#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 */
typedef int /*<<< orphan*/ FILE;

/* Variables and functions */
int /*<<< orphan*/ feof(int /*<<< orphan*/ *);
int fread(int *, int, int, int /*<<< orphan*/ *);
int /*<<< orphan*/ free(int *);
int *malloc(int);
int /*<<< orphan*/ memset(int *, int /*<<< orphan*/, int);
int /*<<< orphan*/ perror(char *);
int counting_sort(FILE *f, int range, int bufn, int **pcounter) {
  int *counter;
  int *buf;
  int read, i;
  counter = malloc(range * sizeof(int));
  if (!counter) {
    perror("malloc");
    return -1;
  }
  memset(counter, 0, range * sizeof(int));
  buf = malloc(bufn * sizeof(int));
  if (!buf) {
    perror("malloc");
    free(counter);
    return -1;
  }
  while (!feof(f)) {
    read = fread(buf, sizeof(int), bufn, f);
    if (read == 0)
      break;
    for (i = 0; i < read; i++)
      counter[buf[i]]++;
  }
  *pcounter = counter;
  return 0;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<counting_sort>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x40,%rsp
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
mov    %esi,-0x14(%rbp)
mov    %edx,-0x18(%rbp)
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
movslq -0x14(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edi
call   1070 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x28(%rbp)
cmpq   $0x0,-0x28(%rbp)
jne    11ac <counting_sort+0x4c>
lea    0xe65(%rip),%rdi
call   1080 <perror@plt>
movl   $0xffffffff,-0x4(%rbp)
jmp    129b <counting_sort+0x13b>
mov    -0x28(%rbp),%rdi
movslq -0x14(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edx
xor    %esi,%esi
call   1050 <memset@plt>
movslq -0x18(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edi
call   1070 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x30(%rbp)
cmpq   $0x0,-0x30(%rbp)
jne    1200 <counting_sort+0xa0>
lea    0xe1a(%rip),%rdi
call   1080 <perror@plt>
mov    -0x28(%rbp),%rdi
call   1030 <free@plt>
movl   $0xffffffff,-0x4(%rbp)
jmp    129b <counting_sort+0x13b>
jmp    1205 <counting_sort+0xa5>
mov    -0x10(%rbp),%rdi
call   1060 <feof@plt>
cmp    $0x0,%eax
setne  %al
xor    $0xff,%al
test   $0x1,%al
jne    1223 <counting_sort+0xc3>
jmp    1289 <counting_sort+0x129>
mov    -0x30(%rbp),%rdi
mov    -0x18(%rbp),%edx
mov    -0x10(%rbp),%rcx
mov    $0x4,%esi
call   1040 <fread@plt>
mov    %eax,-0x34(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x34(%rbp)
jne    124a <counting_sort+0xea>
jmp    1289 <counting_sort+0x129>
movl   $0x0,-0x38(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%eax
cmp    -0x34(%rbp),%eax
jge    1284 <counting_sort+0x124>
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    -0x30(%rbp),%rcx
movslq -0x38(%rbp),%rdx
movslq (%rcx,%rdx,4),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x38(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x38(%rbp)
jmp    1251 <counting_sort+0xf1>
jmp    1205 <counting_sort+0xa5>
mov    -0x28(%rbp),%rcx
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %rcx,(%rax)
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x40,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<counting_sort>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    %rcx,%r14
mov    %edx,%r15d
mov    %esi,%ebp
mov    %rdi,%r12
shl    $0x2,%ebp
mov    %ebp,%edi
call   1070 <malloc@plt>
test   %rax,%rax
je     129a <counting_sort+0x13a>
mov    %rax,%rbx
mov    %rax,%rdi
xor    %esi,%esi
mov    %ebp,%edx
call   1050 <memset@plt>
lea    0x0(,%r15,4),%edi
call   1070 <malloc@plt>
test   %rax,%rax
je     12ad <counting_sort+0x14d>
mov    %rax,%r13
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %r12,%rdi
call   1060 <feof@plt>
test   %eax,%eax
jne    1286 <counting_sort+0x126>
mov    %r13,%rdi
mov    $0x4,%esi
mov    %r15d,%edx
mov    %r12,%rcx
call   1040 <fread@plt>
test   %eax,%eax
je     1286 <counting_sort+0x126>
jle    11c0 <counting_sort+0x60>
mov    %eax,%ecx
lea    -0x1(%rcx),%rdx
mov    %ecx,%eax
and    $0x3,%eax
cmp    $0x3,%rdx
jae    1210 <counting_sort+0xb0>
xor    %edx,%edx
jmp    124d <counting_sort+0xed>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
and    $0xfffffffc,%ecx
xor    %edx,%edx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
movslq 0x0(%r13,%rdx,4),%rsi
addl   $0x1,(%rbx,%rsi,4)
movslq 0x4(%r13,%rdx,4),%rsi
addl   $0x1,(%rbx,%rsi,4)
movslq 0x8(%r13,%rdx,4),%rsi
addl   $0x1,(%rbx,%rsi,4)
movslq 0xc(%r13,%rdx,4),%rsi
addl   $0x1,(%rbx,%rsi,4)
add    $0x4,%rdx
cmp    %rdx,%rcx
jne    1220 <counting_sort+0xc0>
test   %rax,%rax
je     11c0 <counting_sort+0x60>
lea    0x0(,%rdx,4),%rcx
add    %r13,%rcx
xor    %edx,%edx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
movslq (%rcx,%rdx,4),%rsi
addl   $0x1,(%rbx,%rsi,4)
add    $0x1,%rdx
cmp    %rdx,%rax
jne    1270 <counting_sort+0x110>
jmp    11c0 <counting_sort+0x60>
mov    %rbx,(%r14)
xor    %eax,%eax
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret
lea    0xd5f(%rip),%rdi
call   1080 <perror@plt>
mov    $0xffffffff,%eax
jmp    128b <counting_sort+0x12b>
lea    0xd4c(%rip),%rdi
call   1080 <perror@plt>
mov    %rbx,%rdi
call   1030 <free@plt>
mov    $0xffffffff,%eax
jmp    128b <counting_sort+0x12b>

LLVM IR (-O0):
@.str = [7 x i8] c"malloc\00"
define i32 @counting_sort(i32* %0, i32 %1, i32 %2, i32** %3) {
%5 = alloca i32
%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
%14 = load i32, i32* %7
%15 = sext i32 %14 to i64
%16 = mul i64 %15, 4
%17 = trunc i64 %16 to i32
%18 = call i32* @malloc(i32 %17)
store i32* %18, i32** %10
%19 = load i32*, i32** %10
%20 = icmp ne i32* %19, null
br i1 %20, label %23, label %21
21: ; preds = %4
%22 = call i32 @perror(i8* getelementptr inbounds ([7 x i8], [7 x i8]* @.str, i64 0, i64 0))
store i32 -1, i32* %5
br label %78
23: ; preds = %4
%24 = load i32*, i32** %10
%25 = load i32, i32* %7
%26 = sext i32 %25 to i64
%27 = mul i64 %26, 4
%28 = trunc i64 %27 to i32
%29 = call i32 @memset(i32* %24, i32 0, i32 %28)
%30 = load i32, i32* %8
%31 = sext i32 %30 to i64
%32 = mul i64 %31, 4
%33 = trunc i64 %32 to i32
%34 = call i32* @malloc(i32 %33)
store i32* %34, i32** %11
%35 = load i32*, i32** %11
%36 = icmp ne i32* %35, null
br i1 %36, label %41, label %37
37: ; preds = %23
%38 = call i32 @perror(i8* getelementptr inbounds ([7 x i8], [7 x i8]* @.str, i64 0, i64 0))
%39 = load i32*, i32** %10
%40 = call i32 @free(i32* %39)
store i32 -1, i32* %5
br label %78
41: ; preds = %23
br label %42
42: ; preds = %74, %41
%43 = load i32*, i32** %6
%44 = call i32 @feof(i32* %43)
%45 = icmp ne i32 %44, 0
%46 = xor i1 %45, true
br i1 %46, label %47, label %75
47: ; preds = %42
%48 = load i32*, i32** %11
%49 = load i32, i32* %8
%50 = load i32*, i32** %6
%51 = call i32 @fread(i32* %48, i32 4, i32 %49, i32* %50)
store i32 %51, i32* %12
%52 = load i32, i32* %12
%53 = icmp eq i32 %52, 0
br i1 %53, label %54, label %55
54: ; preds = %47
br label %75
55: ; preds = %47
store i32 0, i32* %13
br label %56
56: ; preds = %71, %55
%57 = load i32, i32* %13
%58 = load i32, i32* %12
%59 = icmp slt i32 %57, %58
br i1 %59, label %60, label %74
60: ; preds = %56
%61 = load i32*, i32** %10
%62 = load i32*, i32** %11
%63 = load i32, i32* %13
%64 = sext i32 %63 to i64
%65 = getelementptr inbounds i32, i32* %62, i64 %64
%66 = load i32, i32* %65
%67 = sext i32 %66 to i64
%68 = getelementptr inbounds i32, i32* %61, i64 %67
%69 = load i32, i32* %68
%70 = add nsw i32 %69, 1
store i32 %70, i32* %68
br label %71
71: ; preds = %60
%72 = load i32, i32* %13
%73 = add nsw i32 %72, 1
store i32 %73, i32* %13
br label %56
74: ; preds = %56
br label %42
75: ; preds = %54, %42
%76 = load i32*, i32** %10
%77 = load i32**, i32*** %9
store i32* %76, i32** %77
store i32 0, i32* %5
br label %78
78: ; preds = %75, %37, %21
%79 = load i32, i32* %5
ret i32 %79
}

LLVM IR (-O2):
@.str = [7 x i8] c"malloc\00"
define i32 @counting_sort(i32* nocapture %0, i32 %1, i32 %2, i32** nocapture writeonly %3) {
%5 = shl i32 %1, 2
%6 = tail call i32* @malloc(i32 %5)
%7 = icmp eq i32* %6, null
br i1 %7, label %8, label %10
8: ; preds = %4
%9 = tail call i32 @perror(i8* getelementptr inbounds ([7 x i8], [7 x i8]* @.str, i64 0, i64 0))
br label %85
10: ; preds = %4
%11 = tail call i32 @memset(i32* %6, i32 0, i32 %5)
%12 = shl i32 %2, 2
%13 = tail call i32* @malloc(i32 %12)
%14 = icmp eq i32* %13, null
br i1 %14, label %18, label %15
15: ; preds = %10
%16 = tail call i32 @feof(i32* %0)
%17 = icmp eq i32 %16, 0
br i1 %17, label %39, label %84
18: ; preds = %10
%19 = tail call i32 @perror(i8* getelementptr inbounds ([7 x i8], [7 x i8]* @.str, i64 0, i64 0))
%20 = tail call i32 @free(i32* %6)
br label %85
21: ; preds = %51, %44
%22 = phi i64 [ 0, %44 ], [ %81, %51 ]
%23 = icmp eq i64 %47, 0
br i1 %23, label %36, label %24
24: ; preds = %21, %24
%25 = phi i64 [ %33, %24 ], [ %22, %21 ]
%26 = phi i64 [ %34, %24 ], [ 0, %21 ]
%27 = getelementptr inbounds i32, i32* %13, i64 %25
%28 = load i32, i32* %27
%29 = sext i32 %28 to i64
%30 = getelementptr inbounds i32, i32* %6, i64 %29
%31 = load i32, i32* %30
%32 = add nsw i32 %31, 1
store i32 %32, i32* %30
%33 = add nuw nsw i64 %25, 1
%34 = add i64 %26, 1
%35 = icmp eq i64 %34, %47
br i1 %35, label %36, label %24
36: ; preds = %21, %24, %42
%37 = tail call i32 @feof(i32* %0)
%38 = icmp eq i32 %37, 0
br i1 %38, label %39, label %84
39: ; preds = %15, %36
%40 = tail call i32 @fread(i32* %13, i32 4, i32 %2, i32* %0)
%41 = icmp eq i32 %40, 0
br i1 %41, label %84, label %42
42: ; preds = %39
%43 = icmp sgt i32 %40, 0
br i1 %43, label %44, label %36
44: ; preds = %42
%45 = zext i32 %40 to i64
%46 = add nsw i64 %45, -1
%47 = and i64 %45, 3
%48 = icmp ult i64 %46, 3
br i1 %48, label %21, label %49
49: ; preds = %44
%50 = and i64 %45, 4294967292
br label %51
51: ; preds = %51, %49
%52 = phi i64 [ 0, %49 ], [ %81, %51 ]
%53 = phi i64 [ 0, %49 ], [ %82, %51 ]
%54 = getelementptr inbounds i32, i32* %13, i64 %52
%55 = load i32, i32* %54
%56 = sext i32 %55 to i64
%57 = getelementptr inbounds i32, i32* %6, i64 %56
%58 = load i32, i32* %57
%59 = add nsw i32 %58, 1
store i32 %59, i32* %57
%60 = or i64 %52, 1
%61 = getelementptr inbounds i32, i32* %13, i64 %60
%62 = load i32, i32* %61
%63 = sext i32 %62 to i64
%64 = getelementptr inbounds i32, i32* %6, i64 %63
%65 = load i32, i32* %64
%66 = add nsw i32 %65, 1
store i32 %66, i32* %64
%67 = or i64 %52, 2
%68 = getelementptr inbounds i32, i32* %13, i64 %67
%69 = load i32, i32* %68
%70 = sext i32 %69 to i64
%71 = getelementptr inbounds i32, i32* %6, i64 %70
%72 = load i32, i32* %71
%73 = add nsw i32 %72, 1
store i32 %73, i32* %71
%74 = or i64 %52, 3
%75 = getelementptr inbounds i32, i32* %13, i64 %74
%76 = load i32, i32* %75
%77 = sext i32 %76 to i64
%78 = getelementptr inbounds i32, i32* %6, i64 %77
%79 = load i32, i32* %78
%80 = add nsw i32 %79, 1
store i32 %80, i32* %78
%81 = add nuw nsw i64 %52, 4
%82 = add i64 %53, 4
%83 = icmp eq i64 %82, %50
br i1 %83, label %21, label %51
84: ; preds = %36, %39, %15
store i32* %6, i32** %3
br label %85
85: ; preds = %84, %18, %8
%86 = phi i32 [ 0, %84 ], [ -1, %18 ], [ -1, %8 ]
ret i32 %86
}