#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 *malloc(int);
void countSort(int *array, int size, int exp) {
  int *output = malloc(sizeof(int) * size);
  int i, *count = malloc(sizeof(int) * 10);
  for (i = 0; i < size; i++)
    (*(count + (*(array + i) / exp) % 10))++;
  for (i = 1; i < 10; i++)
    *(count + i) += *(count + i - 1);
  for (i = size - 1; i >= 0; i--) {
    *(output + *(count + (*(array + i) / exp) % 10) - 1) = *(array + i);
    (*(count + (*(array + i) / exp) % 10))--;
  }
  for (i = 0; i < size; i++)
    *(array + i) = *(output + i);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<countSort>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x50,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
movslq -0xc(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edi
call   1030 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x18(%rbp)
mov    $0x28,%edi
call   1030 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x28(%rbp)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    1193 <countSort+0x83>
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cltd
idivl  -0x10(%rbp)
mov    $0xa,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    -0x30(%rbp),%rax
movslq %edx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    114a <countSort+0x3a>
movl   $0x1,-0x1c(%rbp)
cmpl   $0xa,-0x1c(%rbp)
jge    11cc <countSort+0xbc>
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    -0x4(%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
add    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    119a <countSort+0x8a>
mov    -0xc(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x1c(%rbp)
jl     1261 <countSort+0x151>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x48(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rcx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rdx
mov    (%rax,%rdx,4),%eax
cltd
idivl  -0x10(%rbp)
mov    $0xa,%esi
cltd
idiv   %esi
mov    -0x48(%rbp),%rax
mov    %edx,%esi
mov    -0x3c(%rbp),%edx
movslq %esi,%rsi
movslq (%rcx,%rsi,4),%rcx
mov    %edx,-0x4(%rax,%rcx,4)
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cltd
idivl  -0x10(%rbp)
mov    $0xa,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    -0x38(%rbp),%rax
movslq %edx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
add    $0xffffffff,%edx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    11d5 <countSort+0xc5>
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    1298 <countSort+0x188>
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1268 <countSort+0x158>
add    $0x50,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<countSort>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    %edx,%ebp
mov    %esi,%r15d
mov    %rdi,%r13
lea    0x0(,%r15,4),%edi
call   1040 <malloc@plt>
mov    %rax,%r14
mov    $0x28,%edi
call   1040 <malloc@plt>
mov    %rax,%rsi
mov    %r15d,%r8d
test   %r15d,%r15d
jle    1194 <countSort+0x74>
xor    %ecx,%ecx
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    0x0(%r13,%rcx,4),%eax
cltd
idiv   %ebp
cltq
imul   $0x66666667,%rax,%rdx
mov    %rdx,%rdi
shr    $0x3f,%rdi
sar    $0x22,%rdx
add    %edi,%edx
add    %edx,%edx
lea    (%rdx,%rdx,4),%edx
sub    %edx,%eax
cltq
addl   $0x1,(%rsi,%rax,4)
add    $0x1,%rcx
cmp    %rcx,%r8
jne    1160 <countSort+0x40>
mov    0x4(%rsi),%r9d
add    (%rsi),%r9d
mov    0x8(%rsi),%r10d
add    %r9d,%r10d
mov    0xc(%rsi),%r11d
add    %r10d,%r11d
mov    0x10(%rsi),%r12d
add    %r11d,%r12d
mov    0x14(%rsi),%eax
add    %r12d,%eax
mov    0x18(%rsi),%ecx
add    %eax,%ecx
mov    0x1c(%rsi),%edx
add    %ecx,%edx
mov    0x20(%rsi),%edi
add    %edx,%edi
add    %edi,0x24(%rsi)
mov    %r9d,0x4(%rsi)
mov    %r10d,0x8(%rsi)
mov    %r11d,0xc(%rsi)
mov    %r12d,0x10(%rsi)
mov    %eax,0x14(%rsi)
mov    %ecx,0x18(%rsi)
mov    %edx,0x1c(%rsi)
mov    %edi,0x20(%rsi)
test   %r15d,%r15d
jle    124c <countSort+0x12c>
lea    0x1(%r8),%rcx
nopl   (%rax)
lea    -0x2(%rcx),%eax
mov    0x0(%r13,%rax,4),%edi
mov    %edi,%eax
cltd
idiv   %ebp
cltq
imul   $0x66666667,%rax,%rdx
mov    %rdx,%rbx
shr    $0x3f,%rbx
sar    $0x22,%rdx
add    %ebx,%edx
add    %edx,%edx
lea    (%rdx,%rdx,4),%edx
sub    %edx,%eax
cltq
movslq (%rsi,%rax,4),%rdx
mov    %edi,-0x4(%r14,%rdx,4)
add    $0xffffffff,%edx
mov    %edx,(%rsi,%rax,4)
add    $0xffffffffffffffff,%rcx
cmp    $0x1,%rcx
ja     11f0 <countSort+0xd0>
test   %r15d,%r15d
jle    124c <countSort+0x12c>
shl    $0x2,%r8
mov    %r13,%rdi
mov    %r14,%rsi
mov    %r8,%rdx
call   1030 <memcpy@plt>
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @countSort(i32* %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = alloca i32*
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32*
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32*
store i32* %0, i32** %4
store i32 %1, i32* %5
store i32 %2, i32* %6
%10 = load i32, i32* %5
%11 = sext i32 %10 to i64
%12 = mul i64 4, %11
%13 = trunc i64 %12 to i32
%14 = call i32* @malloc(i32 %13)
store i32* %14, i32** %7
%15 = call i32* @malloc(i32 40)
store i32* %15, i32** %9
store i32 0, i32* %8
br label %16
16: ; preds = %34, %3
%17 = load i32, i32* %8
%18 = load i32, i32* %5
%19 = icmp slt i32 %17, %18
br i1 %19, label %20, label %37
20: ; preds = %16
%21 = load i32*, i32** %9
%22 = load i32*, i32** %4
%23 = load i32, i32* %8
%24 = sext i32 %23 to i64
%25 = getelementptr inbounds i32, i32* %22, i64 %24
%26 = load i32, i32* %25
%27 = load i32, i32* %6
%28 = sdiv i32 %26, %27
%29 = srem i32 %28, 10
%30 = sext i32 %29 to i64
%31 = getelementptr inbounds i32, i32* %21, i64 %30
%32 = load i32, i32* %31
%33 = add nsw i32 %32, 1
store i32 %33, i32* %31
br label %34
34: ; preds = %20
%35 = load i32, i32* %8
%36 = add nsw i32 %35, 1
store i32 %36, i32* %8
br label %16
37: ; preds = %16
store i32 1, i32* %8
br label %38
38: ; preds = %54, %37
%39 = load i32, i32* %8
%40 = icmp slt i32 %39, 10
br i1 %40, label %41, label %57
41: ; preds = %38
%42 = load i32*, i32** %9
%43 = load i32, i32* %8
%44 = sext i32 %43 to i64
%45 = getelementptr inbounds i32, i32* %42, i64 %44
%46 = getelementptr inbounds i32, i32* %45, i64 -1
%47 = load i32, i32* %46
%48 = load i32*, i32** %9
%49 = load i32, i32* %8
%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* %8
%56 = add nsw i32 %55, 1
store i32 %56, i32* %8
br label %38
57: ; preds = %38
%58 = load i32, i32* %5
%59 = sub nsw i32 %58, 1
store i32 %59, i32* %8
br label %60
60: ; preds = %98, %57
%61 = load i32, i32* %8
%62 = icmp sge i32 %61, 0
br i1 %62, label %63, label %101
63: ; preds = %60
%64 = load i32*, i32** %4
%65 = load i32, i32* %8
%66 = sext i32 %65 to i64
%67 = getelementptr inbounds i32, i32* %64, i64 %66
%68 = load i32, i32* %67
%69 = load i32*, i32** %7
%70 = load i32*, i32** %9
%71 = load i32*, i32** %4
%72 = load i32, i32* %8
%73 = sext i32 %72 to i64
%74 = getelementptr inbounds i32, i32* %71, i64 %73
%75 = load i32, i32* %74
%76 = load i32, i32* %6
%77 = sdiv i32 %75, %76
%78 = srem i32 %77, 10
%79 = sext i32 %78 to i64
%80 = getelementptr inbounds i32, i32* %70, i64 %79
%81 = load i32, i32* %80
%82 = sext i32 %81 to i64
%83 = getelementptr inbounds i32, i32* %69, i64 %82
%84 = getelementptr inbounds i32, i32* %83, i64 -1
store i32 %68, i32* %84
%85 = load i32*, i32** %9
%86 = load i32*, i32** %4
%87 = load i32, i32* %8
%88 = sext i32 %87 to i64
%89 = getelementptr inbounds i32, i32* %86, i64 %88
%90 = load i32, i32* %89
%91 = load i32, i32* %6
%92 = sdiv i32 %90, %91
%93 = srem i32 %92, 10
%94 = sext i32 %93 to i64
%95 = getelementptr inbounds i32, i32* %85, i64 %94
%96 = load i32, i32* %95
%97 = add nsw i32 %96, -1
store i32 %97, i32* %95
br label %98
98: ; preds = %63
%99 = load i32, i32* %8
%100 = add nsw i32 %99, -1
store i32 %100, i32* %8
br label %60
101: ; preds = %60
store i32 0, i32* %8
br label %102
102: ; preds = %116, %101
%103 = load i32, i32* %8
%104 = load i32, i32* %5
%105 = icmp slt i32 %103, %104
br i1 %105, label %106, label %119
106: ; preds = %102
%107 = load i32*, i32** %7
%108 = load i32, i32* %8
%109 = sext i32 %108 to i64
%110 = getelementptr inbounds i32, i32* %107, i64 %109
%111 = load i32, i32* %110
%112 = load i32*, i32** %4
%113 = load i32, i32* %8
%114 = sext i32 %113 to i64
%115 = getelementptr inbounds i32, i32* %112, i64 %114
store i32 %111, i32* %115
br label %116
116: ; preds = %106
%117 = load i32, i32* %8
%118 = add nsw i32 %117, 1
store i32 %118, i32* %8
br label %102
119: ; preds = %102
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @countSort(i32* nocapture %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = bitcast i32* %0 to i8*
%5 = shl i32 %1, 2
%6 = tail call i32* @malloc(i32 %5)
%7 = bitcast i32* %6 to i8*
%8 = tail call i32* @malloc(i32 40)
%9 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %9, label %10, label %12
10: ; preds = %3
%11 = zext i32 %1 to i64
br label %41
12: ; preds = %41, %3
%13 = getelementptr inbounds i32, i32* %8, i64 1
%14 = load i32, i32* %8
%15 = load i32, i32* %13
%16 = add nsw i32 %15, %14
store i32 %16, i32* %13
%17 = getelementptr inbounds i32, i32* %8, i64 2
%18 = load i32, i32* %17
%19 = add nsw i32 %18, %16
store i32 %19, i32* %17
%20 = getelementptr inbounds i32, i32* %8, i64 3
%21 = load i32, i32* %20
%22 = add nsw i32 %21, %19
store i32 %22, i32* %20
%23 = getelementptr inbounds i32, i32* %8, i64 4
%24 = load i32, i32* %23
%25 = add nsw i32 %24, %22
store i32 %25, i32* %23
%26 = getelementptr inbounds i32, i32* %8, i64 5
%27 = load i32, i32* %26
%28 = add nsw i32 %27, %25
store i32 %28, i32* %26
%29 = getelementptr inbounds i32, i32* %8, i64 6
%30 = load i32, i32* %29
%31 = add nsw i32 %30, %28
store i32 %31, i32* %29
%32 = getelementptr inbounds i32, i32* %8, i64 7
%33 = load i32, i32* %32
%34 = add nsw i32 %33, %31
store i32 %34, i32* %32
%35 = getelementptr inbounds i32, i32* %8, i64 8
%36 = load i32, i32* %35
%37 = add nsw i32 %36, %34
store i32 %37, i32* %35
%38 = getelementptr inbounds i32, i32* %8, i64 9
%39 = load i32, i32* %38
%40 = add nsw i32 %39, %37
store i32 %40, i32* %38
br i1 %9, label %53, label %75
41: ; preds = %10, %41
%42 = phi i64 [ 0, %10 ], [ %51, %41 ]
%43 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %42
%44 = load i32, i32* %43
%45 = sdiv i32 %44, %2
%46 = srem i32 %45, 10
%47 = sext i32 %46 to i64
%48 = getelementptr inbounds i32, i32* %8, i64 %47
%49 = load i32, i32* %48
%50 = add nsw i32 %49, 1
store i32 %50, i32* %48
%51 = add nuw nsw i64 %42, 1
%52 = icmp eq i64 %51, %11
br i1 %52, label %12, label %41
53: ; preds = %12
%54 = zext i32 %1 to i64
%55 = getelementptr inbounds i32, i32* %6, i64 -1
br label %60
56: ; preds = %60
br i1 %9, label %57, label %75
57: ; preds = %56
%58 = zext i32 %1 to i64
%59 = shl nuw nsw i64 %58, 2
br label %75
60: ; preds = %53, %60
%61 = phi i64 [ %54, %53 ], [ %62, %60 ]
%62 = add nsw i64 %61, -1
%63 = and i64 %62, 4294967295
%64 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %63
%65 = load i32, i32* %64
%66 = sdiv i32 %65, %2
%67 = srem i32 %66, 10
%68 = sext i32 %67 to i64
%69 = getelementptr inbounds i32, i32* %8, i64 %68
%70 = load i32, i32* %69
%71 = sext i32 %70 to i64
%72 = getelementptr inbounds i32, i32* %55, i64 %71
store i32 %65, i32* %72
%73 = add nsw i32 %70, -1
store i32 %73, i32* %69
%74 = icmp ugt i64 %61, 1
br i1 %74, label %60, label %56
75: ; preds = %12, %57, %56
ret void
}