void radix_pass(int *a, int *b, int *r, int n, int K) {
  static int c[100003];
  int i, sum, t;
  for (i = 0; i <= K; i++)
    c[i] = 0;
  for (i = 0; i < n; i++)
    c[r[a[i]]]++;
  for (i = 0, sum = 0; i <= K; i++) {
    t = c[i];
    c[i] = sum;
    sum += t;
  }
  for (i = 0; i < n; i++)
    b[c[r[a[i]]]++] = a[i];
}


x86 assembly (clang, -O0):
<radix_pass>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %ecx,-0x1c(%rbp)
mov    %r8d,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x20(%rbp),%eax
jg     114a <radix_pass+0x4a>
movslq -0x24(%rbp),%rcx
lea    0x2efb(%rip),%rax
movl   $0x0,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    111e <radix_pass+0x1e>
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    1196 <radix_pass+0x96>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x24(%rbp),%rdx
movslq (%rcx,%rdx,4),%rcx
movslq (%rax,%rcx,4),%rcx
lea    0x2eb8(%rip),%rax
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
add    $0x1,%edx
lea    0x2eab(%rip),%rax
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    1151 <radix_pass+0x51>
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
movl   $0x0,-0x28(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x20(%rbp),%eax
jg     11e9 <radix_pass+0xe9>
movslq -0x24(%rbp),%rcx
lea    0x2e75(%rip),%rax
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%edx
movslq -0x24(%rbp),%rcx
lea    0x2e61(%rip),%rax
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    -0x28(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    11a4 <radix_pass+0xa4>
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    124f <radix_pass+0x14f>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%rcx
mov    -0x8(%rbp),%rsi
movslq -0x24(%rbp),%rdi
movslq (%rsi,%rdi,4),%rsi
movslq (%rcx,%rsi,4),%rdi
lea    0x2e0a(%rip),%rcx
mov    (%rcx,%rdi,4),%ecx
mov    %ecx,%r8d
add    $0x1,%r8d
lea    0x2df9(%rip),%rsi
mov    %r8d,(%rsi,%rdi,4)
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    11f0 <radix_pass+0xf0>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<radix_pass>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    %r8d,%r13d
mov    %ecx,%ebx
mov    %rdx,%r15
mov    %rsi,%r14
mov    %rdi,%r12
mov    %r8d,%ebp
test   %r8d,%r8d
js     1147 <radix_pass+0x37>
lea    0x4(,%rbp,4),%rdx
lea    0x2f00(%rip),%rdi
xor    %esi,%esi
call   1030 <memset@plt>
mov    %ebx,%r8d
test   %ebx,%ebx
jle    11ab <radix_pass+0x9b>
cmp    $0x1,%ebx
jne    1157 <radix_pass+0x47>
xor    %ecx,%ecx
jmp    1192 <radix_pass+0x82>
mov    %r8d,%edx
and    $0xfffffffe,%edx
xor    %ecx,%ecx
lea    0x2eda(%rip),%rsi
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
movslq (%r12,%rcx,4),%rdi
movslq (%r15,%rdi,4),%rdi
addl   $0x1,(%rsi,%rdi,4)
movslq 0x4(%r12,%rcx,4),%rdi
movslq (%r15,%rdi,4),%rdi
addl   $0x1,(%rsi,%rdi,4)
add    $0x2,%rcx
cmp    %rcx,%rdx
jne    1170 <radix_pass+0x60>
test   $0x1,%r8b
je     11ab <radix_pass+0x9b>
movslq (%r12,%rcx,4),%rcx
movslq (%r15,%rcx,4),%rcx
lea    0x2e99(%rip),%rdx
addl   $0x1,(%rdx,%rcx,4)
test   %r13d,%r13d
js     1243 <radix_pass+0x133>
add    $0x1,%rbp
mov    %ebp,%ecx
and    $0x3,%ecx
cmp    $0x3,%r13d
jae    11c9 <radix_pass+0xb9>
xor    %edx,%edx
xor    %esi,%esi
jmp    120f <radix_pass+0xff>
and    $0xfffffffc,%ebp
xor    %edx,%edx
lea    0x2e6b(%rip),%rdi
xor    %esi,%esi
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    (%rdi,%rdx,4),%eax
add    %esi,%eax
mov    %esi,(%rdi,%rdx,4)
mov    0x4(%rdi,%rdx,4),%esi
add    %eax,%esi
mov    %eax,0x4(%rdi,%rdx,4)
mov    0x8(%rdi,%rdx,4),%eax
add    %esi,%eax
mov    %esi,0x8(%rdi,%rdx,4)
mov    0xc(%rdi,%rdx,4),%esi
add    %eax,%esi
mov    %eax,0xc(%rdi,%rdx,4)
add    $0x4,%rdx
cmp    %rdx,%rbp
jne    11e0 <radix_pass+0xd0>
test   %rcx,%rcx
je     1243 <radix_pass+0x133>
lea    0x2e25(%rip),%rdi
lea    (%rdi,%rdx,4),%rdx
xor    %edi,%edi
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    (%rdx,%rdi,4),%ebp
add    %esi,%ebp
mov    %esi,(%rdx,%rdi,4)
add    $0x1,%rdi
mov    %ebp,%esi
cmp    %rdi,%rcx
jne    1230 <radix_pass+0x120>
test   %ebx,%ebx
jle    12b9 <radix_pass+0x1a9>
cmp    $0x1,%ebx
jne    1250 <radix_pass+0x140>
xor    %ecx,%ecx
jmp    1296 <radix_pass+0x186>
mov    %r8d,%edx
and    $0xfffffffe,%edx
xor    %ecx,%ecx
lea    0x2de1(%rip),%rsi
nop
movslq (%r12,%rcx,4),%rax
movslq (%r15,%rax,4),%rdi
movslq (%rsi,%rdi,4),%rbp
lea    0x1(%rbp),%ebx
mov    %ebx,(%rsi,%rdi,4)
mov    %eax,(%r14,%rbp,4)
movslq 0x4(%r12,%rcx,4),%rax
movslq (%r15,%rax,4),%rdi
movslq (%rsi,%rdi,4),%rbp
lea    0x1(%rbp),%ebx
mov    %ebx,(%rsi,%rdi,4)
mov    %eax,(%r14,%rbp,4)
add    $0x2,%rcx
cmp    %rcx,%rdx
jne    1260 <radix_pass+0x150>
test   $0x1,%r8b
je     12b9 <radix_pass+0x1a9>
movslq (%r12,%rcx,4),%rax
movslq (%r15,%rax,4),%rcx
lea    0x2d95(%rip),%rdx
movslq (%rdx,%rcx,4),%rsi
lea    0x1(%rsi),%edi
mov    %edi,(%rdx,%rcx,4)
mov    %eax,(%r14,%rsi,4)
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
@radix_pass.c = internal global [100003 x i32] zeroinitializer
define void @radix_pass(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 i32
%13 = 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
store i32 0, i32* %11
br label %14
14: ; preds = %22, %5
%15 = load i32, i32* %11
%16 = load i32, i32* %10
%17 = icmp sle i32 %15, %16
br i1 %17, label %18, label %25
18: ; preds = %14
%19 = load i32, i32* %11
%20 = sext i32 %19 to i64
%21 = getelementptr inbounds [100003 x i32], [100003 x i32]* @radix_pass.c, i64 0, i64 %20
store i32 0, i32* %21
br label %22
22: ; preds = %18
%23 = load i32, i32* %11
%24 = add nsw i32 %23, 1
store i32 %24, i32* %11
br label %14
25: ; preds = %14
store i32 0, i32* %11
br label %26
26: ; preds = %44, %25
%27 = load i32, i32* %11
%28 = load i32, i32* %9
%29 = icmp slt i32 %27, %28
br i1 %29, label %30, label %47
30: ; preds = %26
%31 = load i32*, i32** %8
%32 = load i32*, i32** %6
%33 = load i32, i32* %11
%34 = sext i32 %33 to i64
%35 = getelementptr inbounds i32, i32* %32, i64 %34
%36 = load i32, i32* %35
%37 = sext i32 %36 to i64
%38 = getelementptr inbounds i32, i32* %31, i64 %37
%39 = load i32, i32* %38
%40 = sext i32 %39 to i64
%41 = getelementptr inbounds [100003 x i32], [100003 x i32]* @radix_pass.c, i64 0, i64 %40
%42 = load i32, i32* %41
%43 = add nsw i32 %42, 1
store i32 %43, i32* %41
br label %44
44: ; preds = %30
%45 = load i32, i32* %11
%46 = add nsw i32 %45, 1
store i32 %46, i32* %11
br label %26
47: ; preds = %26
store i32 0, i32* %11
store i32 0, i32* %12
br label %48
48: ; preds = %64, %47
%49 = load i32, i32* %11
%50 = load i32, i32* %10
%51 = icmp sle i32 %49, %50
br i1 %51, label %52, label %67
52: ; preds = %48
%53 = load i32, i32* %11
%54 = sext i32 %53 to i64
%55 = getelementptr inbounds [100003 x i32], [100003 x i32]* @radix_pass.c, i64 0, i64 %54
%56 = load i32, i32* %55
store i32 %56, i32* %13
%57 = load i32, i32* %12
%58 = load i32, i32* %11
%59 = sext i32 %58 to i64
%60 = getelementptr inbounds [100003 x i32], [100003 x i32]* @radix_pass.c, i64 0, i64 %59
store i32 %57, i32* %60
%61 = load i32, i32* %13
%62 = load i32, i32* %12
%63 = add nsw i32 %62, %61
store i32 %63, i32* %12
br label %64
64: ; preds = %52
%65 = load i32, i32* %11
%66 = add nsw i32 %65, 1
store i32 %66, i32* %11
br label %48
67: ; preds = %48
store i32 0, i32* %11
br label %68
68: ; preds = %94, %67
%69 = load i32, i32* %11
%70 = load i32, i32* %9
%71 = icmp slt i32 %69, %70
br i1 %71, label %72, label %97
72: ; preds = %68
%73 = load i32*, i32** %6
%74 = load i32, i32* %11
%75 = sext i32 %74 to i64
%76 = getelementptr inbounds i32, i32* %73, i64 %75
%77 = load i32, i32* %76
%78 = load i32*, i32** %7
%79 = load i32*, i32** %8
%80 = load i32*, i32** %6
%81 = load i32, i32* %11
%82 = sext i32 %81 to i64
%83 = getelementptr inbounds i32, i32* %80, i64 %82
%84 = load i32, i32* %83
%85 = sext i32 %84 to i64
%86 = getelementptr inbounds i32, i32* %79, i64 %85
%87 = load i32, i32* %86
%88 = sext i32 %87 to i64
%89 = getelementptr inbounds [100003 x i32], [100003 x i32]* @radix_pass.c, i64 0, i64 %88
%90 = load i32, i32* %89
%91 = add nsw i32 %90, 1
store i32 %91, i32* %89
%92 = sext i32 %90 to i64
%93 = getelementptr inbounds i32, i32* %78, i64 %92
store i32 %77, i32* %93
br label %94
94: ; preds = %72
%95 = load i32, i32* %11
%96 = add nsw i32 %95, 1
store i32 %96, i32* %11
br label %68
97: ; preds = %68
ret void
}

LLVM IR (-O2):
@radix_pass.c = internal unnamed_addr global [100003 x i32] zeroinitializer
define void @radix_pass(i32* nocapture %0, i32* nocapture writeonly %1, i32* nocapture %2, i32 %3, i32 %4) {
%6 = icmp slt i32 %4, 0
br i1 %6, label %11, label %7
7: ; preds = %5
%8 = zext i32 %4 to i64
%9 = shl nuw nsw i64 %8, 2
%10 = add nuw nsw i64 %9, 4
br label %11
11: ; preds = %7, %5
%12 = icmp sgt i32 %3, 0
br i1 %12, label %13, label %32
13: ; preds = %11
%14 = zext i32 %3 to i64
%15 = and i64 %14, 1
%16 = icmp eq i32 %3, 1
br i1 %16, label %19, label %17
17: ; preds = %13
%18 = and i64 %14, 4294967294
br label %41
19: ; preds = %41, %13
%20 = phi i64 [ 0, %13 ], [ %63, %41 ]
%21 = icmp eq i64 %15, 0
br i1 %21, label %32, label %22
22: ; preds = %19
%23 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %20
%24 = load i32, i32* %23
%25 = sext i32 %24 to i64
%26 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %25
%27 = load i32, i32* %26
%28 = sext i32 %27 to i64
%29 = getelementptr inbounds [100003 x i32], [100003 x i32]* @radix_pass.c, i64 0, i64 %28
%30 = load i32, i32* %29
%31 = add nsw i32 %30, 1
store i32 %31, i32* %29
br label %32
32: ; preds = %22, %19, %11
br i1 %6, label %80, label %33
33: ; preds = %32
%34 = add nuw i32 %4, 1
%35 = zext i32 %34 to i64
%36 = add nsw i64 %35, -1
%37 = and i64 %35, 3
%38 = icmp ult i64 %36, 3
br i1 %38, label %66, label %39
39: ; preds = %33
%40 = and i64 %35, 4294967292
br label %87
41: ; preds = %41, %17
%42 = phi i64 [ 0, %17 ], [ %63, %41 ]
%43 = phi i64 [ 0, %17 ], [ %64, %41 ]
%44 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %42
%45 = load i32, i32* %44
%46 = sext i32 %45 to i64
%47 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %46
%48 = load i32, i32* %47
%49 = sext i32 %48 to i64
%50 = getelementptr inbounds [100003 x i32], [100003 x i32]* @radix_pass.c, i64 0, i64 %49
%51 = load i32, i32* %50
%52 = add nsw i32 %51, 1
store i32 %52, i32* %50
%53 = or i64 %42, 1
%54 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %53
%55 = load i32, i32* %54
%56 = sext i32 %55 to i64
%57 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %56
%58 = load i32, i32* %57
%59 = sext i32 %58 to i64
%60 = getelementptr inbounds [100003 x i32], [100003 x i32]* @radix_pass.c, i64 0, i64 %59
%61 = load i32, i32* %60
%62 = add nsw i32 %61, 1
store i32 %62, i32* %60
%63 = add nuw nsw i64 %42, 2
%64 = add i64 %43, 2
%65 = icmp eq i64 %64, %18
br i1 %65, label %19, label %41
66: ; preds = %87, %33
%67 = phi i64 [ 0, %33 ], [ %106, %87 ]
%68 = phi i32 [ 0, %33 ], [ %105, %87 ]
%69 = icmp eq i64 %37, 0
br i1 %69, label %80, label %70
70: ; preds = %66, %70
%71 = phi i64 [ %77, %70 ], [ %67, %66 ]
%72 = phi i32 [ %76, %70 ], [ %68, %66 ]
%73 = phi i64 [ %78, %70 ], [ 0, %66 ]
%74 = getelementptr inbounds [100003 x i32], [100003 x i32]* @radix_pass.c, i64 0, i64 %71
%75 = load i32, i32* %74
store i32 %72, i32* %74
%76 = add nsw i32 %75, %72
%77 = add nuw nsw i64 %71, 1
%78 = add i64 %73, 1
%79 = icmp eq i64 %78, %37
br i1 %79, label %80, label %70
80: ; preds = %66, %70, %32
br i1 %12, label %81, label %153
81: ; preds = %80
%82 = zext i32 %3 to i64
%83 = and i64 %82, 1
%84 = icmp eq i32 %3, 1
br i1 %84, label %138, label %85
85: ; preds = %81
%86 = and i64 %82, 4294967294
br label %109
87: ; preds = %87, %39
%88 = phi i64 [ 0, %39 ], [ %106, %87 ]
%89 = phi i32 [ 0, %39 ], [ %105, %87 ]
%90 = phi i64 [ 0, %39 ], [ %107, %87 ]
%91 = getelementptr inbounds [100003 x i32], [100003 x i32]* @radix_pass.c, i64 0, i64 %88
%92 = load i32, i32* %91
store i32 %89, i32* %91
%93 = add nsw i32 %92, %89
%94 = or i64 %88, 1
%95 = getelementptr inbounds [100003 x i32], [100003 x i32]* @radix_pass.c, i64 0, i64 %94
%96 = load i32, i32* %95
store i32 %93, i32* %95
%97 = add nsw i32 %96, %93
%98 = or i64 %88, 2
%99 = getelementptr inbounds [100003 x i32], [100003 x i32]* @radix_pass.c, i64 0, i64 %98
%100 = load i32, i32* %99
store i32 %97, i32* %99
%101 = add nsw i32 %100, %97
%102 = or i64 %88, 3
%103 = getelementptr inbounds [100003 x i32], [100003 x i32]* @radix_pass.c, i64 0, i64 %102
%104 = load i32, i32* %103
store i32 %101, i32* %103
%105 = add nsw i32 %104, %101
%106 = add nuw nsw i64 %88, 4
%107 = add i64 %90, 4
%108 = icmp eq i64 %107, %40
br i1 %108, label %66, label %87
109: ; preds = %109, %85
%110 = phi i64 [ 0, %85 ], [ %135, %109 ]
%111 = phi i64 [ 0, %85 ], [ %136, %109 ]
%112 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %110
%113 = load i32, i32* %112
%114 = sext i32 %113 to i64
%115 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %114
%116 = load i32, i32* %115
%117 = sext i32 %116 to i64
%118 = getelementptr inbounds [100003 x i32], [100003 x i32]* @radix_pass.c, i64 0, i64 %117
%119 = load i32, i32* %118
%120 = add nsw i32 %119, 1
store i32 %120, i32* %118
%121 = sext i32 %119 to i64
%122 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %121
store i32 %113, i32* %122
%123 = or i64 %110, 1
%124 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %123
%125 = load i32, i32* %124
%126 = sext i32 %125 to i64
%127 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %126
%128 = load i32, i32* %127
%129 = sext i32 %128 to i64
%130 = getelementptr inbounds [100003 x i32], [100003 x i32]* @radix_pass.c, i64 0, i64 %129
%131 = load i32, i32* %130
%132 = add nsw i32 %131, 1
store i32 %132, i32* %130
%133 = sext i32 %131 to i64
%134 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %133
store i32 %125, i32* %134
%135 = add nuw nsw i64 %110, 2
%136 = add i64 %111, 2
%137 = icmp eq i64 %136, %86
br i1 %137, label %138, label %109
138: ; preds = %109, %81
%139 = phi i64 [ 0, %81 ], [ %135, %109 ]
%140 = icmp eq i64 %83, 0
br i1 %140, label %153, label %141
141: ; preds = %138
%142 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %139
%143 = load i32, i32* %142
%144 = sext i32 %143 to i64
%145 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %144
%146 = load i32, i32* %145
%147 = sext i32 %146 to i64
%148 = getelementptr inbounds [100003 x i32], [100003 x i32]* @radix_pass.c, i64 0, i64 %147
%149 = load i32, i32* %148
%150 = add nsw i32 %149, 1
store i32 %150, i32* %148
%151 = sext i32 %149 to i64
%152 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %151
store i32 %143, i32* %152
br label %153
153: ; preds = %141, %138, %80
ret void
}