void counting_sort_easy(int *A, int max, int size) {
  int i, j;
  int count[max + 1];
  for (i = 0; i < max + 1; i++) {
    count[i] = 0;
  }
  for (i = 0; i < size; i++) {
    count[A[i]]++;
  }
  for (i = 0; i < max + 1; i++) {
    while (count[i]--) {
      A[j++] = i;
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<counting_sort_easy>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %rsp,%rcx
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
lea    0xf(,%rax,4),%rdx
and    $0xfffffffffffffff0,%rdx
mov    %rsp,%rcx
sub    %rdx,%rcx
mov    %rcx,-0x30(%rbp)
mov    %rcx,%rsp
mov    %rax,-0x28(%rbp)
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    1171 <counting_sort_easy+0x71>
mov    -0x30(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
movl   $0x0,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1143 <counting_sort_easy+0x43>
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jge    11ab <counting_sort_easy+0xab>
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x14(%rbp),%rdx
movslq (%rcx,%rdx,4),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1178 <counting_sort_easy+0x78>
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    1214 <counting_sort_easy+0x114>
jmp    11c8 <counting_sort_easy+0xc8>
mov    -0x30(%rbp),%rcx
movslq -0x14(%rbp),%rdx
mov    (%rcx,%rdx,4),%eax
mov    %eax,%esi
add    $0xffffffff,%esi
mov    %esi,(%rcx,%rdx,4)
cmp    $0x0,%eax
je     1201 <counting_sort_easy+0x101>
mov    -0x14(%rbp),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x18(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    11c8 <counting_sort_easy+0xc8>
jmp    1206 <counting_sort_easy+0x106>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    11b2 <counting_sort_easy+0xb2>
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %rax,%rsp
mov    %rbp,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<counting_sort_easy>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    %edx,%r12d
mov    %esi,%ebx
mov    %rdi,%r15
lea    0x1(%rbx),%r13d
mov    %rsp,%r14
lea    0xf(,%r13,4),%rax
and    $0xfffffffffffffff0,%rax
sub    %rax,%r14
mov    %r14,%rsp
test   %esi,%esi
js     1157 <counting_sort_easy+0x47>
mov    %ebx,%eax
lea    0x4(,%rax,4),%rdx
mov    %r14,%rdi
xor    %esi,%esi
call   1030 <memset@plt>
test   %r12d,%r12d
jle    11d2 <counting_sort_easy+0xc2>
mov    %r12d,%ecx
lea    -0x1(%rcx),%rdx
mov    %ecx,%eax
and    $0x3,%eax
cmp    $0x3,%rdx
jae    1172 <counting_sort_easy+0x62>
xor    %edx,%edx
jmp    11b0 <counting_sort_easy+0xa0>
and    $0xfffffffc,%ecx
xor    %edx,%edx
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
movslq (%r15,%rdx,4),%rsi
addl   $0x1,(%r14,%rsi,4)
movslq 0x4(%r15,%rdx,4),%rsi
addl   $0x1,(%r14,%rsi,4)
movslq 0x8(%r15,%rdx,4),%rsi
addl   $0x1,(%r14,%rsi,4)
movslq 0xc(%r15,%rdx,4),%rsi
addl   $0x1,(%r14,%rsi,4)
add    $0x4,%rdx
cmp    %rdx,%rcx
jne    1180 <counting_sort_easy+0x70>
test   %rax,%rax
je     11d2 <counting_sort_easy+0xc2>
lea    (%r15,%rdx,4),%rcx
xor    %edx,%edx
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movslq (%rcx,%rdx,4),%rsi
addl   $0x1,(%r14,%rsi,4)
add    $0x1,%rdx
cmp    %rdx,%rax
jne    11c0 <counting_sort_easy+0xb0>
test   %ebx,%ebx
js     12f5 <counting_sort_easy+0x1e5>
lea    0x70(%r15),%r8
lea    0x10(%r15),%r9
xor    %edx,%edx
jmp    1205 <counting_sort_easy+0xf5>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
movl   $0xffffffff,(%r14,%rdx,4)
ff
add    $0x1,%rdx
cmp    %r13,%rdx
je     12f5 <counting_sort_easy+0x1e5>
mov    (%r14,%rdx,4),%edi
test   %edi,%edi
je     11f0 <counting_sort_easy+0xe0>
movslq %esi,%rsi
lea    -0x1(%rdi),%r11d
cmp    $0x7,%r11d
jb     12d3 <counting_sort_easy+0x1c3>
add    $0x1,%r11
mov    %r11,%r10
and    $0xfffffffffffffff8,%r10
movd   %edx,%xmm0
pshufd $0x0,%xmm0,%xmm0
lea    -0x8(%r10),%rax
mov    %rax,%rcx
shr    $0x3,%rcx
add    $0x1,%rcx
mov    %ecx,%r12d
and    $0x3,%r12d
cmp    $0x18,%rax
jae    1252 <counting_sort_easy+0x142>
xor    %ebx,%ebx
jmp    1299 <counting_sort_easy+0x189>
and    $0xfffffffffffffffc,%rcx
lea    (%r8,%rsi,4),%rax
xor    %ebx,%ebx
nopl   0x0(%rax)
movdqu %xmm0,-0x70(%rax,%rbx,4)
movdqu %xmm0,-0x60(%rax,%rbx,4)
movdqu %xmm0,-0x50(%rax,%rbx,4)
movdqu %xmm0,-0x40(%rax,%rbx,4)
movdqu %xmm0,-0x30(%rax,%rbx,4)
movdqu %xmm0,-0x20(%rax,%rbx,4)
movdqu %xmm0,-0x10(%rax,%rbx,4)
movdqu %xmm0,(%rax,%rbx,4)
add    $0x20,%rbx
add    $0xfffffffffffffffc,%rcx
jne    1260 <counting_sort_easy+0x150>
test   %r12,%r12
je     12c4 <counting_sort_easy+0x1b4>
add    %rsi,%rbx
lea    (%r9,%rbx,4),%rax
shl    $0x5,%r12
xor    %ecx,%ecx
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movdqu %xmm0,-0x10(%rax,%rcx,1)
movdqu %xmm0,(%rax,%rcx,1)
add    $0x20,%rcx
cmp    %rcx,%r12
jne    12b0 <counting_sort_easy+0x1a0>
add    %r10,%rsi
cmp    %r10,%r11
je     11f0 <counting_sort_easy+0xe0>
sub    %r10d,%edi
mov    %rsi,%rax
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
lea    0x1(%rax),%rsi
mov    %edx,(%r15,%rax,4)
mov    %rsi,%rax
add    $0xffffffff,%edi
jne    12e0 <counting_sort_easy+0x1d0>
jmp    11f0 <counting_sort_easy+0xe0>
lea    -0x28(%rbp),%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @counting_sort_easy(i32* %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = alloca i32*
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i8*
%10 = alloca i64
store i32* %0, i32** %4
store i32 %1, i32* %5
store i32 %2, i32* %6
%11 = load i32, i32* %5
%12 = add nsw i32 %11, 1
%13 = zext i32 %12 to i64
%14 = call i8* @llvm.stacksave()
store i8* %14, i8** %9
%15 = alloca i32, i64 %13
store i64 %13, i64* %10
store i32 0, i32* %7
br label %16
16: ; preds = %25, %3
%17 = load i32, i32* %7
%18 = load i32, i32* %5
%19 = add nsw i32 %18, 1
%20 = icmp slt i32 %17, %19
br i1 %20, label %21, label %28
21: ; preds = %16
%22 = load i32, i32* %7
%23 = sext i32 %22 to i64
%24 = getelementptr inbounds i32, i32* %15, i64 %23
store i32 0, i32* %24
br label %25
25: ; preds = %21
%26 = load i32, i32* %7
%27 = add nsw i32 %26, 1
store i32 %27, i32* %7
br label %16
28: ; preds = %16
store i32 0, i32* %7
br label %29
29: ; preds = %43, %28
%30 = load i32, i32* %7
%31 = load i32, i32* %6
%32 = icmp slt i32 %30, %31
br i1 %32, label %33, label %46
33: ; preds = %29
%34 = load i32*, i32** %4
%35 = load i32, i32* %7
%36 = sext i32 %35 to i64
%37 = getelementptr inbounds i32, i32* %34, i64 %36
%38 = load i32, i32* %37
%39 = sext i32 %38 to i64
%40 = getelementptr inbounds i32, i32* %15, i64 %39
%41 = load i32, i32* %40
%42 = add nsw i32 %41, 1
store i32 %42, i32* %40
br label %43
43: ; preds = %33
%44 = load i32, i32* %7
%45 = add nsw i32 %44, 1
store i32 %45, i32* %7
br label %29
46: ; preds = %29
store i32 0, i32* %7
br label %47
47: ; preds = %68, %46
%48 = load i32, i32* %7
%49 = load i32, i32* %5
%50 = add nsw i32 %49, 1
%51 = icmp slt i32 %48, %50
br i1 %51, label %52, label %71
52: ; preds = %47
br label %53
53: ; preds = %60, %52
%54 = load i32, i32* %7
%55 = sext i32 %54 to i64
%56 = getelementptr inbounds i32, i32* %15, i64 %55
%57 = load i32, i32* %56
%58 = add nsw i32 %57, -1
store i32 %58, i32* %56
%59 = icmp ne i32 %57, 0
br i1 %59, label %60, label %67
60: ; preds = %53
%61 = load i32, i32* %7
%62 = load i32*, i32** %4
%63 = load i32, i32* %8
%64 = add nsw i32 %63, 1
store i32 %64, i32* %8
%65 = sext i32 %63 to i64
%66 = getelementptr inbounds i32, i32* %62, i64 %65
store i32 %61, i32* %66
br label %53
67: ; preds = %53
br label %68
68: ; preds = %67
%69 = load i32, i32* %7
%70 = add nsw i32 %69, 1
store i32 %70, i32* %7
br label %47
71: ; preds = %47
%72 = load i8*, i8** %9
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @counting_sort_easy(i32* nocapture %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = add i32 %1, 1
%5 = zext i32 %4 to i64
%6 = alloca i32, i64 %5
%7 = icmp slt i32 %1, 0
br i1 %7, label %13, label %8
8: ; preds = %3
%9 = bitcast i32* %6 to i8*
%10 = zext i32 %1 to i64
%11 = shl nuw nsw i64 %10, 2
%12 = add nuw nsw i64 %11, 4
br label %13
13: ; preds = %8, %3
%14 = icmp sgt i32 %2, 0
br i1 %14, label %15, label %37
15: ; preds = %13
%16 = zext i32 %2 to i64
%17 = add nsw i64 %16, -1
%18 = and i64 %16, 3
%19 = icmp ult i64 %17, 3
br i1 %19, label %22, label %20
20: ; preds = %15
%21 = and i64 %16, 4294967292
br label %38
22: ; preds = %38, %15
%23 = phi i64 [ 0, %15 ], [ %68, %38 ]
%24 = icmp eq i64 %18, 0
br i1 %24, label %37, label %25
25: ; preds = %22, %25
%26 = phi i64 [ %34, %25 ], [ %23, %22 ]
%27 = phi i64 [ %35, %25 ], [ 0, %22 ]
%28 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %26
%29 = load i32, i32* %28
%30 = sext i32 %29 to i64
%31 = getelementptr inbounds i32, i32* %6, i64 %30
%32 = load i32, i32* %31
%33 = add nsw i32 %32, 1
store i32 %33, i32* %31
%34 = add nuw nsw i64 %26, 1
%35 = add i64 %27, 1
%36 = icmp eq i64 %35, %18
br i1 %36, label %37, label %25
37: ; preds = %22, %25, %13
br i1 %7, label %162, label %71
38: ; preds = %38, %20
%39 = phi i64 [ 0, %20 ], [ %68, %38 ]
%40 = phi i64 [ 0, %20 ], [ %69, %38 ]
%41 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %39
%42 = load i32, i32* %41
%43 = sext i32 %42 to i64
%44 = getelementptr inbounds i32, i32* %6, i64 %43
%45 = load i32, i32* %44
%46 = add nsw i32 %45, 1
store i32 %46, i32* %44
%47 = or i64 %39, 1
%48 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %47
%49 = load i32, i32* %48
%50 = sext i32 %49 to i64
%51 = getelementptr inbounds i32, i32* %6, i64 %50
%52 = load i32, i32* %51
%53 = add nsw i32 %52, 1
store i32 %53, i32* %51
%54 = or i64 %39, 2
%55 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %54
%56 = load i32, i32* %55
%57 = sext i32 %56 to i64
%58 = getelementptr inbounds i32, i32* %6, i64 %57
%59 = load i32, i32* %58
%60 = add nsw i32 %59, 1
store i32 %60, i32* %58
%61 = or i64 %39, 3
%62 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %61
%63 = load i32, i32* %62
%64 = sext i32 %63 to i64
%65 = getelementptr inbounds i32, i32* %6, i64 %64
%66 = load i32, i32* %65
%67 = add nsw i32 %66, 1
store i32 %67, i32* %65
%68 = add nuw nsw i64 %39, 4
%69 = add i64 %40, 4
%70 = icmp eq i64 %69, %21
br i1 %70, label %22, label %38
71: ; preds = %37, %158
%72 = phi i64 [ %160, %158 ], [ 0, %37 ]
%73 = phi i32 [ %159, %158 ], [ undef, %37 ]
%74 = getelementptr inbounds i32, i32* %6, i64 %72
%75 = load i32, i32* %74
%76 = icmp eq i32 %75, 0
br i1 %76, label %158, label %77
77: ; preds = %71
%78 = sext i32 %73 to i64
%79 = trunc i64 %72 to i32
%80 = add i32 %75, -1
%81 = zext i32 %80 to i64
%82 = add nuw nsw i64 %81, 1
%83 = icmp ult i32 %80, 7
br i1 %83, label %145, label %84
84: ; preds = %77
%85 = and i64 %82, 8589934584
%86 = add nsw i64 %85, %78
%87 = trunc i64 %85 to i32
%88 = sub i32 %75, %87
%89 = insertelement <4 x i32> poison, i32 %79, i64 0
%90 = shufflevector <4 x i32> %89, <4 x i32> poison, <4 x i32> zeroinitializer
%91 = insertelement <4 x i32> poison, i32 %79, i64 0
%92 = shufflevector <4 x i32> %91, <4 x i32> poison, <4 x i32> zeroinitializer
%93 = add nsw i64 %85, -8
%94 = lshr exact i64 %93, 3
%95 = add nuw nsw i64 %94, 1
%96 = and i64 %95, 3
%97 = icmp ult i64 %93, 24
br i1 %97, label %129, label %98
98: ; preds = %84
%99 = and i64 %95, 4611686018427387900
br label %100
100: ; preds = %100, %98
%101 = phi i64 [ 0, %98 ], [ %126, %100 ]
%102 = phi i64 [ 0, %98 ], [ %127, %100 ]
%103 = add i64 %101, %78
%104 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %103
%105 = bitcast i32* %104 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %90, <4 x i32>* %105
%106 = getelementptr inbounds i32, i32* %104, i64 4
%107 = bitcast i32* %106 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %92, <4 x i32>* %107
%108 = or i64 %101, 8
%109 = add i64 %108, %78
%110 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %109
%111 = bitcast i32* %110 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %90, <4 x i32>* %111
%112 = getelementptr inbounds i32, i32* %110, i64 4
%113 = bitcast i32* %112 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %92, <4 x i32>* %113
%114 = or i64 %101, 16
%115 = add i64 %114, %78
%116 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %115
%117 = bitcast i32* %116 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %90, <4 x i32>* %117
%118 = getelementptr inbounds i32, i32* %116, i64 4
%119 = bitcast i32* %118 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %92, <4 x i32>* %119
%120 = or i64 %101, 24
%121 = add i64 %120, %78
%122 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %121
%123 = bitcast i32* %122 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %90, <4 x i32>* %123
%124 = getelementptr inbounds i32, i32* %122, i64 4
%125 = bitcast i32* %124 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %92, <4 x i32>* %125
%126 = add nuw i64 %101, 32
%127 = add i64 %102, 4
%128 = icmp eq i64 %127, %99
br i1 %128, label %129, label %100
129: ; preds = %100, %84
%130 = phi i64 [ 0, %84 ], [ %126, %100 ]
%131 = icmp eq i64 %96, 0
br i1 %131, label %143, label %132
132: ; preds = %129, %132
%133 = phi i64 [ %140, %132 ], [ %130, %129 ]
%134 = phi i64 [ %141, %132 ], [ 0, %129 ]
%135 = add i64 %133, %78
%136 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %135
%137 = bitcast i32* %136 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %90, <4 x i32>* %137
%138 = getelementptr inbounds i32, i32* %136, i64 4
%139 = bitcast i32* %138 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %92, <4 x i32>* %139
%140 = add nuw i64 %133, 8
%141 = add i64 %134, 1
%142 = icmp eq i64 %141, %96
br i1 %142, label %143, label %132
143: ; preds = %132, %129
%144 = icmp eq i64 %82, %85
br i1 %144, label %155, label %145
145: ; preds = %77, %143
%146 = phi i64 [ %78, %77 ], [ %86, %143 ]
%147 = phi i32 [ %75, %77 ], [ %88, %143 ]
br label %148
148: ; preds = %145, %148
%149 = phi i64 [ %152, %148 ], [ %146, %145 ]
%150 = phi i32 [ %151, %148 ], [ %147, %145 ]
%151 = add nsw i32 %150, -1
%152 = add nsw i64 %149, 1
%153 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %149
store i32 %79, i32* %153
%154 = icmp eq i32 %151, 0
br i1 %154, label %155, label %148
155: ; preds = %148, %143
%156 = phi i64 [ %86, %143 ], [ %152, %148 ]
%157 = trunc i64 %156 to i32
br label %158
158: ; preds = %155, %71
%159 = phi i32 [ %73, %71 ], [ %157, %155 ]
store i32 -1, i32* %74
%160 = add nuw nsw i64 %72, 1
%161 = icmp eq i64 %160, %5
br i1 %161, label %162, label %71
162: ; preds = %158, %37
ret void
}