#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 */
scalar_t__ calloc(int, int);
void sort3(int **a, int **b, int **c, int n, int na, int *abegin) {
  int i, j;
  int *baux, *caux;
  for (i = 0; i < n; i++)
    abegin[(*a)[i]]++;
  for (i = 1; i <= na; i++)
    abegin[i] += abegin[i - 1];
  baux = (int *)calloc(n, sizeof(int));
  caux = (int *)calloc(n, sizeof(int));
  for (i = 0; i < n; i++) {
    j = --abegin[(*a)[i]];
    baux[j] = (*b)[i];
    caux[j] = (*c)[i];
  }
  *b = baux;
  *c = caux;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<sort3>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x40,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %ecx,-0x1c(%rbp)
mov    %r8d,-0x20(%rbp)
mov    %r9,-0x28(%rbp)
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    116c <sort3+0x5c>
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
mov    (%rcx),%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    1136 <sort3+0x26>
movl   $0x1,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0x20(%rbp),%eax
jg     11ab <sort3+0x9b>
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
add    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    1173 <sort3+0x63>
mov    -0x1c(%rbp),%edi
mov    $0x4,%esi
call   1030 <calloc@plt>
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%edi
mov    $0x4,%esi
call   1030 <calloc@plt>
mov    %rax,-0x40(%rbp)
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    123f <sort3+0x12f>
mov    -0x28(%rbp),%rcx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    (%rax),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rdx
movslq (%rax,%rdx,4),%rdx
mov    (%rcx,%rdx,4),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,(%rcx,%rdx,4)
mov    %eax,-0x30(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    (%rax),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x38(%rbp),%rax
movslq -0x30(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    (%rax),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x40(%rbp),%rax
movslq -0x30(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    11d4 <sort3+0xc4>
mov    -0x38(%rbp),%rcx
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rcx,(%rax)
mov    -0x40(%rbp),%rcx
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %rcx,(%rax)
add    $0x40,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<sort3>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    %r9,%rbx
mov    %ecx,%r13d
mov    %rdx,%rbp
mov    %rsi,(%rsp)
mov    %rdi,%r12
mov    %ecx,%r14d
test   %ecx,%ecx
jle    11b1 <sort3+0xa1>
mov    (%r12),%rcx
lea    -0x1(%r14),%rdx
mov    %r14d,%eax
and    $0x3,%eax
cmp    $0x3,%rdx
jae    114a <sort3+0x3a>
xor    %edx,%edx
jmp    118c <sort3+0x7c>
mov    %r14d,%esi
and    $0xfffffffc,%esi
xor    %edx,%edx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
movslq (%rcx,%rdx,4),%rdi
addl   $0x1,(%rbx,%rdi,4)
movslq 0x4(%rcx,%rdx,4),%rdi
addl   $0x1,(%rbx,%rdi,4)
movslq 0x8(%rcx,%rdx,4),%rdi
addl   $0x1,(%rbx,%rdi,4)
movslq 0xc(%rcx,%rdx,4),%rdi
addl   $0x1,(%rbx,%rdi,4)
add    $0x4,%rdx
cmp    %rdx,%rsi
jne    1160 <sort3+0x50>
test   %rax,%rax
je     11b1 <sort3+0xa1>
lea    (%rcx,%rdx,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    11a0 <sort3+0x90>
test   %r8d,%r8d
jle    122f <sort3+0x11f>
mov    %r8d,%esi
mov    (%rbx),%eax
lea    -0x1(%rsi),%rdi
mov    %esi,%ecx
and    $0x3,%ecx
mov    $0x1,%edx
cmp    $0x3,%rdi
jb     120d <sort3+0xfd>
and    $0xfffffffc,%esi
xor    %edx,%edx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
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,%rsi
jne    11e0 <sort3+0xd0>
add    $0x1,%rdx
test   %rcx,%rcx
je     122f <sort3+0x11f>
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    1220 <sort3+0x110>
mov    %r13d,%edi
mov    $0x4,%esi
call   1030 <calloc@plt>
mov    %rax,%r15
mov    %r13d,%edi
mov    $0x4,%esi
call   1030 <calloc@plt>
test   %r13d,%r13d
jle    12f5 <sort3+0x1e5>
mov    (%r12),%rsi
mov    (%rsp),%rcx
mov    (%rcx),%r10
mov    %rbp,%r11
mov    0x0(%rbp),%r9
cmp    $0x1,%r13d
jne    1271 <sort3+0x161>
xor    %edi,%edi
jmp    12cc <sort3+0x1bc>
mov    %r14d,%r8d
and    $0xfffffffe,%r8d
xor    %edi,%edi
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
movslq (%rsi,%rdi,4),%rbp
movslq (%rbx,%rbp,4),%rcx
lea    -0x1(%rcx),%rdx
mov    %edx,(%rbx,%rbp,4)
mov    (%r10,%rdi,4),%edx
mov    %edx,-0x4(%r15,%rcx,4)
mov    (%r9,%rdi,4),%edx
mov    %edx,-0x4(%rax,%rcx,4)
movslq 0x4(%rsi,%rdi,4),%rcx
movslq (%rbx,%rcx,4),%rdx
lea    -0x1(%rdx),%rbp
mov    %ebp,(%rbx,%rcx,4)
mov    0x4(%r10,%rdi,4),%ecx
mov    %ecx,-0x4(%r15,%rdx,4)
mov    0x4(%r9,%rdi,4),%ecx
mov    %ecx,-0x4(%rax,%rdx,4)
add    $0x2,%rdi
cmp    %rdi,%r8
jne    1280 <sort3+0x170>
test   $0x1,%r14b
mov    %r11,%rbp
je     12f5 <sort3+0x1e5>
movslq (%rsi,%rdi,4),%rcx
movslq (%rbx,%rcx,4),%rdx
lea    -0x1(%rdx),%rsi
mov    %esi,(%rbx,%rcx,4)
mov    (%r10,%rdi,4),%ecx
mov    %ecx,-0x4(%r15,%rdx,4)
mov    (%r9,%rdi,4),%ecx
mov    %ecx,-0x4(%rax,%rdx,4)
mov    (%rsp),%rcx
mov    %r15,(%rcx)
mov    %rax,0x0(%rbp)
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @sort3(i32** %0, i32** %1, i32** %2, i32 %3, i32 %4, i32* %5) {
%7 = alloca i32**
%8 = alloca i32**
%9 = alloca i32**
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32*
%13 = alloca i32
%14 = alloca i32
%15 = alloca i32*
%16 = alloca i32*
store i32** %0, i32*** %7
store i32** %1, i32*** %8
store i32** %2, i32*** %9
store i32 %3, i32* %10
store i32 %4, i32* %11
store i32* %5, i32** %12
store i32 0, i32* %13
br label %17
17: ; preds = %33, %6
%18 = load i32, i32* %13
%19 = load i32, i32* %10
%20 = icmp slt i32 %18, %19
br i1 %20, label %21, label %36
21: ; preds = %17
%22 = load i32*, i32** %12
%23 = load i32**, i32*** %7
%24 = load i32*, i32** %23
%25 = load i32, i32* %13
%26 = sext i32 %25 to i64
%27 = getelementptr inbounds i32, i32* %24, i64 %26
%28 = load i32, i32* %27
%29 = sext i32 %28 to i64
%30 = getelementptr inbounds i32, i32* %22, i64 %29
%31 = load i32, i32* %30
%32 = add nsw i32 %31, 1
store i32 %32, i32* %30
br label %33
33: ; preds = %21
%34 = load i32, i32* %13
%35 = add nsw i32 %34, 1
store i32 %35, i32* %13
br label %17
36: ; preds = %17
store i32 1, i32* %13
br label %37
37: ; preds = %54, %36
%38 = load i32, i32* %13
%39 = load i32, i32* %11
%40 = icmp sle i32 %38, %39
br i1 %40, label %41, label %57
41: ; preds = %37
%42 = load i32*, i32** %12
%43 = load i32, i32* %13
%44 = sub nsw i32 %43, 1
%45 = sext i32 %44 to i64
%46 = getelementptr inbounds i32, i32* %42, i64 %45
%47 = load i32, i32* %46
%48 = load i32*, i32** %12
%49 = load i32, i32* %13
%50 = sext i32 %49 to i64
%51 = getelementptr inbounds i32, i32* %48, i64 %50
%52 = load i32, i32* %51
%53 = add nsw i32 %52, %47
store i32 %53, i32* %51
br label %54
54: ; preds = %41
%55 = load i32, i32* %13
%56 = add nsw i32 %55, 1
store i32 %56, i32* %13
br label %37
57: ; preds = %37
%58 = load i32, i32* %10
%59 = call i64 @calloc(i32 %58, i32 4)
%60 = inttoptr i64 %59 to i32*
store i32* %60, i32** %15
%61 = load i32, i32* %10
%62 = call i64 @calloc(i32 %61, i32 4)
%63 = inttoptr i64 %62 to i32*
store i32* %63, i32** %16
store i32 0, i32* %13
br label %64
64: ; preds = %100, %57
%65 = load i32, i32* %13
%66 = load i32, i32* %10
%67 = icmp slt i32 %65, %66
br i1 %67, label %68, label %103
68: ; preds = %64
%69 = load i32*, i32** %12
%70 = load i32**, i32*** %7
%71 = load i32*, i32** %70
%72 = load i32, i32* %13
%73 = sext i32 %72 to i64
%74 = getelementptr inbounds i32, i32* %71, i64 %73
%75 = load i32, i32* %74
%76 = sext i32 %75 to i64
%77 = getelementptr inbounds i32, i32* %69, i64 %76
%78 = load i32, i32* %77
%79 = add nsw i32 %78, -1
store i32 %79, i32* %77
store i32 %79, i32* %14
%80 = load i32**, i32*** %8
%81 = load i32*, i32** %80
%82 = load i32, i32* %13
%83 = sext i32 %82 to i64
%84 = getelementptr inbounds i32, i32* %81, i64 %83
%85 = load i32, i32* %84
%86 = load i32*, i32** %15
%87 = load i32, i32* %14
%88 = sext i32 %87 to i64
%89 = getelementptr inbounds i32, i32* %86, i64 %88
store i32 %85, i32* %89
%90 = load i32**, i32*** %9
%91 = load i32*, i32** %90
%92 = load i32, i32* %13
%93 = sext i32 %92 to i64
%94 = getelementptr inbounds i32, i32* %91, i64 %93
%95 = load i32, i32* %94
%96 = load i32*, i32** %16
%97 = load i32, i32* %14
%98 = sext i32 %97 to i64
%99 = getelementptr inbounds i32, i32* %96, i64 %98
store i32 %95, i32* %99
br label %100
100: ; preds = %68
%101 = load i32, i32* %13
%102 = add nsw i32 %101, 1
store i32 %102, i32* %13
br label %64
103: ; preds = %64
%104 = load i32*, i32** %15
%105 = load i32**, i32*** %8
store i32* %104, i32** %105
%106 = load i32*, i32** %16
%107 = load i32**, i32*** %9
store i32* %106, i32** %107
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @sort3(i32** nocapture %0, i32** nocapture %1, i32** nocapture %2, i32 %3, i32 %4, i32* nocapture %5) {
%7 = icmp sgt i32 %3, 0
br i1 %7, label %8, label %31
8: ; preds = %6
%9 = load i32*, i32** %0
%10 = zext i32 %3 to i64
%11 = add nsw i64 %10, -1
%12 = and i64 %10, 3
%13 = icmp ult i64 %11, 3
br i1 %13, label %16, label %14
14: ; preds = %8
%15 = and i64 %10, 4294967292
br label %43
16: ; preds = %43, %8
%17 = phi i64 [ 0, %8 ], [ %73, %43 ]
%18 = icmp eq i64 %12, 0
br i1 %18, label %31, label %19
19: ; preds = %16, %19
%20 = phi i64 [ %28, %19 ], [ %17, %16 ]
%21 = phi i64 [ %29, %19 ], [ 0, %16 ]
%22 = getelementptr inbounds i32, i32* %9, i64 %20
%23 = load i32, i32* %22
%24 = sext i32 %23 to i64
%25 = getelementptr inbounds i32, i32* %5, i64 %24
%26 = load i32, i32* %25
%27 = add nsw i32 %26, 1
store i32 %27, i32* %25
%28 = add nuw nsw i64 %20, 1
%29 = add i64 %21, 1
%30 = icmp eq i64 %29, %12
br i1 %30, label %31, label %19
31: ; preds = %16, %19, %6
%32 = icmp slt i32 %4, 1
br i1 %32, label %112, label %33
33: ; preds = %31
%34 = add nuw i32 %4, 1
%35 = zext i32 %34 to i64
%36 = load i32, i32* %5
%37 = add nsw i64 %35, -1
%38 = add nsw i64 %35, -2
%39 = and i64 %37, 3
%40 = icmp ult i64 %38, 3
br i1 %40, label %98, label %41
41: ; preds = %33
%42 = and i64 %37, -4
br label %76
43: ; preds = %43, %14
%44 = phi i64 [ 0, %14 ], [ %73, %43 ]
%45 = phi i64 [ 0, %14 ], [ %74, %43 ]
%46 = getelementptr inbounds i32, i32* %9, i64 %44
%47 = load i32, i32* %46
%48 = sext i32 %47 to i64
%49 = getelementptr inbounds i32, i32* %5, i64 %48
%50 = load i32, i32* %49
%51 = add nsw i32 %50, 1
store i32 %51, i32* %49
%52 = or i64 %44, 1
%53 = getelementptr inbounds i32, i32* %9, i64 %52
%54 = load i32, i32* %53
%55 = sext i32 %54 to i64
%56 = getelementptr inbounds i32, i32* %5, i64 %55
%57 = load i32, i32* %56
%58 = add nsw i32 %57, 1
store i32 %58, i32* %56
%59 = or i64 %44, 2
%60 = getelementptr inbounds i32, i32* %9, i64 %59
%61 = load i32, i32* %60
%62 = sext i32 %61 to i64
%63 = getelementptr inbounds i32, i32* %5, i64 %62
%64 = load i32, i32* %63
%65 = add nsw i32 %64, 1
store i32 %65, i32* %63
%66 = or i64 %44, 3
%67 = getelementptr inbounds i32, i32* %9, i64 %66
%68 = load i32, i32* %67
%69 = sext i32 %68 to i64
%70 = getelementptr inbounds i32, i32* %5, i64 %69
%71 = load i32, i32* %70
%72 = add nsw i32 %71, 1
store i32 %72, i32* %70
%73 = add nuw nsw i64 %44, 4
%74 = add i64 %45, 4
%75 = icmp eq i64 %74, %15
br i1 %75, label %16, label %43
76: ; preds = %76, %41
%77 = phi i32 [ %36, %41 ], [ %94, %76 ]
%78 = phi i64 [ 1, %41 ], [ %95, %76 ]
%79 = phi i64 [ 0, %41 ], [ %96, %76 ]
%80 = getelementptr inbounds i32, i32* %5, i64 %78
%81 = load i32, i32* %80
%82 = add nsw i32 %81, %77
store i32 %82, i32* %80
%83 = add nuw nsw i64 %78, 1
%84 = getelementptr inbounds i32, i32* %5, i64 %83
%85 = load i32, i32* %84
%86 = add nsw i32 %85, %82
store i32 %86, i32* %84
%87 = add nuw nsw i64 %78, 2
%88 = getelementptr inbounds i32, i32* %5, i64 %87
%89 = load i32, i32* %88
%90 = add nsw i32 %89, %86
store i32 %90, i32* %88
%91 = add nuw nsw i64 %78, 3
%92 = getelementptr inbounds i32, i32* %5, i64 %91
%93 = load i32, i32* %92
%94 = add nsw i32 %93, %90
store i32 %94, i32* %92
%95 = add nuw nsw i64 %78, 4
%96 = add i64 %79, 4
%97 = icmp eq i64 %96, %42
br i1 %97, label %98, label %76
98: ; preds = %76, %33
%99 = phi i32 [ %36, %33 ], [ %94, %76 ]
%100 = phi i64 [ 1, %33 ], [ %95, %76 ]
%101 = icmp eq i64 %39, 0
br i1 %101, label %112, label %102
102: ; preds = %98, %102
%103 = phi i32 [ %108, %102 ], [ %99, %98 ]
%104 = phi i64 [ %109, %102 ], [ %100, %98 ]
%105 = phi i64 [ %110, %102 ], [ 0, %98 ]
%106 = getelementptr inbounds i32, i32* %5, i64 %104
%107 = load i32, i32* %106
%108 = add nsw i32 %107, %103
store i32 %108, i32* %106
%109 = add nuw nsw i64 %104, 1
%110 = add i64 %105, 1
%111 = icmp eq i64 %110, %39
br i1 %111, label %112, label %102
112: ; preds = %98, %102, %31
%113 = tail call i64 @calloc(i32 %3, i32 4)
%114 = inttoptr i64 %113 to i32*
%115 = tail call i64 @calloc(i32 %3, i32 4)
%116 = inttoptr i64 %115 to i32*
br i1 %7, label %117, label %176
117: ; preds = %112
%118 = load i32*, i32** %0
%119 = load i32*, i32** %1
%120 = load i32*, i32** %2
%121 = zext i32 %3 to i64
%122 = and i64 %121, 1
%123 = icmp eq i32 %3, 1
br i1 %123, label %159, label %124
124: ; preds = %117
%125 = and i64 %121, 4294967294
br label %126
126: ; preds = %126, %124
%127 = phi i64 [ 0, %124 ], [ %156, %126 ]
%128 = phi i64 [ 0, %124 ], [ %157, %126 ]
%129 = getelementptr inbounds i32, i32* %118, i64 %127
%130 = load i32, i32* %129
%131 = sext i32 %130 to i64
%132 = getelementptr inbounds i32, i32* %5, i64 %131
%133 = load i32, i32* %132
%134 = add nsw i32 %133, -1
store i32 %134, i32* %132
%135 = getelementptr inbounds i32, i32* %119, i64 %127
%136 = load i32, i32* %135
%137 = sext i32 %134 to i64
%138 = getelementptr inbounds i32, i32* %114, i64 %137
store i32 %136, i32* %138
%139 = getelementptr inbounds i32, i32* %120, i64 %127
%140 = load i32, i32* %139
%141 = getelementptr inbounds i32, i32* %116, i64 %137
store i32 %140, i32* %141
%142 = or i64 %127, 1
%143 = getelementptr inbounds i32, i32* %118, i64 %142
%144 = load i32, i32* %143
%145 = sext i32 %144 to i64
%146 = getelementptr inbounds i32, i32* %5, i64 %145
%147 = load i32, i32* %146
%148 = add nsw i32 %147, -1
store i32 %148, i32* %146
%149 = getelementptr inbounds i32, i32* %119, i64 %142
%150 = load i32, i32* %149
%151 = sext i32 %148 to i64
%152 = getelementptr inbounds i32, i32* %114, i64 %151
store i32 %150, i32* %152
%153 = getelementptr inbounds i32, i32* %120, i64 %142
%154 = load i32, i32* %153
%155 = getelementptr inbounds i32, i32* %116, i64 %151
store i32 %154, i32* %155
%156 = add nuw nsw i64 %127, 2
%157 = add i64 %128, 2
%158 = icmp eq i64 %157, %125
br i1 %158, label %159, label %126
159: ; preds = %126, %117
%160 = phi i64 [ 0, %117 ], [ %156, %126 ]
%161 = icmp eq i64 %122, 0
br i1 %161, label %176, label %162
162: ; preds = %159
%163 = getelementptr inbounds i32, i32* %118, i64 %160
%164 = load i32, i32* %163
%165 = sext i32 %164 to i64
%166 = getelementptr inbounds i32, i32* %5, i64 %165
%167 = load i32, i32* %166
%168 = add nsw i32 %167, -1
store i32 %168, i32* %166
%169 = getelementptr inbounds i32, i32* %119, i64 %160
%170 = load i32, i32* %169
%171 = sext i32 %168 to i64
%172 = getelementptr inbounds i32, i32* %114, i64 %171
store i32 %170, i32* %172
%173 = getelementptr inbounds i32, i32* %120, i64 %160
%174 = load i32, i32* %173
%175 = getelementptr inbounds i32, i32* %116, i64 %171
store i32 %174, i32* %175
br label %176
176: ; preds = %162, %159, %112
store i32* %114, i32** %1
store i32* %116, i32** %2
ret void
}