%r12,%rsi,4)
movslq (%r14,%rcx,4),%rcx
addl   $0xffffffff,(%rbx,%rcx,4)
add    $0xfffffffffffffffe,%r13
cmp    $0x1,%rax
ja     13c0 <counting_sort+0x280>
mov    %rbx,%rdi
call   1030 <free@plt>
mov    %r14,%rdi
call   1030 <free@plt>
xor    %eax,%eax
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret
mov    %r13d,%eax
and    $0xfffffff8,%eax
lea    -0x8(%rax),%rcx
mov    %rcx,%rdx
shr    $0x3,%rdx
add    $0x1,%rdx
test   %rcx,%rcx
je     1583 <counting_sort+0x443>
mov    %rdx,%rsi
and    $0xfffffffffffffffe,%rsi
pxor   %xmm0,%xmm0
xor    %ecx,%ecx
pxor   %xmm1,%xmm1
nopl   (%rax)
movdqu (%r12,%rcx,4),%xmm2
movdqu 0x10(%r12,%rcx,4),%xmm3
movdqa %xmm0,%xmm4
pcmpgtd %xmm2,%xmm4
pand   %xmm4,%xmm0
pandn  %xmm2,%xmm4
por    %xmm0,%xmm4
movdqa %xmm1,%xmm5
pcmpgtd %xmm3,%xmm5
pand   %xmm5,%xmm1
pandn  %xmm3,%xmm5
por    %xmm1,%xmm5
movdqu %xmm2,(%r14,%rcx,4)
movdqu %xmm3,0x10(%r14,%rcx,4)
movdqu 0x20(%r12,%rcx,4),%xmm2
movdqu 0x30(%r12,%rcx,4),%xmm3
movdqa %xmm4,%xmm0
pcmpgtd %xmm2,%xmm0
pand   %xmm0,%xmm4
pandn  %xmm2,%xmm0
por    %xmm4,%xmm0
movdqa %xmm5,%xmm1
pcmpgtd %xmm3,%xmm1
pand   %xmm1,%xmm5
pandn  %xmm3,%xmm1
por    %xmm5,%xmm1
movdqu %xmm2,0x20(%r14,%rcx,4)
movdqu %xmm3,0x30(%r14,%rcx,4)
add    $0x10,%rcx
add    $0xfffffffffffffffe,%rsi
jne    1450 <counting_sort+0x310>
test   $0x1,%dl
je     152b <counting_sort+0x3eb>
movdqu (%r12,%rcx,4),%xmm2
movdqu 0x10(%r12,%rcx,4),%xmm3
movdqa %xmm0,%xmm4
pcmpgtd %xmm2,%xmm4
pand   %xmm4,%xmm0
pandn  %xmm2,%xmm4
por    %xmm4,%xmm0
movdqa %xmm1,%xmm4
pcmpgtd %xmm3,%xmm4
pand   %xmm4,%xmm1
pandn  %xmm3,%xmm4
por    %xmm4,%xmm1
movdqu %xmm2,(%r14,%rcx,4)
movdqu %xmm3,0x10(%r14,%rcx,4)
movdqa %xmm0,%xmm2
pcmpgtd %xmm1,%xmm2
pand   %xmm2,%xmm0
pandn  %xmm1,%xmm2
por    %xmm0,%xmm2
pshufd $0xee,%xmm2,%xmm0
movdqa %xmm2,%xmm1
pcmpgtd %xmm0,%xmm1
pand   %xmm1,%xmm2
pandn  %xmm0,%xmm1
por    %xmm2,%xmm1
pshufd $0x55,%xmm1,%xmm0
movdqa %xmm1,%xmm2
pcmpgtd %xmm0,%xmm2
pand   %xmm2,%xmm1
pandn  %xmm0,%xmm2
por    %xmm1,%xmm2
movd   %xmm2,%ebp
cmp    %r13,%rax
jne    11a3 <counting_sort+0x63>
jmp    1242 <counting_sort+0x102>
pxor   %xmm0,%xmm0
xor    %ecx,%ecx
pxor   %xmm1,%xmm1
test   $0x1,%dl
jne    14e9 <counting_sort+0x3a9>
jmp    152b <counting_sort+0x3eb>

LLVM IR (-O0):
@.str = [18 x i8] c"malloc failed %d\0A\00"
define i32 @counting_sort(i32* %0, i32 %1) {
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32*
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32*
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32*
store i32* %0, i32** %4
store i32 %1, i32* %5
%11 = load i32*, i32** %4
%12 = icmp ne i32* %11, null
br i1 %12, label %14, label %13
13: ; preds = %2
store i32 -1, i32* %3
br label %169
14: ; preds = %2
%15 = load i32, i32* %5
%16 = sext i32 %15 to i64
%17 = mul i64 4, %16
%18 = trunc i64 %17 to i32
%19 = call i64 @malloc(i32 %18)
%20 = inttoptr i64 %19 to i32*
store i32* %20, i32** %6
%21 = load i32*, i32** %6
%22 = icmp ne i32* %21, null
br i1 %22, label %25, label %23
23: ; preds = %14
%24 = call i32 @printf(i8* getelementptr inbounds ([18 x i8], [18 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32 28)
store i32 0, i32* %3
br label %169
25: ; preds = %14
store i32 0, i32* %7
store i32 0, i32* %8
store i32 0, i32* %7
br label %26
26: ; preds = %57, %25
%27 = load i32, i32* %7
%28 = load i32, i32* %5
%29 = icmp slt i32 %27, %28
br i1 %29, label %30, label %60
30: ; preds = %26
%31 = load i32, i32* %8
%32 = load i32*, i32** %4
%33 = load i32, i32* %7
%34 = sext i32 %33 to i64
%35 = getelementptr inbounds i32, i32* %32, i64 %34
%36 = load i32, i32* %35
%37 = icmp sgt i32 %31, %36
br i1 %37, label %38, label %40
38: ; preds = %30
%39 = load i32, i32* %8
br label %46
40: ; preds = %30
%41 = load i32*, i32** %4
%42 = load i32, i32* %7
%43 = sext i32 %42 to i64
%44 = getelementptr inbounds i32, i32* %41, i64 %43
%45 = load i32, i32* %44
br label %46
46: ; preds = %40, %38
%47 = phi i32 [ %39, %38 ], [ %45, %40 ]
store i32 %47, i32* %8
%48 = load i32*, i32** %4
%49 = load i32, i32* %7
%50 = sext i32 %49 to i64
%51 = getelementptr inbounds i32, i32* %48, i64 %50
%52 = load i32, i32* %51
%53 = load i32*, i32** %6
%54 = load i32, i32* %7
%55 = sext i32 %54 to i64
%56 = getelementptr inbounds i32, i32* %53, i64 %55
store i32 %52, i32* %56
br label %57
57: ; preds = %46
%58 = load i32, i32* %7
%59 = add nsw i32 %58, 1
store i32 %59, i32* %7
br label %26
60: ; preds = %26
%61 = load i32, i32* %8
%62 = add nsw i32 %61, 1
store i32 %62, i32* %9
%63 = load i32, i32* %9
%64 = sext i32 %63 to i64
%65 = mul i64 4, %64
%66 = trunc i64 %65 to i32
%67 = call i64 @malloc(i32 %66)
%68 = inttoptr i64 %67 to i32*
store i32* %68, i32** %10
%69 = load i32*, i32** %10
%70 = icmp ne i32* %69, null
br i1 %70, label %73, label %71
71: ; preds = %60
%72 = call i32 @printf(i8* getelementptr inbounds ([18 x i8], [18 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32 48)
store i32 0, i32* %3
br label %169
73: ; preds = %60
store i32 0, i32* %7
br label %74
74: ; preds = %83, %73
%75 = load i32, i32* %7
%76 = load i32, i32* %9
%77 = icmp slt i32 %75, %76
br i1 %77, label %78, label %86
78: ; preds = %74
%79 = load i32*, i32** %10
%80 = load i32, i32* %7
%81 = sext i32 %80 to i64
%82 = getelementptr inbounds i32, i32* %79, i64 %81
store i32 0, i32* %82
br label %83
83: ; preds = %78
%84 = load i32, i32* %7
%85 = add nsw i32 %84, 1
store i32 %85, i32* %7
br label %74
86: ; preds = %74
store i32 0, i32* %7
br label %87
87: ; preds = %102, %86
%88 = load i32, i32* %7
%89 = load i32, i32* %5
%90 = icmp slt i32 %88, %89
br i1 %90, label %91, label %105
91: ; preds = %87
%92 = load i32*, i32** %10
%93 = load i32*, i32** %4
%94 = load i32, i32* %7
%95 = sext i32 %94 to i64
%96 = getelementptr inbounds i32, i32* %93, i64 %95
%97 = load i32, i32* %96
%98 = sext i32 %97 to i64
%99 = getelementptr inbounds i32, i32* %92, i64 %98
%100 = load i32, i32* %99
%101 = add nsw i32 %100, 1
store i32 %101, i32* %99
br label %102
102: ; preds = %91
%103 = load i32, i32* %7
%104 = add nsw i32 %103, 1
store i32 %104, i32* %7
br label %87
105: ; preds = %87
store i32 1, i32* %7
br label %106
106: ; preds = %123, %105
%107 = load i32, i32* %7
%108 = load i32, i32* %9
%109 = icmp slt i32 %107, %108
br i1 %109, label %110, label %126
110: ; preds = %106
%111 = load i32*, i32** %10
%112 = load i32, i32* %7
%113 = sub nsw i32 %112, 1
%114 = sext i32 %113 to i64
%115 = getelementptr inbounds i32, i32* %111, i64 %114
%116 = load i32, i32* %115
%117 = load i32*, i32** %10
%118 = load i32, i32* %7
%119 = sext i32 %118 to i64
%120 = getelementptr inbounds i32, i32* %117, i64 %119
%121 = load i32, i32* %120
%122 = add nsw i32 %121, %116
store i32 %122, i32* %120
br label %123
123: ; preds = %110
%124 = load i32, i32* %7
%125 = add nsw i32 %124, 1
store i32 %125, i32* %7
br label %106
126: ; preds = %106
%127 = load i32, i32* %5
%128 = sub nsw i32 %127, 1
store i32 %128, i32* %7
br label %129
129: ; preds = %161, %126
%130 = load i32, i32* %7
%131 = icmp sge i32 %130, 0
br i1 %131, label %132, label %164
132: ; preds = %129
%133 = load i32*, i32** %6
%134 = load i32, i32* %7
%135 = sext i32 %134 to i64
%136 = getelementptr inbounds i32, i32* %133, i64 %135
%137 = load i32, i32* %136
%138 = load i32*, i32** %4
%139 = load i32*, i32** %10
%140 = load i32*, i32** %6
%141 = load i32, i32* %7
%142 = sext i32 %141 to i64
%143 = getelementptr inbounds i32, i32* %140, i64 %142
%144 = load i32, i32* %143
%145 = sext i32 %144 to i64
%146 = getelementptr inbounds i32, i32* %139, i64 %145
%147 = load i32, i32* %146
%148 = sub nsw i32 %147, 1
%149 = sext i32 %148 to i64
%150 = getelementptr inbounds i32, i32* %138, i64 %149
store i32 %137, i32* %150
%151 = load i32*, i32** %10
%152 = load i32*, i32** %6
%153 = load i32, i32* %7
%154 = sext i32 %153 to i64
%155 = getelementptr inbounds i32, i32* %152, i64 %154
%156 = load i32, i32* %155
%157 = sext i32 %156 to i64
%158 = getelementptr inbounds i32, i32* %151, i64 %157
%159 = load i32, i32* %158
%160 = sub nsw i32 %159, 1
store i32 %160, i32* %158
br label %161
161: ; preds = %132
%162 = load i32, i32* %7
%163 = add nsw i32 %162, -1
store i32 %163, i32* %7
br label %129
164: ; preds = %129
%165 = load i32*, i32** %10
%166 = call i32 @free(i32* %165)
%167 = load i32*, i32** %6
%168 = call i32 @free(i32* %167)
store i32 0, i32* %3
br label %169
169: ; preds = %164, %71, %23, %13
%170 = load i32, i32* %3
ret i32 %170
}

LLVM IR (-O2):
@.str = [18 x i8] c"malloc failed %d\0A\00"
define i32 @counting_sort(i32* %0, i32 %1) {
%3 = icmp eq i32* %0, null
br i1 %3, label %331, label %4
4: ; preds = %2
%5 = shl i32 %1, 2
%6 = tail call i64 @malloc(i32 %5)
%7 = inttoptr i64 %6 to i32*
%8 = inttoptr i64 %6 to i8*
%9 = icmp eq i64 %6, 0
br i1 %9, label %121, label %10
10: ; preds = %4
%11 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %11, label %12, label %151
12: ; preds = %10
%13 = zext i32 %1 to i64
%14 = icmp ult i32 %1, 8
br i1 %14, label %97, label %15
15: ; preds = %12
%16 = getelementptr i32, i32* %7, i64 %13
%17 = getelementptr i32, i32* %0, i64 %13
%18 = bitcast i32* %17 to i8*
%19 = icmp ult i8* %8, %18
%20 = icmp ugt i32* %16, %0
%21 = and i1 %19, %20
br i1 %21, label %97, label %22
22: ; preds = %15
%23 = and i64 %13, 4294967288
%24 = add nsw i64 %23, -8
%25 = lshr exact i64 %24, 3
%26 = add nuw nsw i64 %25, 1
%27 = and i64 %26, 1
%28 = icmp eq i64 %24, 0
br i1 %28, label %68, label %29
29: ; preds = %22
%30 = and i64 %26, 4611686018427387902
br label %31
31: ; preds = %31, %29
%32 = phi i64 [ 0, %29 ], [ %65, %31 ]
%33 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %29 ], [ %59, %31 ]
%34 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %29 ], [ %60, %31 ]
%35 = phi i64 [ 0, %29 ], [ %66, %31 ]
%36 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %32
%37 = bitcast i32* %36 to <4 x i32>*
%38 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %37
%39 = getelementptr inbounds i32, i32* %36, i64 4
%40 = bitcast i32* %39 to <4 x i32>*
%41 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %40
%42 = icmp sgt <4 x i32> %33, %38
%43 = icmp sgt <4 x i32> %34, %41
%44 = select <4 x i1> %42, <4 x i32> %33, <4 x i32> %38
%45 = select <4 x i1> %43, <4 x i32> %34, <4 x i32> %41
%46 = getelementptr inbounds i32, i32* %7, i64 %32
%47 = bitcast i32* %46 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %38, <4 x i32>* %47
%48 = getelementptr inbounds i32, i32* %46, i64 4
%49 = bitcast i32* %48 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %41, <4 x i32>* %49
%50 = or i64 %32, 8
%51 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %50
%52 = bitcast i32* %51 to <4 x i32>*
%53 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %52
%54 = getelementptr inbounds i32, i32* %51, i64 4
%55 = bitcast i32* %54 to <4 x i32>*
%56 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %55
%57 = icmp sgt <4 x i32> %44, %53
%58 = icmp sgt <4 x i32> %45, %56
%59 = select <4 x i1> %57, <4 x i32> %44, <4 x i32> %53
%60 = select <4 x i1> %58, <4 x i32> %45, <4 x i32> %56
%61 = getelementptr inbounds i32, i32* %7, i64 %50
%62 = bitcast i32* %61 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %53, <4 x i32>* %62
%63 = getelementptr inbounds i32, i32* %61, i64 4
%64 = bitcast i32* %63 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %56, <4 x i32>* %64
%65 = add nuw i64 %32, 16
%66 = add i64 %35, 2
%67 = icmp eq i64 %66, %30
br i1 %67, label %68, label %31
68: ; preds = %31, %22
%69 = phi <4 x i32> [ undef, %22 ], [ %59, %31 ]
%70 = phi <4 x i32> [ undef, %22 ], [ %60, %31 ]
%71 = phi i64 [ 0, %22 ], [ %65, %31 ]
%72 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %22 ], [ %59, %31 ]
%73 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %22 ], [ %60, %31 ]
%74 = icmp eq i64 %27, 0
br i1 %74, label %90, label %75
75: ; preds = %68
%76 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %71
%77 = bitcast i32* %76 to <4 x i32>*
%78 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %77
%79 = getelementptr inbounds i32, i32* %76, i64 4
%80 = bitcast i32* %79 to <4 x i32>*
%81 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %80
%82 = icmp sgt <4 x i32> %72, %78
%83 = icmp sgt <4 x i32> %73, %81
%84 = select <4 x i1> %82, <4 x i32> %72, <4 x i32> %78
%85 = select <4 x i1> %83, <4 x i32> %73, <4 x i32> %81
%86 = getelementptr inbounds i32, i32* %7, i64 %71
%87 = bitcast i32* %86 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %78, <4 x i32>* %87
%88 = getelementptr inbounds i32, i32* %86, i64 4
%89 = bitcast i32* %88 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %81, <4 x i32>* %89
br label %90
90: ; preds = %68, %75
%91 = phi <4 x i32> [ %69, %68 ], [ %84, %75 ]
%92 = phi <4 x i32> [ %70, %68 ], [ %85, %75 ]
%93 = icmp sgt <4 x i32> %91, %92
%94 = select <4 x i1> %93, <4 x i32> %91, <4 x i32> %92
%95 = call i32 @llvm.vector.reduce.smax.v4i32(<4 x i32> %94)
%96 = icmp eq i64 %23, %13
br i1 %96, label %151, label %97
97: ; preds = %15, %12, %90
%98 = phi i64 [ 0, %15 ], [ 0, %12 ], [ %23, %90 ]
%99 = phi i32 [ 0, %15 ], [ 0, %12 ], [ %95, %90 ]
%100 = xor i64 %98, -1
%101 = add nsw i64 %100, %13
%102 = and i64 %13, 3
%103 = icmp eq i64 %102, 0
br i1 %103, label %116, label %104
104: ; preds = %97, %104
%105 = phi i64 [ %113, %104 ], [ %98, %97 ]
%106 = phi i32 [ %111, %104 ], [ %99, %97 ]
%107 = phi i64 [ %114, %104 ], [ 0, %97 ]
%108 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %105
%109 = load i32, i32* %108
%110 = icmp sgt i32 %106, %109
%111 = select i1 %110, i32 %106, i32 %109
%112 = getelementptr inbounds i32, i32* %7, i64 %105
store i32 %109, i32* %112
%113 = add nuw nsw i64 %105, 1
%114 = add i64 %107, 1
%115 = icmp eq i64 %114, %102
br i1 %115, label %116, label %104
116: ; preds = %104, %97
%117 = phi i32 [ undef, %97 ], [ %111, %104 ]
%118 = phi i64 [ %98, %97 ], [ %113, %104 ]
%119 = phi i32 [ %99, %97 ], [ %111, %104 ]
%120 = icmp ult i64 %101, 3
br i1 %120, label %151, label %123
121: ; preds = %4
%122 = tail call i32 @printf(i8* getelementptr inbounds ([18 x i8], [18 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32 28)
br label %331
123: ; preds = %116, %123
%124 = phi i64 [ %149, %123 ], [ %118, %116 ]
%125 = phi i32 [ %147, %123 ], [ %119, %116 ]
%126 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %124
%127 = load i32, i32* %126
%128 = icmp sgt i32 %125, %127
%129 = select i1 %128, i32 %125, i32 %127
%130 = getelementptr inbounds i32, i32* %7, i64 %124
store i32 %127, i32* %130
%131 = add nuw nsw i64 %124, 1
%132 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %131
%133 = load i32, i32* %132
%134 = icmp sgt i32 %129, %133
%135 = select i1 %134, i32 %129, i32 %133
%136 = getelementptr inbounds i32, i32* %7, i64 %131
store i32 %133, i32* %136
%137 = add nuw nsw i64 %124, 2
%138 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %137
%139 = load i32, i32* %138
%140 = icmp sgt i32 %135, %139
%141 = select i1 %140, i32 %135, i32 %139
%142 = getelementptr inbounds i32, i32* %7, i64 %137
store i32 %139, i32* %142
%143 = add nuw nsw i64 %124, 3
%144 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %143
%145 = load i32, i32* %144
%146 = icmp sgt i32 %141, %145
%147 = select i1 %146, i32 %141, i32 %145
%148 = getelementptr inbounds i32, i32* %7, i64 %143
store i32 %145, i32* %148
%149 = add nuw nsw i64 %124, 4
%150 = icmp eq i64 %149, %13
br i1 %150, label %151, label %123
151: ; preds = %116, %123, %90, %10
%152 = phi i32 [ 0, %10 ], [ %95, %90 ], [ %117, %116 ], [ %147, %123 ]
%153 = shl i32 %152, 2
%154 = add i32 %153, 4
%155 = tail call i64 @malloc(i32 %154)
%156 = inttoptr i64 %155 to i32*
%157 = inttoptr i64 %155 to i8*
%158 = icmp eq i64 %155, 0
br i1 %158, label %165, label %159
159: ; preds = %151
%160 = icmp slt i32 %152, 0
br i1 %160, label %167, label %161
161: ; preds = %159
%162 = zext i32 %152 to i64
%163 = shl nuw nsw i64 %162, 2
%164 = add nuw nsw i64 %163, 4
br label %167
165: ; preds = %151
%166 = tail call i32 @printf(i8* getelementptr inbounds ([18 x i8], [18 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32 48)
br label %331
167: ; preds = %161, %159
br i1 %11, label %168, label %190
168: ; preds = %167
%169 = zext i32 %1 to i64
%170 = add nsw i64 %169, -1
%171 = and i64 %169, 3
%172 = icmp ult i64 %170, 3
br i1 %172, label %175, label %173
173: ; preds = %168
%174 = and i64 %169, 4294967292
br label %202
175: ; preds = %202, %168
%176 = phi i64 [ 0, %168 ], [ %232, %202 ]
%177 = icmp eq i64 %171, 0
br i1 %177, label %190, label %178
178: ; preds = %175, %178
%179 = phi i64 [ %187, %178 ], [ %176, %175 ]
%180 = phi i64 [ %188, %178 ], [ 0, %175 ]
%181 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %179
%182 = load i32, i32* %181
%183 = sext i32 %182 to i64
%184 = getelementptr inbounds i32, i32* %156, i64 %183
%185 = load i32, i32* %184
%186 = add nsw i32 %185, 1
store i32 %186, i32* %184
%187 = add nuw nsw i64 %179, 1
%188 = add i64 %180, 1
%189 = icmp eq i64 %188, %171
br i1 %189, label %190, label %178
190: ; preds = %175, %178, %167
%191 = icmp slt i32 %152, 1
br i1 %191, label %249, label %192
192: ; preds = %190
%193 = add nuw i32 %152, 1
%194 = zext i32 %193 to i64
%195 = load i32, i32* %156
%196 = add nsw i64 %194, -1
%197 = add nsw i64 %194, -2
%198 = and i64 %196, 3
%199 = icmp ult i64 %197, 3
br i1 %199, label %235, label %200
200: ; preds = %192
%201 = and i64 %196, -4
br label %273
202: ; preds = %202, %173
%203 = phi i64 [ 0, %173 ], [ %232, %202 ]
%204 = phi i64 [ 0, %173 ], [ %233, %202 ]
%205 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %203
%206 = load i32, i32* %205
%207 = sext i32 %206 to i64
%208 = getelementptr inbounds i32, i32* %156, i64 %207
%209 = load i32, i32* %208
%210 = add nsw i32 %209, 1
store i32 %210, i32* %208
%211 = or i64 %203, 1
%212 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %211
%213 = load i32, i32* %212
%214 = sext i32 %213 to i64
%215 = getelementptr inbounds i32, i32* %156, i64 %214
%216 = load i32, i32* %215
%217 = add nsw i32 %216, 1
store i32 %217, i32* %215
%218 = or i64 %203, 2
%219 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %218
%220 = load i32, i32* %219
%221 = sext i32 %220 to i64
%222 = getelementptr inbounds i32, i32* %156, i64 %221
%223 = load i32, i32* %222
%224 = add nsw i32 %223, 1
store i32 %224, i32* %222
%225 = or i64 %203, 3
%226 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %225
%227 = load i32, i32* %226
%228 = sext i32 %227 to i64
%229 = getelementptr inbounds i32, i32* %156, i64 %228
%230 = load i32, i32* %229
%231 = add nsw i32 %230, 1
store i32 %231, i32* %229
%232 = add nuw nsw i64 %203, 4
%233 = add i64 %204, 4
%234 = icmp eq i64 %233, %174
br i1 %234, label %175, label %202
235: ; preds = %273, %192
%236 = phi i32 [ %195, %192 ], [ %291, %273 ]
%237 = phi i64 [ 1, %192 ], [ %292, %273 ]
%238 = icmp eq i64 %198, 0
br i1 %238, label %249, label %239
239: ; preds = %235, %239
%240 = phi i32 [ %245, %239 ], [ %236, %235 ]
%241 = phi i64 [ %246, %239 ], [ %237, %235 ]
%242 = phi i64 [ %247, %239 ], [ 0, %235 ]
%243 = getelementptr inbounds i32, i32* %156, i64 %241
%244 = load i32, i32* %243
%245 = add nsw i32 %244, %240
store i32 %245, i32* %243
%246 = add nuw nsw i64 %241, 1
%247 = add i64 %242, 1
%248 = icmp eq i64 %247, %198
br i1 %248, label %249, label %239
249: ; preds = %235, %239, %190
br i1 %11, label %250, label %328
250: ; preds = %249
%251 = zext i32 %1 to i64
%252 = and i64 %251, 1
%253 = icmp eq i64 %252, 0
br i1 %253, label %270, label %254
254: ; preds = %250
%255 = add nsw i64 %251, -1
%256 = and i64 %255, 4294967295
%257 = getelementptr inbounds i32, i32* %7, i64 %256
%258 = load i32, i32* %257
%259 = sext i32 %258 to i64
%260 = getelementptr inbounds i32, i32* %156, i64 %259
%261 = load i32, i32* %260
%262 = add nsw i32 %261, -1
%263 = sext i32 %262 to i64
%264 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %263
store i32 %258, i32* %264
%265 = load i32, i32* %257
%266 = sext i32 %265 to i64
%267 = getelementptr inbounds i32, i32* %156, i64 %266
%268 = load i32, i32* %267
%269 = add nsw i32 %268, -1
store i32 %269, i32* %267
br label %270
270: ; preds = %254, %250
%271 = phi i64 [ %251, %250 ], [ %255, %254 ]
%272 = icmp eq i32 %1, 1
br i1 %272, label %328, label %295
273: ; preds = %273, %200
%274 = phi i32 [ %195, %200 ], [ %291, %273 ]
%275 = phi i64 [ 1, %200 ], [ %292, %273 ]
%276 = phi i64 [ 0, %200 ], [ %293, %273 ]
%277 = getelementptr inbounds i32, i32* %156, i64 %275
%278 = load i32, i32* %277
%279 = add nsw i32 %278, %274
store i32 %279, i32* %277
%280 = add nuw nsw i64 %275, 1
%281 = getelementptr inbounds i32, i32* %156, i64 %280
%282 = load i32, i32* %281
%283 = add nsw i32 %282, %279
store i32 %283, i32* %281
%284 = add nuw nsw i64 %275, 2
%285 = getelementptr inbounds i32, i32* %156, i64 %284
%286 = load i32, i32* %285
%287 = add nsw i32 %286, %283
store i32 %287, i32* %285
%288 = add nuw nsw i64 %275, 3
%289 = getelementptr inbounds i32, i32* %156, i64 %288
%290 = load i32, i32* %289
%291 = add nsw i32 %290, %287
store i32 %291, i32* %289
%292 = add nuw nsw i64 %275, 4
%293 = add i64 %276, 4
%294 = icmp eq i64 %293, %201
br i1 %294, label %235, label %273
295: ; preds = %270, %295
%296 = phi i64 [ %312, %295 ], [ %271, %270 ]
%297 = add nsw i64 %296, -1
%298 = and i64 %297, 4294967295
%299 = getelementptr inbounds i32, i32* %7, i64 %298
%300 = load i32, i32* %299
%301 = sext i32 %300 to i64
%302 = getelementptr inbounds i32, i32* %156, i64 %301
%303 = load i32, i32* %302
%304 = add nsw i32 %303, -1
%305 = sext i32 %304 to i64
%306 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %305
store i32 %300, i32* %306
%307 = load i32, i32* %299
%308 = sext i32 %307 to i64
%309 = getelementptr inbounds i32, i32* %156, i64 %308
%310 = load i32, i32* %309
%311 = add nsw i32 %310, -1
store i32 %311, i32* %309
%312 = add nsw i64 %296, -2
%313 = and i64 %312, 4294967295
%314 = getelementptr inbounds i32, i32* %7, i64 %313
%315 = load i32, i32* %314
%316 = sext i32 %315 to i64
%317 = getelementptr inbounds i32, i32* %156, i64 %316
%318 = load i32, i32* %317
%319 = add nsw i32 %318, -1
%320 = sext i32 %319 to i64
%321 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %320
store i32 %315, i32* %321
%322 = load i32, i32* %314
%323 = sext i32 %322 to i64
%324 = getelementptr inbounds i32, i32* %156, i64 %323
%325 = load i32, i32* %324
%326 = add nsw i32 %325, -1
store i32 %326, i32* %324
%327 = icmp ugt i64 %297, 1
br i1 %327, label %295, label %328
328: ; preds = %270, %295, %249
%329 = tail call i32 @free(i32* %156)
%330 = tail call i32 @free(i32* %7)
br label %331
331: ; preds = %121, %328, %165, %2
%332 = phi i32 [ -1, %2 ], [ 0, %165 ], [ 0, %328 ], [ 0, %121 ]
ret i32 %332
}