#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*/ memset(int *, int /*<<< orphan*/, unsigned int);
void count_sort(int *arr, int *buff, unsigned int len, int min_num,
                int max_num) {
  unsigned int cnt_size = max_num - min_num + 1;
  int count[cnt_size];
  memset(count, 0, cnt_size * sizeof(int));
  for (unsigned int i = 0; i < len; i++)
    count[arr[i] - min_num]++;
  for (unsigned int i = 1; i < cnt_size; i++)
    count[i] += count[i - 1];
  for (unsigned int i = 0; i < len; i++) {
    unsigned int position = --(count[arr[i] - min_num]);
    buff[position] = arr[i];
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<count_sort>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x50,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
mov    %ecx,-0x18(%rbp)
mov    %r8d,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
sub    %ecx,%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
mov    %rsp,%rcx
mov    %rcx,-0x28(%rbp)
lea    0xf(,%rax,4),%rcx
and    $0xfffffffffffffff0,%rcx
mov    %rsp,%rdi
sub    %rcx,%rdi
mov    %rdi,-0x48(%rbp)
mov    %rdi,%rsp
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edx
xor    %esi,%esi
call   1030 <memset@plt>
movl   $0x0,-0x34(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jae    11ad <count_sort+0x9d>
mov    -0x48(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
mov    -0x34(%rbp),%edx
mov    (%rcx,%rdx,4),%ecx
sub    -0x18(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x34(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
jmp    1176 <count_sort+0x66>
movl   $0x1,-0x38(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%eax
cmp    -0x20(%rbp),%eax
jae    11e6 <count_sort+0xd6>
mov    -0x48(%rbp),%rax
mov    -0x38(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
mov    %ecx,%ecx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x38(%rbp),%ecx
add    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x38(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x38(%rbp)
jmp    11b4 <count_sort+0xa4>
movl   $0x0,-0x3c(%rbp)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jae    123b <count_sort+0x12b>
mov    -0x48(%rbp),%rcx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x3c(%rbp),%edx
mov    (%rax,%rdx,4),%eax
sub    -0x18(%rbp),%eax
movslq %eax,%rdx
mov    (%rcx,%rdx,4),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,(%rcx,%rdx,4)
mov    %eax,-0x40(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x3c(%rbp),%ecx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x40(%rbp),%ecx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
jmp    11ed <count_sort+0xdd>
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    %rax,%rsp
mov    %rbp,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<count_sort>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    %ecx,%r15d
mov    %edx,-0x2c(%rbp)
mov    %rsi,%r14
mov    %rdi,%r12
sub    %ecx,%r8d
lea    0x1(%r8),%r13d
lea    0xf(,%r13,4),%rax
and    $0xfffffffffffffff0,%rax
mov    %rsp,%rbx
sub    %rax,%rbx
mov    %rbx,%rsp
lea    0x4(,%r8,4),%edx
mov    %rbx,%rdi
xor    %esi,%esi
call   1030 <memset@plt>
mov    -0x2c(%rbp),%eax
mov    %eax,%r8d
test   %eax,%eax
je     11b1 <count_sort+0xa1>
movslq %r15d,%rcx
cmp    $0x1,%eax
jne    116e <count_sort+0x5e>
xor    %edx,%edx
jmp    11a0 <count_sort+0x90>
mov    %r8d,%esi
and    $0xfffffffe,%esi
xor    %edx,%edx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
movslq (%r12,%rdx,4),%rdi
sub    %rcx,%rdi
addl   $0x1,(%rbx,%rdi,4)
movslq 0x4(%r12,%rdx,4),%rdi
sub    %rcx,%rdi
addl   $0x1,(%rbx,%rdi,4)
add    $0x2,%rdx
cmp    %rdx,%rsi
jne    1180 <count_sort+0x70>
test   $0x1,%r8b
je     11b1 <count_sort+0xa1>
movslq (%r12,%rdx,4),%rdx
sub    %rcx,%rdx
addl   $0x1,(%rbx,%rdx,4)
cmp    $0x2,%r13d
jb     122f <count_sort+0x11f>
mov    (%rbx),%ecx
lea    -0x1(%r13),%rdi
add    $0xfffffffffffffffe,%r13
mov    %edi,%edx
and    $0x3,%edx
mov    $0x1,%esi
cmp    $0x3,%r13
jb     120d <count_sort+0xfd>
and    $0xfffffffffffffffc,%rdi
xor    %esi,%esi
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
add    0x4(%rbx,%rsi,4),%ecx
mov    %ecx,0x4(%rbx,%rsi,4)
add    0x8(%rbx,%rsi,4),%ecx
mov    %ecx,0x8(%rbx,%rsi,4)
add    0xc(%rbx,%rsi,4),%ecx
mov    %ecx,0xc(%rbx,%rsi,4)
add    0x10(%rbx,%rsi,4),%ecx
mov    %ecx,0x10(%rbx,%rsi,4)
add    $0x4,%rsi
cmp    %rsi,%rdi
jne    11e0 <count_sort+0xd0>
add    $0x1,%rsi
test   %rdx,%rdx
je     122f <count_sort+0x11f>
lea    (%rbx,%rsi,4),%rsi
xor    %edi,%edi
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    (%rsi,%rdi,4),%ecx
mov    %ecx,(%rsi,%rdi,4)
add    $0x1,%rdi
cmp    %rdi,%rdx
jne    1220 <count_sort+0x110>
test   %eax,%eax
je     12ab <count_sort+0x19b>
cmp    $0x1,%eax
jne    123c <count_sort+0x12c>
xor    %ecx,%ecx
jmp    128c <count_sort+0x17c>
mov    %r8d,%edx
and    $0xfffffffe,%edx
xor    %ecx,%ecx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
mov    (%r12,%rcx,4),%esi
mov    %esi,%edi
sub    %r15d,%edi
movslq %edi,%rdi
mov    (%rbx,%rdi,4),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,(%rbx,%rdi,4)
mov    %esi,(%r14,%rax,4)
mov    0x4(%r12,%rcx,4),%eax
mov    %eax,%esi
sub    %r15d,%esi
movslq %esi,%rsi
mov    (%rbx,%rsi,4),%edi
add    $0xffffffff,%edi
mov    %edi,(%rbx,%rsi,4)
mov    %eax,(%r14,%rdi,4)
add    $0x2,%rcx
cmp    %rcx,%rdx
jne    1250 <count_sort+0x140>
test   $0x1,%r8b
je     12ab <count_sort+0x19b>
mov    (%r12,%rcx,4),%eax
mov    %eax,%ecx
sub    %r15d,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rbx,%rcx,4),%edx
add    $0xffffffff,%edx
mov    %edx,(%rbx,%rcx,4)
mov    %eax,(%r14,%rdx,4)
lea    -0x28(%rbp),%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @count_sort(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 i8*
%13 = alloca i64
%14 = alloca i32
%15 = alloca i32
%16 = alloca i32
%17 = 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
%18 = load i32, i32* %10
%19 = load i32, i32* %9
%20 = sub nsw i32 %18, %19
%21 = add nsw i32 %20, 1
store i32 %21, i32* %11
%22 = load i32, i32* %11
%23 = zext i32 %22 to i64
%24 = call i8* @llvm.stacksave()
store i8* %24, i8** %12
%25 = alloca i32, i64 %23
store i64 %23, i64* %13
%26 = load i32, i32* %11
%27 = zext i32 %26 to i64
%28 = mul i64 %27, 4
%29 = trunc i64 %28 to i32
%30 = call i32 @memset(i32* %25, i32 0, i32 %29)
store i32 0, i32* %14
br label %31
31: ; preds = %47, %5
%32 = load i32, i32* %14
%33 = load i32, i32* %8
%34 = icmp ult i32 %32, %33
br i1 %34, label %35, label %50
35: ; preds = %31
%36 = load i32*, i32** %6
%37 = load i32, i32* %14
%38 = zext i32 %37 to i64
%39 = getelementptr inbounds i32, i32* %36, i64 %38
%40 = load i32, i32* %39
%41 = load i32, i32* %9
%42 = sub nsw i32 %40, %41
%43 = sext i32 %42 to i64
%44 = getelementptr inbounds i32, i32* %25, i64 %43
%45 = load i32, i32* %44
%46 = add nsw i32 %45, 1
store i32 %46, i32* %44
br label %47
47: ; preds = %35
%48 = load i32, i32* %14
%49 = add i32 %48, 1
store i32 %49, i32* %14
br label %31
50: ; preds = %31
store i32 1, i32* %15
br label %51
51: ; preds = %66, %50
%52 = load i32, i32* %15
%53 = load i32, i32* %11
%54 = icmp ult i32 %52, %53
br i1 %54, label %55, label %69
55: ; preds = %51
%56 = load i32, i32* %15
%57 = sub i32 %56, 1
%58 = zext i32 %57 to i64
%59 = getelementptr inbounds i32, i32* %25, i64 %58
%60 = load i32, i32* %59
%61 = load i32, i32* %15
%62 = zext i32 %61 to i64
%63 = getelementptr inbounds i32, i32* %25, i64 %62
%64 = load i32, i32* %63
%65 = add nsw i32 %64, %60
store i32 %65, i32* %63
br label %66
66: ; preds = %55
%67 = load i32, i32* %15
%68 = add i32 %67, 1
store i32 %68, i32* %15
br label %51
69: ; preds = %51
store i32 0, i32* %16
br label %70
70: ; preds = %95, %69
%71 = load i32, i32* %16
%72 = load i32, i32* %8
%73 = icmp ult i32 %71, %72
br i1 %73, label %74, label %98
74: ; preds = %70
%75 = load i32*, i32** %6
%76 = load i32, i32* %16
%77 = zext i32 %76 to i64
%78 = getelementptr inbounds i32, i32* %75, i64 %77
%79 = load i32, i32* %78
%80 = load i32, i32* %9
%81 = sub nsw i32 %79, %80
%82 = sext i32 %81 to i64
%83 = getelementptr inbounds i32, i32* %25, i64 %82
%84 = load i32, i32* %83
%85 = add nsw i32 %84, -1
store i32 %85, i32* %83
store i32 %85, i32* %17
%86 = load i32*, i32** %6
%87 = load i32, i32* %16
%88 = zext i32 %87 to i64
%89 = getelementptr inbounds i32, i32* %86, i64 %88
%90 = load i32, i32* %89
%91 = load i32*, i32** %7
%92 = load i32, i32* %17
%93 = zext i32 %92 to i64
%94 = getelementptr inbounds i32, i32* %91, i64 %93
store i32 %90, i32* %94
br label %95
95: ; preds = %74
%96 = load i32, i32* %16
%97 = add i32 %96, 1
store i32 %97, i32* %16
br label %70
98: ; preds = %70
%99 = load i8*, i8** %12
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @count_sort(i32* nocapture %0, i32* nocapture writeonly %1, i32 %2, i32 %3, i32 %4) {
%6 = sub nsw i32 %4, %3
%7 = add nsw i32 %6, 1
%8 = zext i32 %7 to i64
%9 = alloca i32, i64 %8
%10 = shl i32 %7, 2
%11 = call i32 @memset(i32* %9, i32 0, i32 %10)
%12 = icmp eq i32 %2, 0
br i1 %12, label %30, label %13
13: ; preds = %5
%14 = zext i32 %2 to i64
%15 = and i64 %14, 1
%16 = icmp eq i32 %2, 1
br i1 %16, label %19, label %17
17: ; preds = %13
%18 = and i64 %14, 4294967294
br label %40
19: ; preds = %40, %13
%20 = phi i64 [ 0, %13 ], [ %58, %40 ]
%21 = icmp eq i64 %15, 0
br i1 %21, label %30, label %22
22: ; preds = %19
%23 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %20
%24 = load i32, i32* %23
%25 = sub nsw i32 %24, %3
%26 = sext i32 %25 to i64
%27 = getelementptr inbounds i32, i32* %9, i64 %26
%28 = load i32, i32* %27
%29 = add nsw i32 %28, 1
store i32 %29, i32* %27
br label %30
30: ; preds = %22, %19, %5
%31 = icmp ugt i32 %7, 1
br i1 %31, label %32, label %75
32: ; preds = %30
%33 = load i32, i32* %9
%34 = add nsw i64 %8, -1
%35 = add nsw i64 %8, -2
%36 = and i64 %34, 3
%37 = icmp ult i64 %35, 3
br i1 %37, label %61, label %38
38: ; preds = %32
%39 = and i64 %34, -4
br label %82
40: ; preds = %40, %17
%41 = phi i64 [ 0, %17 ], [ %58, %40 ]
%42 = phi i64 [ 0, %17 ], [ %59, %40 ]
%43 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %41
%44 = load i32, i32* %43
%45 = sub nsw i32 %44, %3
%46 = sext i32 %45 to i64
%47 = getelementptr inbounds i32, i32* %9, i64 %46
%48 = load i32, i32* %47
%49 = add nsw i32 %48, 1
store i32 %49, i32* %47
%50 = or i64 %41, 1
%51 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %50
%52 = load i32, i32* %51
%53 = sub nsw i32 %52, %3
%54 = sext i32 %53 to i64
%55 = getelementptr inbounds i32, i32* %9, i64 %54
%56 = load i32, i32* %55
%57 = add nsw i32 %56, 1
store i32 %57, i32* %55
%58 = add nuw nsw i64 %41, 2
%59 = add i64 %42, 2
%60 = icmp eq i64 %59, %18
br i1 %60, label %19, label %40
61: ; preds = %82, %32
%62 = phi i32 [ %33, %32 ], [ %100, %82 ]
%63 = phi i64 [ 1, %32 ], [ %101, %82 ]
%64 = icmp eq i64 %36, 0
br i1 %64, label %75, label %65
65: ; preds = %61, %65
%66 = phi i32 [ %71, %65 ], [ %62, %61 ]
%67 = phi i64 [ %72, %65 ], [ %63, %61 ]
%68 = phi i64 [ %73, %65 ], [ 0, %61 ]
%69 = getelementptr inbounds i32, i32* %9, i64 %67
%70 = load i32, i32* %69
%71 = add nsw i32 %70, %66
store i32 %71, i32* %69
%72 = add nuw nsw i64 %67, 1
%73 = add i64 %68, 1
%74 = icmp eq i64 %73, %36
br i1 %74, label %75, label %65
75: ; preds = %61, %65, %30
br i1 %12, label %117, label %76
76: ; preds = %75
%77 = zext i32 %2 to i64
%78 = and i64 %77, 1
%79 = icmp eq i32 %2, 1
br i1 %79, label %104, label %80
80: ; preds = %76
%81 = and i64 %77, 4294967294
br label %118
82: ; preds = %82, %38
%83 = phi i32 [ %33, %38 ], [ %100, %82 ]
%84 = phi i64 [ 1, %38 ], [ %101, %82 ]
%85 = phi i64 [ 0, %38 ], [ %102, %82 ]
%86 = getelementptr inbounds i32, i32* %9, i64 %84
%87 = load i32, i32* %86
%88 = add nsw i32 %87, %83
store i32 %88, i32* %86
%89 = add nuw nsw i64 %84, 1
%90 = getelementptr inbounds i32, i32* %9, i64 %89
%91 = load i32, i32* %90
%92 = add nsw i32 %91, %88
store i32 %92, i32* %90
%93 = add nuw nsw i64 %84, 2
%94 = getelementptr inbounds i32, i32* %9, i64 %93
%95 = load i32, i32* %94
%96 = add nsw i32 %95, %92
store i32 %96, i32* %94
%97 = add nuw nsw i64 %84, 3
%98 = getelementptr inbounds i32, i32* %9, i64 %97
%99 = load i32, i32* %98
%100 = add nsw i32 %99, %96
store i32 %100, i32* %98
%101 = add nuw nsw i64 %84, 4
%102 = add i64 %85, 4
%103 = icmp eq i64 %102, %39
br i1 %103, label %61, label %82
104: ; preds = %118, %76
%105 = phi i64 [ 0, %76 ], [ %140, %118 ]
%106 = icmp eq i64 %78, 0
br i1 %106, label %117, label %107
107: ; preds = %104
%108 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %105
%109 = load i32, i32* %108
%110 = sub nsw i32 %109, %3
%111 = sext i32 %110 to i64
%112 = getelementptr inbounds i32, i32* %9, i64 %111
%113 = load i32, i32* %112
%114 = add nsw i32 %113, -1
store i32 %114, i32* %112
%115 = zext i32 %114 to i64
%116 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %115
store i32 %109, i32* %116
br label %117
117: ; preds = %107, %104, %75
ret void
118: ; preds = %118, %80
%119 = phi i64 [ 0, %80 ], [ %140, %118 ]
%120 = phi i64 [ 0, %80 ], [ %141, %118 ]
%121 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %119
%122 = load i32, i32* %121
%123 = sub nsw i32 %122, %3
%124 = sext i32 %123 to i64
%125 = getelementptr inbounds i32, i32* %9, i64 %124
%126 = load i32, i32* %125
%127 = add nsw i32 %126, -1
store i32 %127, i32* %125
%128 = zext i32 %127 to i64
%129 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %128
store i32 %122, i32* %129
%130 = or i64 %119, 1
%131 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %130
%132 = load i32, i32* %131
%133 = sub nsw i32 %132, %3
%134 = sext i32 %133 to i64
%135 = getelementptr inbounds i32, i32* %9, i64 %134
%136 = load i32, i32* %135
%137 = add nsw i32 %136, -1
store i32 %137, i32* %135
%138 = zext i32 %137 to i64
%139 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %138
store i32 %132, i32* %139
%140 = add nuw nsw i64 %119, 2
%141 = add i64 %120, 2
%142 = icmp eq i64 %141, %81
br i1 %142, label %104, label %118
}