void count_frequency(int *orig, int *freq, int len) {
  int c;
  for (c = 0; c < len; c++) {
    freq[c] = 0;
  }
  for (c = 0; c < len; c++) {
    freq[orig[c]]++;
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<count_frequency>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    113f <count_frequency+0x3f>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
movl   $0x0,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    1116 <count_frequency+0x16>
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    1179 <count_frequency+0x79>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x18(%rbp),%rdx
movslq (%rcx,%rdx,4),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    1146 <count_frequency+0x46>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<count_frequency>:
push   %r15
push   %r14
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
test   %edx,%edx
jle    11b2 <count_frequency+0xa2>
mov    %rsi,%r15
mov    %rdi,%r14
mov    %edx,%r12d
lea    0x0(,%r12,4),%rdx
xor    %ebx,%ebx
mov    %rsi,%rdi
xor    %esi,%esi
call   1030 <memset@plt>
lea    -0x1(%r12),%rcx
mov    %r12d,%eax
and    $0x3,%eax
cmp    $0x3,%rcx
jb     1190 <count_frequency+0x80>
and    $0xfffffffc,%r12d
xor    %ebx,%ebx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
movslq (%r14,%rbx,4),%rcx
addl   $0x1,(%r15,%rcx,4)
movslq 0x4(%r14,%rbx,4),%rcx
addl   $0x1,(%r15,%rcx,4)
movslq 0x8(%r14,%rbx,4),%rcx
addl   $0x1,(%r15,%rcx,4)
movslq 0xc(%r14,%rbx,4),%rcx
addl   $0x1,(%r15,%rcx,4)
add    $0x4,%rbx
cmp    %rbx,%r12
jne    1160 <count_frequency+0x50>
test   %rax,%rax
je     11b2 <count_frequency+0xa2>
lea    (%r14,%rbx,4),%rcx
xor    %edx,%edx
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movslq (%rcx,%rdx,4),%rsi
addl   $0x1,(%r15,%rsi,4)
add    $0x1,%rdx
cmp    %rdx,%rax
jne    11a0 <count_frequency+0x90>
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r14
pop    %r15
ret

LLVM IR (-O0):
define void @count_frequency(i32* %0, i32* %1, i32 %2) {
%4 = alloca i32*
%5 = alloca i32*
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
store i32* %0, i32** %4
store i32* %1, i32** %5
store i32 %2, i32* %6
store i32 0, i32* %7
br label %8
8: ; preds = %17, %3
%9 = load i32, i32* %7
%10 = load i32, i32* %6
%11 = icmp slt i32 %9, %10
br i1 %11, label %12, label %20
12: ; preds = %8
%13 = load i32*, i32** %5
%14 = load i32, i32* %7
%15 = sext i32 %14 to i64
%16 = getelementptr inbounds i32, i32* %13, i64 %15
store i32 0, i32* %16
br label %17
17: ; preds = %12
%18 = load i32, i32* %7
%19 = add nsw i32 %18, 1
store i32 %19, i32* %7
br label %8
20: ; preds = %8
store i32 0, i32* %7
br label %21
21: ; preds = %36, %20
%22 = load i32, i32* %7
%23 = load i32, i32* %6
%24 = icmp slt i32 %22, %23
br i1 %24, label %25, label %39
25: ; preds = %21
%26 = load i32*, i32** %5
%27 = load i32*, i32** %4
%28 = load i32, i32* %7
%29 = sext i32 %28 to i64
%30 = getelementptr inbounds i32, i32* %27, i64 %29
%31 = load i32, i32* %30
%32 = sext i32 %31 to i64
%33 = getelementptr inbounds i32, i32* %26, i64 %32
%34 = load i32, i32* %33
%35 = add nsw i32 %34, 1
store i32 %35, i32* %33
br label %36
36: ; preds = %25
%37 = load i32, i32* %7
%38 = add nsw i32 %37, 1
store i32 %38, i32* %7
br label %21
39: ; preds = %21
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @count_frequency(i32* nocapture %0, i32* nocapture %1, i32 %2) {
%4 = icmp sgt i32 %2, 0
br i1 %4, label %5, label %63
5: ; preds = %3
%6 = bitcast i32* %1 to i8*
%7 = zext i32 %2 to i64
%8 = shl nuw nsw i64 %7, 2
%9 = zext i32 %2 to i64
%10 = add nsw i64 %9, -1
%11 = and i64 %9, 3
%12 = icmp ult i64 %10, 3
br i1 %12, label %48, label %13
13: ; preds = %5
%14 = and i64 %9, 4294967292
br label %15
15: ; preds = %15, %13
%16 = phi i64 [ 0, %13 ], [ %45, %15 ]
%17 = phi i64 [ 0, %13 ], [ %46, %15 ]
%18 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %16
%19 = load i32, i32* %18
%20 = sext i32 %19 to i64
%21 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %20
%22 = load i32, i32* %21
%23 = add nsw i32 %22, 1
store i32 %23, i32* %21
%24 = or i64 %16, 1
%25 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %24
%26 = load i32, i32* %25
%27 = sext i32 %26 to i64
%28 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %27
%29 = load i32, i32* %28
%30 = add nsw i32 %29, 1
store i32 %30, i32* %28
%31 = or i64 %16, 2
%32 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %31
%33 = load i32, i32* %32
%34 = sext i32 %33 to i64
%35 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %34
%36 = load i32, i32* %35
%37 = add nsw i32 %36, 1
store i32 %37, i32* %35
%38 = or i64 %16, 3
%39 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %38
%40 = load i32, i32* %39
%41 = sext i32 %40 to i64
%42 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %41
%43 = load i32, i32* %42
%44 = add nsw i32 %43, 1
store i32 %44, i32* %42
%45 = add nuw nsw i64 %16, 4
%46 = add i64 %17, 4
%47 = icmp eq i64 %46, %14
br i1 %47, label %48, label %15
48: ; preds = %15, %5
%49 = phi i64 [ 0, %5 ], [ %45, %15 ]
%50 = icmp eq i64 %11, 0
br i1 %50, label %63, label %51
51: ; preds = %48, %51
%52 = phi i64 [ %60, %51 ], [ %49, %48 ]
%53 = phi i64 [ %61, %51 ], [ 0, %48 ]
%54 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %52
%55 = load i32, i32* %54
%56 = sext i32 %55 to i64
%57 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %56
%58 = load i32, i32* %57
%59 = add nsw i32 %58, 1
store i32 %59, i32* %57
%60 = add nuw nsw i64 %52, 1
%61 = add i64 %53, 1
%62 = icmp eq i64 %61, %11
br i1 %62, label %63, label %51
63: ; preds = %48, %51, %3
ret void
}